大明国际始创于1988年，历经33年，已成为一家专业从事不锈钢、碳钢领域加工、销售和技术服务的综合性钢铁服务企业。 大明拥有较为先进的钢材加工设备，技术涵盖“剪裁、下料、磨削、坡口预制、折弯、焊接、热处理、机械加工、喷涂、总装”等。在无锡、武汉、杭州、天津、太原、淄博、靖江、泰安、无锡前州、嘉兴及重工、精工两大制造基地。 初步建立了以集团总部为龙头，十大加工中心。 以服务中心和制造配套基地为主体的金属加工服务网络。 2020年，集团实现不锈钢销售192万吨、碳钢销售267万吨，销售额351亿元。
一
无锡大明剪切生产线PES系统概述
大明金属制品无锡有限公司（简称无锡大明）是大明国际在无锡市全额投资建设的第二家金属材料加工中心。 位于惠山区前洲工业园东区，占地面积约6万平方米，员工近200人。 主营业务为金属材料销售、加工及技术服务。 产品为优质碳素钢和不锈钢，广泛应用于工程结构件、压力容器、桥梁、汽车、船舶以及医疗器械、家居装饰等关键制造领域。 厨卫等消费品行业。
经过多年建设，无锡大明配备了自动化程度较高的钢材剪切机组，可实现钢卷上料、开卷、校平、修边、剪切、包装等生产工序的自动化作业。 由于剪切机组没有连接ERP系统，操作团队接受生产计划任务、生产过程控制和完成报告都需要手工处理。 ERP的每项生产作业任务都需要在剪切机组控制台二次输入作业信息矫平机 钢材，处理过程中，测厚、长宽、称重等作业和数据也需要人工记录，消耗较多的人力。小时并有一定的错误率。 生产周期也慢，设备整体效率（OEE）无法提升。
1.
PES系统总体设计
为了改善现状，集团总部联合无锡大明引进专业工业物联网服务商，为剪板车间设计数字化制造系统解决方案。 PES是生产执行系统的缩写。 MES可以分为两层，上层是生产管理系统（PMS），下层是生产执行系统。 PES系统采用SCADA总线与剪切单元的PLC信号连接，形成数据链路。 它通过总线采集测厚、称重等工具和传感器的数据信号，并连接到ERP，实现生产过程信息的自动化。 以此项目为契机，通过对单台设备进行信息化、网络化、数字化改造，进而逐步延伸至各类生产设备，实现从生产线到车间、工厂的整体数字化升级。
2.
建设目标
PES从不断收集、分析、汇总各类制造过程数据开始，提高对整个生产过程的控制。 它基于“人-机-料-法-环”等工艺数据进行关联分析，打通生产执行层和ERP资源计划层之间的连接。 数据缺口弥补了ERP系统重计划轻执行的缺陷。
3.
网络架构
PES系统网络拓扑图
工控网络层依托LoRa无线模块，将多种传输模式集成为一个网络拓扑，连接多个传感器进行数据采集、汇总、上传和分析。
4.
PES系统主要功能
PES系统功能概述
生产计划指令转换
PES系统广告牌显示
PES系统侧重于生产过程控制，因此需要以无锡大明主生产线的生产过程为入口，连接ERP系统，连接生产线设备主机，安装传感器采集动态信号，如产品、设备、环境等，并将数据整合上传至服务器，实时处理生产数据，实时监控设备状态数据，利用各种信号和数据进行运行分析，提高制造管理效率。
二
利用数字技术探索精益运营先进模式
精益生产管理模式以客户需求为驱动，以消除浪费和持续改进为核心，使企业能够以最小的投入显着提高成本和运营效益。 无锡大明利用PES系统对剪板生产线进行数字化网络化改造的实施过程，本质上是落实“精益生产”理念的不断探索。
1.
以人为本，减负增效
工作班组的生产报表模式由传统的ERP系统中手工填写产量，改为实时采集传感器数据并人工审核报表进行“自动填写”，大大减少了信息填写的工作量，提高了生产效率。数据时效性。
2.
生产过程可控，提高生产效率
由于生产过程主要数据都是实时采集记录，每块钢板的厚度、宽度、长度、重量等关键数据升级为在线测量，避免了再次出现需要停线的情况并在人工测量过程中等待，有效提高生产效率，降低人工成本。 船上活动产生的安全风险。
3.
直接采集数据，避免人工错误
人机输入界面的操作方式由原来的“填写”改为“点击选择”，所有数据均可通过传感器直接采集并双向传输，避免了遗漏等异常错误。手动数据输入错误。
4.
设备上线
设备安全是影响生产率的重要因素。 通过在设备关键部位安装一系列传感器，可以预防性地感知设备的运行情况，为设备的精确检查和预测性维护提供依据，提高设备的可靠性和稳定性。
5.
能源消耗数字化
通过记录和采集设备启动、加工过程中使用的电能等信息矫平机 钢材，可以准确测算出“吨钢能耗”，为后续计算合理加工成本和订单报价提供依据。
6.
决策辅助
通过在线实时采集钢卷加工数据，如原材料的厚度、平整度等数据的变化，可以对各供应商的产品质量进行比较和分析，为采购和销售提供参考。
三
项目实施过程回顾
2015年，政府提出“制造强国”战略。 随着工业互联网技术的不断发展，制造业迎来了进行数字化转型、向智能制造升级的发展机遇。 但由于每个企业都受到内外部环境因素的制约，制造业的数字化应用不能简单地按照剧本照搬，项目实施过程中必然会遇到各种困难。
以无锡大明PES系统实施过程为例，项目实施过程中存在以下突出问题：
1、生产线设备类型多样，新旧设备有代际差异。 另外，进口和国产的通信协议标准也不同。 因此，改造过程中数据采集点的梳理过程比较复杂，需要通过不断的实验和测试来验证。 取号逻辑的正确性和可靠性。
2、数字化升级的需求受到技术积累的限制，比如缺乏在线测试设备。 切割加工产品尺寸检测的主流解决方案大多采用“机器视觉”技术。 然而，此类产品解决方案价格昂贵，而且其准确性也受到图像传感器和图像识别算法机制的限制。 在无锡大明的应用场景中，有必要对机制可靠、成本合理的检测技术进行试验和探索。
3、缺乏工业大数据平台和专业数据服务。 切割生产线运行过程中不断产生数据，生产过程数据总量巨大。 如何存储原始数据、有效清洗和管理数据、分析数据产生运营价值是一个重要且有价值的话题，但大数据技术不是制造业。 公司主营业务，而传统大数据公司由于缺乏对大明所处金属材料加工行业的场景了解，无法有效构建具有增值属性的数据服务。 下一步必须推出符合自身行业特点的工业互联网平台，探索增值应用案例。
四
数字化转型规划
大明集团加工板块的数字化转型始于无锡大明PES系统试点。 下一步将从数字化角度审视整个订单交付流程，从询价、接单到客户付款、产品交付，所有由人力驱动的环节都将全面启动。 精益提升项目应用相对成熟的数字化技术重构传统线下运营场景，为人、机、物等物理资源赋予数字标签，线上虚拟化，打通整个业务运营流程，引入AI引擎辅助，建设全面覆盖集团十大加工中心的数字化操作系统。
研究系列中过去问题的回顾
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