模塑智能制造物聯網生產管控云平臺構建
作者：楊金表，深圳市福達智能系統有限公司 高級經濟師
摘要：本文圍繞模塑行業工業4.0的智能制造與云端管控平臺而展開，從對注塑工廠智能化管控系統的必要性的論證出發，繼而闡述了注塑工廠智能化管控系統的架構設計，最后詳細介紹了福達智能注塑管控系統（FMS）的主要特色和功能：福達智能注塑管控系統（FMS）著力解決車間設備的信息孤島和溝通滯后的問題，把人，機，物進行物聯網的互聯互通，并精確快速地把信息傳遞給各級管理者，可通過各種終端管理注塑生產的設備運行、訂單執行、成本核算、效益測算等情況，實現企業經營管理的利潤最大化。
1 模塑智能制造物聯網生產管控的主要技術
注塑成型工業的三大核心技術包括注塑智能控制系統的二維學習控制技術、模內在線質量感知技術、模塑集成工藝管控技術。其中模塑集成的工藝管控技術是指在如圖1.1所示的單機智能注塑（即注塑機智能控制系統和模內在線質量感知系統）的基礎上，進行數據采集、工藝優化集成等，形成智能化模塑集成管控系統，無需增加額外設備改造成本，即實現注塑行業的提質增效和自動化生產。而模塑智能制造物聯網生產管控云平臺是充分利用注塑成型的智能化設備互聯互通集成網絡建設平臺，從設備中直接采集生產大數據來進行工藝優化、管理分析、實現去中間環節的高效管理，然后通過云端管控平臺和移動端來減少管理成本、提高效率。為模塑智能制造實現自動化、信息化、智能化、網絡化提供一種嶄新管理模式！
圖1.1 單機智能注塑原理圖
2 工業4.0的智能制造與物聯網生產管控云平臺構建
2.1 工業物聯網中人、機、物互聯互通的必要性和管控方法
模塑行業是我國工業制造業的基礎支柱產業，然而目前仍存在諸多問題，制約著我國模塑行業的發展：例如模塑裝備水平落后；注塑機加工精度低、穩定性低、重復性差、廢品率高；模具成型工藝復雜多變，模具內缺乏質量在線檢測；模塑產品成型過于依賴人工，缺乏標準化工藝優化手段；尚未達到數字化等等。
生產物聯網管控系統是模塑行業向工業4.0發展過程中的必然趨勢。物聯網是利用局部網絡或互聯網等通信技術把傳感器、控制器、機器、人員和物料等通過新的方式聯在一起，形成人與物、物與物相聯，實現信息化、遠程管理控制和智能化的網絡。物聯網中所有的元素，包括所有的設備、資源及通信等，都是個性化和私有化的。物聯網是團隊、人、機、物等客觀采集信息相聯，例如福達智能的FMS系統就是人、機、物直接相聯的物聯網。
模塑智能制造作為工業4.0的核心，具體體現在以下五個方面：
1) 裝備智能化：注塑機、模具、配料系統、周邊配件等裝備的智能化；
2) 生產方式智能化：無人（少人）車間，把離散設備互聯互通組成連貫的生產線；
3) 產品智能化：產品標識二維碼（RFID）或條形碼，產品可追溯，智能排單，全過程管控等；
4) 管理智能化：運用注塑智能管控系統（如福達FMS系統），進行去中間環節、高中層信息共享、授權管控等高科技管理手段，只有使“計劃”與“生產”密切配合，才能使企業和車間管理人員在最短的時間內掌握生產現場的變化，作出準確的判斷和快速的應對措施，保證生產計劃得到合理而快速修正。
5) 服務智能化：可將公司管理云平臺與供應鏈的上下游客戶共享，更直接地鏈接客戶需求和管理服務。
2.2 福達智能注塑管控系統（FMS系統）的主要特色
FMS系統主要圍繞工業4.0的發展方向，著力解決車間設備的信息孤島和溝通滯后的問題，把人，機，物進行物聯網的互聯互通，并精確快速地把信息傳遞給各級管理者；可通過各種終端管理注塑生產的設備運行、訂單執行、成本核算、效益測算等情況，實現企業經營管理的利潤最大化。
第一，以注塑機控制器為核心。FMS將注塑生產線上所有周邊設備的數據信息集成到注塑機控制器上。FMS系統集成的數據信息幾乎全部來源于本地控制器，因此我們可以通過大量的實時數據來提高生產車間的智能化、信息化，例如生產信息的自動獲取發送、多種工藝表的保存與提取、OEE的自動統計等；
