模塑智能制造物联网生产管控云平台构建
作者：杨金表，深圳市福达智能系统有限公司 高级经济师
摘要：本文围绕模塑行业工业4.0的智能制造与云端管控平台而展开，从对注塑工厂智能化管控系统的必要性的论证出发，继而阐述了注塑工厂智能化管控系统的架构设计，最后详细介绍了福达智能注塑管控系统（FMS）的主要特色和功能：福达智能注塑管控系统（FMS）着力解决车间设备的信息孤岛和沟通滞后的问题，把人，机，物进行物联网的互联互通，并精确快速地把信息传递给各级管理者，可通过各种终端管理注塑生产的设备运行、订单执行、成本核算、效益测算等情况，实现企业经营管理的利润最大化。
1 模塑智能制造物联网生产管控的主要技术
注塑成型工业的三大核心技术包括注塑智能控制系统的二维学习控制技术、模内在线质量感知技术、模塑集成工艺管控技术。其中模塑集成的工艺管控技术是指在如图1.1所示的单机智能注塑（即注塑机智能控制系统和模内在线质量感知系统）的基础上，进行数据采集、工艺优化集成等，形成智能化模塑集成管控系统，无需增加额外设备改造成本，即实现注塑行业的提质增效和自动化生产。而模塑智能制造物联网生产管控云平台是充分利用注塑成型的智能化设备互联互通集成网络建设平台，从设备中直接采集生产大数据来进行工艺优化、管理分析、实现去中间环节的高效管理，然后通过云端管控平台和移动端来减少管理成本、提高效率。为模塑智能制造实现自动化、信息化、智能化、网络化提供一种崭新管理模式！
图1.1 单机智能注塑原理图
2 工业4.0的智能制造与物联网生产管控云平台构建
2.1 工业物联网中人、机、物互联互通的必要性和管控方法
模塑行业是我国工业制造业的基础支柱产业，然而目前仍存在诸多问题，制约着我国模塑行业的发展：例如模塑装备水平落后；注塑机加工精度低、稳定性低、重复性差、废品率高；模具成型工艺复杂多变，模具内缺乏质量在线检测；模塑产品成型过于依赖人工，缺乏标准化工艺优化手段；尚未达到数字化等等。
生产物联网管控系统是模塑行业向工业4.0发展过程中的必然趋势。物联网是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物料等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网中所有的元素，包括所有的设备、资源及通信等，都是个性化和私有化的。物联网是团队、人、机、物等客观采集信息相联，例如福达智能的FMS系统就是人、机、物直接相联的物联网。
模塑智能制造作为工业4.0的核心，具体体现在以下五个方面：
1) 装备智能化：注塑机、模具、配料系统、周边配件等装备的智能化；
2) 生产方式智能化：无人（少人）车间，把离散设备互联互通组成连贯的生产线；
3) 产品智能化：产品标识二维码（RFID）或条形码，产品可追溯，智能排单，全过程管控等；
4) 管理智能化：运用注塑智能管控系统（如福达FMS系统），进行去中间环节、高中层信息共享、授权管控等高科技管理手段，只有使“计划”与“生产”密切配合，才能使企业和车间管理人员在最短的时间内掌握生产现场的变化，作出准确的判断和快速的应对措施，保证生产计划得到合理而快速修正。
5) 服务智能化：可将公司管理云平台与供应链的上下游客户共享，更直接地链接客户需求和管理服务。
2.2 福达智能注塑管控系统（FMS系统）的主要特色
FMS系统主要围绕工业4.0的发展方向，着力解决车间设备的信息孤岛和沟通滞后的问题，把人，机，物进行物联网的互联互通，并精确快速地把信息传递给各级管理者；可通过各种终端管理注塑生产的设备运行、订单执行、成本核算、效益测算等情况，实现企业经营管理的利润最大化。
第一，以注塑机控制器为核心。FMS将注塑生产线上所有周边设备的数据信息集成到注塑机控制器上。FMS系统集成的数据信息几乎全部来源于本地控制器，因此我们可以通过大量的实时数据来提高生产车间的智能化、信息化，例如生产信息的自动获取发送、多种工艺表的保存与提取、OEE的自动统计等；
