《数字化工厂技术》<br><br>——全方位数字化生产运营
2023-02-06 15:03阅读：
《数字化工厂技术》
——全方位数字化生产运营
张老师（Eric zhang）
助理：阿荣13632461454（同微信）
课程目标：帮助客户了解数字化工厂的含义、数字化工厂的主要模块及技术，数字化工厂构建方法，
帮助企业储备数字化工厂建设的相关知识，为企业建立数字化工厂打下技术基础。数字
化工厂是建立工业4.0的必经之路。数字化工厂有广义与狭义之分；
培训特点:
以实际案例诠释数字化工厂的主体模块和应用，帮助学员深入掌握数字化工厂的核
心技术、关键步骤及应用场景；
参加人员：工厂总经理，生产总监，工程总监，产品开发总监，
生产、工程经理等。
课程大纲：
第一单元：数字化工厂的出现背景
²
数字化工厂的含义
u 狭义数字化工厂技术
u 广义数字化工厂技术
²
数字化工厂的特点
²
产品设计数字化
²
工艺设计数字化
²
制造过程数字化
u
虚拟样机-VP
u
虚拟制造-VM
²
数字化工厂主体内容
u 产品开发数字化
u 生产准备数字化
u 制造数字化
u 管理数字化
u 营销数字化
u 劳动力资源需求分析数字化
u 工厂运营绩效数字化
²
生产系统重组与运行仿真
u 生产系统运行可靠性
u 生产系统运行经济性
u 产品质量控制等
第二单元：工厂数字化转型准备与实施
²
数字化转型的客观趋势
²
企业数字化转型要素与管理角色变化
²
数字化工厂运营管理特点
²
数字化技术支撑智能制造
²
工业数据采集与分析
u
工业数据的价值
u
工业数据类型
u
为什么要采集工业数据
u
采集何种类型工业数据
Ø
协议数据采集-ProfiNet、ProfiBus
Ø
传感数据采集
u
如何采集数据
Ø
设备控制器数据采集
Ø
OPC协议数据采集
第三单元：数据传输与处理-IOT
² 物联网简介
²
物联网工作步骤
²
物联网六层架构
u 感知层介绍
Ø
静态信息采集-RFID，QR
Code
Ø
动态信息采集-传感数据采集
u 传输层介绍
Ø
核心网与接入网
Ø
接入网：NB-IOT，LORA等
u 应用层
Ø 智能物流
Ø 智能制造
²
工业互联网的规划与实施
u
感知层设计规划
u
传输层设计规划
u
标准层设计规划
u
数据层设计规划
u
支撑平台层设计规划
u
应用层设计规划
第四单元：数字化工厂功能及核心技术
²
数字化工厂的主体功能
u
提高企业盈利能力
u
提高工厂规划质量
u
缩短产品开发及投产时间
u
工厂各级沟通透明化
u
规划过程标准化
²
数字化工厂的五大核心系统
²
狭义数字化工厂的核心技术
u
产品设计环节-三维建模
u
生产规划环节-工艺仿真
²
广义数字化工厂包含：
u
数字化技术用于产品设计-三维建模
u
数字化技术用于生产规划-数字孪生
u
数字化技术用于生产运营-数据采集
分析与应用-生产决策、工艺参数拟合
²
数字化工厂技术应用：
u 全面制造过程管理
u
数字化工厂技术应用的工作流程
Ø
产品数模用于工艺审查、公差分析
Ø
从设备、工装、产线获取制造资源数据
Ø
生产工艺规划：导入工艺部门已有数据，进行规划模型协同设计
Ø
生产工艺验证：工厂布局与物流规划仿真、线体平衡、动态装配、工时分析、人机工程仿真、机器人仿真等
Ø
客户化输出：通过系统集成与客户化开发（工业4.0中的端到端集成），输出采购、生产、发运信息
²
数字化工厂技术（仿真）应用模块及案例：
u
产品设计-三维建模与仿真案例
u
产品设计-增材制造案例
u 生产规划:
数字化仿真技术
Ø
布局设计仿真案例
Ø
物流规划仿真案例
Ø
生产线设计仿真案例
Ø
机器人复杂运动仿真案例
案例：数字化工厂技术在汽车总装线设计应用
²
数字化工厂技术-数字孪生技术：
u 规划模型与解释模型
u 数字孪生技术
u
数字孪生与规划、解释模型的关系
u
数字孪生技术在生产规划环节应用
Ø
数字孪生在生产流程规划中应用案例
Ø
数字孪生在生产流程调整中应用案例
Ø
数字孪生在工位设计中的应用
u
数字孪生技术在生产运营环节应用
Ø
数字孪生在生产运营过程中的应用
Ø
生产过程虚拟现实制造
Ø
数字孪生在风电站运行中的应用
案例1：工厂布局设计仿真案例
案例2：工厂物流规划仿真案例
案例3：数字孪生技术用于生产线设计
案例4：定制化产品装配过程数字化
第五单元 数字化工厂核心系统-MES系统
² MRP(Manufacture
Resource Plan)
u
MRP运作逻辑
u
MRP对生产的管控缺陷
² MES(Manu.
