电子企业智能工厂信息系统建设

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电子企业智能工厂信息系统建设该案例依托十四所技改项目建设方向研究，面向电子装备装备多品种、小批量、变节拍的柔性生产需求，建设“管理智能化+过程数字化+设备自动化”的智能车间。

目录

一、案例简介

该案例围绕智能工厂生产管理信息化架构，以生产过程的端到端数据贯通为目标，建设车间三维看板系统（WVS）、车间运营管理系统（MOM）、物流管理系统（WMS）、数据采集系统（SCADA）四大信息系统，构建车间生产管理数据交换体系，实现基于大数据的车间运营管理。通过智能排程与调度、生产过程自适应、生产过程智能化、智能测试的全过程集成，实现IT（信息技术）与OT（运营技术）的紧密融合、虚拟世界与物理世界的映射与闭环驱动，实现生产过程全面信息采集、可视化生产监控和一体化制造运营管控，达到车间管理数字化、生产决策智能化。

二、案例背景介绍

中国电子科技集团公司第十四研究所（简称“十四所”）作为我国电子装备工业的发源地，国家诸多新型、高端电子装备装备的创始者，一直坚持走自主创新发展之路。该电子装备在国内始终处于引领者地位，产品地位突出。随着系统集成度和复杂度的不断提高，致使生产工艺路线越来复杂、装配精度和可靠性要求越来越高，交付周期却越来越短。传统的研制生产过程存在的问题越来越突出，主要表现为：

在制造技术发展方面，资源和计划调度依赖人工经验，信息化手段不足，生产计划排程精细化程度不够，动态响应能力不强，导致车间作业管理效能不高，无法满足高精度自动化装配、高密度高集成装配、生产过程管理与控制智能化的需求。

在产能提升方面，十四所电子装备产能需求逐年递增，而传统生产过程中，作业高度依赖人工，工艺设备配置率低，自动化水平低，导致装配生产效率不高，迫切需要持续加强电子装备的生产能力建设。

在质量提升方面，传统生产过程中，质量数据采集以人工记录为主，数据采集覆盖不全，生产过程数据采集率低，信息孤岛化现象严重，质量数据集成分析能力弱，过程控制及追溯能力不强，质量管控能力不足。迫切需要持续提升过程质量管控的自动化、信息化、智能化水平，适应新时代武器装备全生命周期质量管控要求。

在国家政策背景和内外部环境变化的推动下，基于以上业务痛点，采取智能制造等新技术、新方法、新思路来升级现有产品研制生产模式成为十四所发展的迫切需求。依托十四所技改项目建设和国防基础科研项目研究，面向电子装备装备多品种、小批量、变节拍的柔性生产需求，建设“管理智能化+过程数字化+设备自动化”的智能车间，打造具有现代企业特征、核心竞争力国内一流、行业引领示范的离散型电子装备智能工厂标杆，有效提升复杂电子装备产品研制效率和产品质量，缩短产品研制周期，助推装备制造业的高质量发展。

三、案例应用详情

1）车间制造运营系统（MOM）建设

建设面向制造全过程的统一的车间制造运营管理MOM系统，具备车间级生产管理、资源管理、质量管理、物料管理等功能，实现与PDS系统、ERP系统、WMS系统数据交互，信息共享共用，实现台套-订单-工序三级纵向计划和车间之间横向关联计划的管控，大幅提升电子装备生产计划准确率、装配质量和资源综合利用率。

达成工艺流程、自动化物流与现场生产管理三者的高度融合。

贯通敏捷化的精益生产管控流程，打通订单计划和执行结果在生产现场的闭环反馈渠道，实现对变更的及时响应和准确预测。

通过信息系统构建生产问题反馈机制，将不同车间、不同专业和各部门之间架设起信息互联桥梁。

支撑管理层的快速反应和准确决策能力，针对问题做出行之有效的调度决策，消除生产等待。

制造运营管理系统架构

车间三维看板系统以生产活动为主线，基于车间三维虚拟模型，实时获取MOM系统、数据采集系统中的生产计划、生产过程执行、设备运行状态、关键工艺参数等信息，以生产活动为主线，从车间、产线、单元三大维度对与生产活动相关的产品、资源和流程进行全方位展示：

各工位装配进度、测试进度展示

针对智能车间内各生产线中的主要自动化装配、测试单元中的生产设备、测试设备、物流设备、检测设备等实现运行状态监控和可视化展示。

对计划执行情况、质量控制情况、物料齐套情况、场地资源使用、资源使用状态、生产问题处理等车间整体运行状态进行分析，并按需图形化、表单化等多维度、多视角、多形式地展示。

对产线的运行工艺、节拍进行仿真，实现对生产线运行状态的预判。

2） 智能物流管理系统建设

按照“分级存放、准点配送”原则，建设车间物流管理系统，实现生产物料在车间入库-上架-出库-交接-分拣-配送的全过程、物料-人员-仓储设施等生产要素的统一管理和调配，实现车间级物料信息化管控；打通与MOM、ERP等系统的数据链路，实现订单驱动的工位级拉动式齐套，提高物料配送准点率。