图2.1 以注塑机为核心的生产线集成管控系统
第二，数据实时传输。FMS将数据信息实时传输到云平台，从而实现大数据集成、过程管控、故障诊断等多种功能。
第三，支持多种移动终端。FMS提供全终端支持，精确快速地把信息传递给各级管理者，使管理者实现移动办公。
2.3 福达智能注塑管控系统（FMS系统）的主要功能
FMS系统可以实时查看到整个注塑车间的生产机器运行状况、数据采集、维护管理、工艺管理、生产监视、生产排程、报表管理、品质管理、订单生产进度等信息，如图2.2所示，使用户能快速地得到生产车间的统计分析报表等信息。从公司整体运作来看，它连接于上层ERP系统、SCM系统和下位的生产设备DCS系统之间，为企业提供实时、准确的生产数据来源。从现场管理来看，它整合了工厂现场各单位（如：物料、生管、制造、品管、仓管等）的各项生产数据，使各单位迅速得到所需要的相关资讯，继而进行分析。达到车间生产管理的透明化诉求，并与ERP/MRPII等企业信息系统进行数据交互，提升了生产管理职能部门的信息共享、协同效率和过程优化。
图2.2 福达FMS系统主要功能模块
主要包含八大功能如下：智能生产排单、精确成本控制、生产及工艺追溯、高效品质控制管理、产能负荷分析、实时状态管理（如图2.3所示）、车间设备互联管理、去中间环节管理、全终端无纸化办公
图2.3 机台实时状态统计
3 模塑智能制造物联网生产管控云平台的应用
3.1单个企业生产管理去中间环节提高工作效率，减少管理成本的应用效果。
从生产角度出发，原有从生产工人到主管、经理、副总、总经理的多层次管理与现代互联网时代的去中间环节管理反差很大，效率很低，更谈不上无纸化办公。因此，生产管控物联网可让设备读取的生产数据直接汇成各种报表和利用这些数据来进行工艺优化和管理分析。也就是社会上流行的管理升级俗语，大规模生产时代把人变成机器，到了智能制造时代要把机器变成人，这样就可实现机器的智能排单、机器的品质生产管控、机器的报表汇总等等来代替一些人的管理职能。
3.2集团化各个企业间的集中管理，清除地域间管控难、各种人员重复配置的成本负担。
许多集团企业分布国内外或全国各地做同样一种产品，但是区域间管理难度大，而且同类技术管理人员重复配置，成本开支很大，没能发挥集团管理优势。这种情况在汽车零部件企业更为突出，只要做了某个零部件就得全国设厂配套，不配套就没下阶段订单。所以不断设厂的同时，管理资源不能延伸利用，企业要保持盈利很难。有了生产管控云平台后，技术中心可通过云平台实时准时掌控国内外、各省市工厂的生产情况，并进行故障诊断、工艺优化。所以各工厂许多技术人员、管理人员就可大量减少。从而提高经营效益。
3.3在运用大数据基础上建全国注塑技术服务云平台
在互联网时代，物流、城市交通、酒店业、旅游业等行业都在大数据运用基础上成功建立了许多云平台。我们也设想在模塑智能制造基础上建立全国注塑技术服务云平台。首先可邀一些大型注塑企业建立联盟来建立大数据采集服务平台，不断采集大数据来建立专家库，能远程诊断故障，建立远程技术服务中心。其次建立订单调剂中心，平衡注塑产能过剩和产能不足的订单服务中心。最后，借鉴酒店式管理服务而建立注塑工厂管理服务公司，实现专业化，科学化的新型注塑管理模式。
4 结语
生产物联网管控系统是工业4.0发展的必然趋势；福达智能注塑管控系统（FMS）将人、机、物进行物联网的互联互通，并精确快速地把信息传递给各级管理者；FMS以注塑机控制器为核心，将数据信息实时传输到云平台，从而实现大数据集成、过程管控、故障诊断等多种功能；FMS通过各种终端实时管理注塑生产的设备运行、订单执行、成本核算、效益测算等情况，实现企业经营管理全面信息化、自动化、智能化、网络化，最终运用工业大数据、云计算、人工智能、物联网的现代管理手段来提升企业经营效益！