Execution System)
u
MES包含的业务运作模块
u
MES软件提供商
u
MES弥补MRP对生产管控不足
²
MES系统-订单管理模块
u
订单管理模块功能
u
订单管理模块操作界面
²
MES系统-计划排程模块
u
提高排程效率
u
提升排程准确性
u
实时反馈计划执行情况
u
计划排程模块工作流程
u
计划排程方法-甘特图
²
MES系统-设备管理模块
u
设备管理模块操作界面
u
设备管理模块功能
Ø 监控设备状态
Ø
采集设备数据，计算OEE
Ø
记录设备运行状况，追溯故障原因
Ø 建立设备维护日历，并提醒
Ø 设备状态可视化、数据化
²
MES系统-资源管理模块
u
资源管理模块操作界面
u
资源管理模块功能
Ø 资源清单管理
Ø 资源状态管理
²
MES系统-质量管理模块
u
质量管理模块功能-SPC
u
质量管理模块用于批次质量管理
案例：某企业MES系统介绍（视频）
第六单元：数字化工厂运营
²
数字化工厂的外延
u
生产运行实时数据
u
设备运行实时数据
u
质量实时数据
u
能耗实时数据
u
工厂其它运营数据
u
工厂实时运营数据供管理者分析与决策(实现完全智能制造前)
²
数字化工厂的内涵
u
生产节点获取数据,
自我决策
u
生产节点通过工业物联网交换数据
u
生产节点数据向工厂智能控制中心输送,
提供最优决策
²
数字化工厂与智能制造关系
u 工厂数字化是智能制造基础
u
工厂数字化是智能制造的技术之一
u 物联网是数字化工厂的桥梁
²
数字化工艺参数拟合
u
通过专家知识库，设定工艺参数
u
通过数字化拟合获取最佳工艺参数
u
数字孪生技术对比实际工艺参数与拟合的最佳工艺参数，再次修正工
艺参数。
²
工艺参数管理
u
设定工艺参数随订单下达至设备
u
实际工艺参数上传给MES系统
案例1： 数字化技术在光纤生产过程中工艺
参数拟合（工艺参数优化）
案例2： 某企业数字化工厂运营监控
第六单元：数字化工厂的核心技术详解
²
全面的制造过程管理
u
模拟并验证生产过程
u
生成经验证的工艺数据及文件
² 工作流程
u
从设计部门获取产品数据
Ø
产品3D数模
Ø
产品装配关系
Ø
工艺审查和公差分析
u
从工装工具、生产部门获取数据
u 工艺规划
Ø 总工艺计划
Ø 子工艺计划
Ø
生产计划及产品
Ø
工艺、资源、工时等信息
u 客户化输出
Ø
通过系统集成和客户化开发，输出生产、采购、维护、培训等计划
² 规划模块
第七单元：数字化工厂应用案例探索
²
总装解决方案
u 工艺规划
u
多车型混线生产数字化设计
u
复杂物流仿真
u
订单排产计划和总装线布局
²
某电子工厂数字化工厂案例
Ø
生产过程数字化及可视化
Ø
生产运行关键指标可视化
综合讨论：结合数字化工厂技术与企业实际情况，讨论推进本企业数字化工厂建设
讲师介绍UU：张老师（Eric
zhang）
助理：阿荣13632461454（同微信）
教育背景： 东南大学硕士研究生学历；
曾任职于爱立信、圣戈班等世界五百强企业，曾赴美国，德国，瑞典，马来西亚，印度等分公司进行包装设计技术研讨会，与供应商共同进行新型包装材料研发及应用，新型包装技术及包装设备的开发。参与总公司的全球包装战略制定。与公司总部包装设计部门及主要的包装成套材料供应商有密切的技术交流。是爱立信公司总部授权的亚太区高级包装设计师。在包装设计，新型包装材料及技术应用上有丰富的知识和实践经验。同时对仓储物流、精益生产、工业工程等有深入研究。
技术职称：高级工程师。
包装定标：参与多项包装定标工作，如：
·
2008年参与节材伐木绿色包装研讨会。
·
2007年参与制订《中华人民共和国包装行业标准---拼装式胶合板箱》BB/T
0040-2007
·
2005年参与瓦楞纸箱行业研讨会《中华人民共和国国家标准---包装材料
瓦楞纸》
包装实践：在多家著名外资及国有包装企业担任包装技术顾问，具备丰富的家电、电子产品、汽车
零部件、飞机零部件、轴承、精密测试设备，重、大型设备的包装设计及方案评估经验。