智能物流管理系统包括仓储管理和车间配送管理两个部分。车间仓储管理分为物料缓存库和线边暂存库管理，在物流管理系统可以查询缓存库、线边库所有货位对应的物料明细；车间配送管理将对AGV车、自动转运车、周转车的调度和行进路线等进行统一规划管理。依托MOM系统，根据批产生产线工位物料计划，实现各制造单位间物料数据横向贯通，提升物料齐套和配送效率，为智能工厂一体化建设奠定基础。

3）车间数据采集系统建设

基于智能车间的信息化架构，通过车间生产基础网络环境的建立，构建车间生产现场综合数据的交换，实现生产执行数据、质量控制数据、生产管理数据的采集、传递和分析；生产现场数据经过处理或直接、按需传递至制造运营管理系统、物流管理、车间三维看板等系统，为智能车间生产管理提供数据基础，实现智能车间生产管理的有序透明化、生产过程和质量数据可追溯，全面提升智能工厂的管控能力。

4 ） 全层级智能车间建设

针对电子装备多品种变批量、研制与批产并重的生产需求，围绕电子装备各层级组成，开展微组装、电装及总装总调全层级智能车间建设，打造国内一流的离散型智能示范车间，助推重点型号装备的科研生产。

依据“产品聚类分析、工艺流程再造、生产布局优化、产线手段升级、网络化信息化提升”的车间建设思路，围绕十四所电子装备核心专业领域及其生产能力规划，重点打造总装总调、电装和微组装全层级智能车间。

打造“数字贯通，智能管控、绿色低耗”为特征的总装数字孪生示范车间，实现了设计端、工艺端、生产端数据贯通融合，关键数据采集率100%，质量一次合格率优于99%，产能提升5倍以上。

建成以“人机协同、数字赋能、智慧管理”为特征的电装智能车间，根据产品形态和批量的不同，优化人机协同配比，建立全自动生产、人机协作生产、智能装配生产三类工作模式，装配效率提升50%，产能提升4倍以上，并形成军工电装智能制造产业的示范。

建成国内首个微波组件智能制造示范车间，通过智能排程与调度、生产过程自适应、智能测试全过程集成，满足多品种、变批量、柔性混线生产需求，实现组件装配质量在线精确预测，满足产品生产全流程追溯，产能提升10倍以上。

四、创新性与优势

1）实现了基于信息-物理融合的数字化车间全流程纵向贯通

提出了复杂电子装备数字化车间体系架构和数据流模型，突破了信息物理融合关键技术，解决了车间内部信息孤岛问题，实现了数字化车间制造运营管理系统向上与企业管理层资源计划系统、产品全生命周期管理系统以及向下与物流管理系统、数据采集与监控系统的纵向集成与贯通。

2） 实现了多源异构数据采集与融合处理

结合二维码、电子标签、传感器等物联网手段，突破了车间装配过程多源异构数据感知、集成和分析等关键技术，开发了一套硬、软件相结合的数据采集与监控系统，实现了车间内人机料法环等全类别数据实时采集与管理，为车间生产排程与调度、物料跟踪、质量追溯、设备管理等提供有效数据支撑。

3）实现了面向混线生产的计划排程与动态调度

基于多品种、变批量复杂电子装备柔性混线生产需求，提出了基于多工位关联的单元化节拍生产机制，突破了基于模块化扰动事件动态调度技术，形成了面向复杂电子装备离散生产环境计划排程与动态调度系统；实现生产线资源的柔性配置，动态组合生产线以支持不同产品的需要，实现共线和混线生产需求，随时响应生产线问题而不被约束。

4）实现了车间制造现场三维可视化监控

基于数字孪生理念的数字化车间可视化监控系统架构，以车间生产物联网、数据采集系统、MOM、WMS等为基础，构建基于虚实映射的车间三维可视化展示平台，具备三维动画、车间整体运行状态、产线级运行状态、单元级运行状态、场地管理、车间布局、AR/VR接入等功能，实现车间运营过程的有效管理，全面提升智能车间的管控能力。

五、案例应用效益分析

建设成效：

智能工厂的建设引发了十四所科研生产管理流程的变革，实现了产品研发、生产、保障全寿期精益化管理。在生产制造方面，形成了“数字化协同制造模式”和“无纸化生产现场管控模式”，优化了生产计划安排，提升了制造资源利用效率，生产周期缩短35%以上；综合保障方面，建立了产品设计保障一体化协同平台以及产品全寿期综合保障数据中心，为未来远程化、智能化维修奠定基础。

在“全数字、全互联、全智能”的新模式下，对工厂进行全面科学管控，大幅度提升车间计划科学性、生产过程协同性、生产设备与信息化系统的深度融合度，利用大数据技术和工艺专家知识体系，通过深度挖掘和关联分析，进行科学决策。与一般电子产品相比，十四所生产电子装备集成度高、工艺复杂、混线品种多，十四所的智能工厂实现了精益化管理和柔性化生产，有效提升了产品的性能，达到了管理高效、计划调度协调统一、生产状态和信息化数据可控等建设目的，生产效率提高35%以上，产能提升2倍以上，满足了市场对产品的交货期和质量的高指标要求。

同时，基于智能工厂的建设实践，组织构建了电子智能制造标准体系，引领和规范了电子行业智能制造的发展，有力助推了十四所高质量完成多个重大项目研制。