圖2.1 以注塑機為核心的生產線集成管控系統
第二，數據實時傳輸。FMS將數據信息實時傳輸到云平臺，從而實現大數據集成、過程管控、故障診斷等多種功能。
第三，支持多種移動終端。FMS提供全終端支持，精確快速地把信息傳遞給各級管理者，使管理者實現移動辦公。
2.3 福達智能注塑管控系統（FMS系統）的主要功能
FMS系統可以實時查看到整個注塑車間的生產機器運行狀況、數據采集、維護管理、工藝管理、生產監視、生產排程、報表管理、品質管理、訂單生產進度等信息，如圖2.2所示，使用戶能快速地得到生產車間的統計分析報表等信息。從公司整體運作來看，它連接于上層ERP系統、SCM系統和下位的生產設備DCS系統之間，為企業提供實時、準確的生產數據來源。從現場管理來看，它整合了工廠現場各單位（如：物料、生管、制造、品管、倉管等）的各項生產數據，使各單位迅速得到所需要的相關資訊，繼而進行分析。達到車間生產管理的透明化訴求，并與ERP/MRPII等企業信息系統進行數據交互，提升了生產管理職能部門的信息共享、協同效率和過程優化。
圖2.2 福達FMS系統主要功能模塊
主要包含八大功能如下：智能生產排單、精確成本控制、生產及工藝追溯、高效品質控制管理、產能負荷分析、實時狀態管理（如圖2.3所示）、車間設備互聯管理、去中間環節管理、全終端無紙化辦公
圖2.3 機臺實時狀態統計
3 模塑智能制造物聯網生產管控云平臺的應用
3.1單個企業生產管理去中間環節提高工作效率，減少管理成本的應用效果。
從生產角度出發，原有從生產工人到主管、經理、副總、總經理的多層次管理與現代互聯網時代的去中間環節管理反差很大，效率很低，更談不上無紙化辦公。因此，生產管控物聯網可讓設備讀取的生產數據直接匯成各種報表和利用這些數據來進行工藝優化和管理分析。也就是社會上流行的管理升級俗語，大規模生產時代把人變成機器，到了智能制造時代要把機器變成人，這樣就可實現機器的智能排單、機器的品質生產管控、機器的報表匯總等等來代替一些人的管理職能。
3.2集團化各個企業間的集中管理，清除地域間管控難、各種人員重復配置的成本負擔。
許多集團企業分布國內外或全國各地做同樣一種產品，但是區域間管理難度大，而且同類技術管理人員重復配置，成本開支很大，沒能發揮集團管理優勢。這種情況在汽車零部件企業更為突出，只要做了某個零部件就得全國設廠配套，不配套就沒下階段訂單。所以不斷設廠的同時，管理資源不能延伸利用，企業要保持盈利很難。有了生產管控云平臺后，技術中心可通過云平臺實時準時掌控國內外、各省市工廠的生產情況，并進行故障診斷、工藝優化。所以各工廠許多技術人員、管理人員就可大量減少。從而提高經營效益。
3.3在運用大數據基礎上建全國注塑技術服務云平臺
在互聯網時代，物流、城市交通、酒店業、旅游業等行業都在大數據運用基礎上成功建立了許多云平臺。我們也設想在模塑智能制造基礎上建立全國注塑技術服務云平臺。首先可邀一些大型注塑企業建立聯盟來建立大數據采集服務平臺，不斷采集大數據來建立專家庫，能遠程診斷故障，建立遠程技術服務中心。其次建立訂單調劑中心，平衡注塑產能過剩和產能不足的訂單服務中心。最后，借鑒酒店式管理服務而建立注塑工廠管理服務公司，實現專業化，科學化的新型注塑管理模式。
4 結語
生產物聯網管控系統是工業4.0發展的必然趨勢；福達智能注塑管控系統（FMS）將人、機、物進行物聯網的互聯互通，并精確快速地把信息傳遞給各級管理者；FMS以注塑機控制器為核心，將數據信息實時傳輸到云平臺，從而實現大數據集成、過程管控、故障診斷等多種功能；FMS通過各種終端實時管理注塑生產的設備運行、訂單執行、成本核算、效益測算等情況，實現企業經營管理全面信息化、自動化、智能化、網絡化，最終運用工業大數據、云計算、人工智能、物聯網的現代管理手段來提升企業經營效益！