包装技术交流:
·
作为受邀嘉宾将于2012.9.18-20在国际安全运输委员会(ISTA)举办的技术年会上
作演讲。
·
作为中国包装网特邀演讲嘉宾多次参加其组织的包装技术交流会并作演讲。
工作经历： 2008.06---至今
某著名大型德资企业（世界五百强）物流仓储部经理
·
参加过多次国内外企业或行业主办的仓储及库存管理技术研讨会，包装技术研讨会。
·
主持所属全球公司制造系统中关于Material handling
模块（库房及物料运作管理）
的流程设计及软件系统架构工作。有着丰富的仓储/库存管理经验，从精益生产的角
度对库房功能区域划分，
各种仓储方式的（多层货架，驶入式货架，重力式货架，
窄巷自动式货架等）研究及选择以提高仓储空间利用率，作业区域的精益布局以消
除动作要素的浪费并提高作业面积利用率，库房安全管理技术，库房作业质量管理，
库存管理及库存准确率的控制， 库存分析（原材料及产品）及对应措施，
如何防
止呆废料的产生。
·
库房进料，存储，拣选，配料，包装，分拣等流程的优化或再造。在JIT，
Kanban（看板），物料连续流，
均衡生产时物料的配送及物料在库房的SMED（快速换型）等方面有丰富的实践经验。
作为资深的包装设计人员，在担任仓储部经理的同时，关注包装技术的发展，评估产品包装方案对包装作业及仓储作业的效率影响并推动包装方案的改进。对供应商来料的包装方案进行评估并提出改进意见，以提高供应商来料的运输包装质量，降低来料破损率，提高库房配料人员拆包装的工作效率。
控制仓储环境对包装的影响，保证产品及材料的包装不因仓储环境的劣变造成包装保护性能下降。
目前正实施的多产品共线包装改进项目，通过SMED（快速换型）技术及扫描仪识别技术提高库房的包装效率及质量。与工程部合作，对包装设备的自动化程度进行改进，2010年三季度实现了新自动化包装线的设计，制造及调试工作，把包装产能提高了40%，同时减少了37%的包装人员和45%的包装作业场地。
2007.04---2008.05
圣戈班（世界五百强）工业工程部经理
在精益生产，工业工程，包装设计，包装测试，包装破损分析方面有较高的理论研究和丰富的实践经验。主持了本企业的卓越制造改进项目（口号：中国制造---〉卓制中国）及包装成本降低两个主要改进项目。
卓越制造改进项目:
主要应用工业工程（IE）
技术中的工艺程序分析，操作程序分析及精益生产中的价值流分析技术（VSM）进行生产流程的持续改善，通过动作分析进行装配测试作业的动作经济性分析，从而消除动作浪费，并使装配线员工的工作更加符合人体工学的作业方式。在企业内应用精益生产中的拉动式生产（DFT）对各生产线进行物料补充，并辅以第三方物流的HUB库来实施JIT生产。应用均衡化生产（Leveling
Production）方式进行排产，满足小批量多频次的客户需求。与瑞典同行紧密合作，同时与供应链管理，
计划管理，订单管理，物料管理部门合作，并参考丰田制造系统（TPS）建立本跨国公司的生产管理系统的首个试点子公司。
包装成本降低改进项目:
通过产品设计及包装设计的改进及减少包装材料使用量，包装材料重复利用，包装材料循环利用等方法降低包装成本。所领导的两个包装成本改进项目分别降低或节约年包装成本200多万元和近400万元。
包装设计及技术:
与包装供应商合作，推动新型包装材料的应用，以降低包装成本及提高产品保护性能。制订公司总部对供应商的规范包装设计及包装材料的要求，并指导供应商实施，以改进原料的包装质量并降低包装成本。
制订并发布公司总部统一使用的通信产品包装测试方法及标准：
包装机械自动化：
主持设计模块自动包装流水线，改变原先落后的人工包装方式，由机器代替了大部分的人工作业，包括产品提升，托盘提升，自动打包机等机构，降低了包装员工工作强度，提高了包装效率及产能。
审核并批准新产品的包装设计方案：
对包装方案进行评估并提出改进意见，对量产产品的包装方案随着运输环境的改变及新包装技术及材料的应用，提出改进要求，以降低包装成本并提高包装保护能力。
2006.09---2007.03
爱立信（世界五百强） 生产质量经理
参加了上海市质量学会举办的质量经理培训， 获得国家质量经理执业资格证书。担任质量经理期间，
在
公司内大力推行零缺陷， 制造质量改进等项目，
组织质量工程师，工艺工程师，检验人员对制造全流
程进行分析，制定工艺质量控制点，运用SPC，FMEA等
6 Sigma 工具进行制造质量的提高。并将IE
技术应用到检验工作中，减少检验工作中的多种浪费，提高检验效率和质量。
1999.04---2006.08爱立信（世界五百强）
工艺及包装设计工程师
·
担任工艺工程师期间，从事多条生产线的技术支持工作，应用工业工程（IE）技术对生产线进行工艺程序分析及操作程序分析，通过分析进行流程的简化，合并，重组等方式进行流程再造，消除流程中的各种浪费，提高生产效率及产品质量。对生产线进行布局设计，减少人员及物料的移动，并提高单位面积的产品产出率。
·
同时还负责仓储物流布局设计，库房收货、存储、配料发料、包装、物料退库等作业流程优化，
库房设备及工具的选型或设计，原材料包装方案评估，产品包装设计等工作。在包装设计及包装线的设计、布局、快速换型、包装线效率改善、全员生产维护方面有丰富的实践经验。
·
作为包装工程师，负责所有新产品的包装方案设计工作，对包装测试中反映出来的产品设计问题，及时与产品设计人员沟通，提出改进意见。以设计出低成本，高性能的产品包装方案。因为熟悉产品及包装两方面的技术，所以设计出的包装方案成本较低但产品保护性能良好。
·
负责客户运输过程中出现的包装及产品的索赔分析工作，对客户因运输包装破损提出的索赔分清责任，并给出让客户信服的的库房的分析结果。
·
控制产品包装成本，利用包装专业技术能力及包装新技术的发展，对包装方案及材料进行优化设计改进。运用包装材料的4R方法降低包装成本。
·
负责包装方案的测试工作，并审核测试报告，对测试中反映出来的包装设计问题及时提出改进方案并实施。
·
负责库房流程及技术支持，制定各种产品的包装作业指导及库房作业流程。
·
制定包装材料的物料清单并审核批准包材供应商提供的包装材料组成成分清单。
·
担任工业工程师期间，还参与了多个新产品的设计工作，使用DFM技术对产品的可生产性进行评估并反馈给设计者。期间还担任过两个产品的项目经理，负责这两个新产品的导入及导出工作。
·
2006年度，发起并实施了一项应用精益生产和工业工程等技术实施的改进项目，
该改进项目每年为所服务的公司节约生产成本900
多万元。获集团公司全球改进项目一等奖。
·
2002年参加了跨国公司总部举办的6Sigma
培训，并做了6 Sigma
改进项目，通过理论培训，项目实践及考试获得6 Sigma
黑带资格证书。
培训资质： AAA
培训特点：近二十年特大型内、外资企业包装设计，仓储及物料管理等部门工作经历，有丰富的包装设计及各种新型包装材料应用方面的丰富知识，及包装成本降低，包装破损分析等方面丰富的经验。
授课推崇务实、讲求实效，灵活应用各种包装案例来进行知识讲解，将抽象知识以浅显易懂的方式传授给接受培训的学员，典型的理论与丰富实践经验相结合的务实型培训讲师；培训过程主要以课程体系为主线，全程案例研习、小组讨论、包装设计游戏及工作实务模拟并伴以咨询式培训等形式，引导学员参与，注重其丰富的企业实际改进案例的分享。
服务案例： 东风康明斯,
雅培集团、东芝变压器公司、胜美达电子、诺基亚、杭州神钢建设有限公司、资生堂、瑞风汽车、河南中烟集团、理光办公设备（上海）有限公司、法雷奥汽车配件公司、夏新股份、东方通信、东风汽车、万家乐集团、美的集团、吉斯特药业、北京博维航空设施、永康制药、宜宾纸业、渤海能克、浙江移动、韩泰轮胎、联合汽车电子、拉法基、阿法拉伐、三得利、升德升电子……等。
授课形式：
各种包装材料实物展示、知识讲解、案例演示讲解及分析、实战演练、小组讨论、互动交流、游戏感悟、头脑风暴、强调学员参与及互动。
