工業4.0背景

何謂工業4.0？此概念是在2013年4月由德國在漢諾威工業博覽會中所提出，德國以多年自動化經驗與人工智能研究為基礎，不再只限于“自動化將全面取代人工”此一思維框架中，改而強調“人機協同”合作，也就是說，在智能制造的流程中，人雖然不再負責提供勞動工作，但仍扮演生產過程的設計決策者，以及流程的管理者。

工業4.0概念下的工廠將具有智能化、無人化、信息化等特性，這類自動化智能工廠能將外部世界和工廠連結在一起，工廠能快速處理各地需求，如此一來，就能節省大量的中間環節和時間成本。

除德國提出工業4.0概念，美國也已提出工業互聯網、互聯企業等類似概念。基本上，無論名稱為何，這些概念的核心都是物聯網。工業互聯網(Industrial Internet)是由通用電氣(GE)所提出，目標就是通過高功能設備、低成本感測網、互聯網、巨量資料收集及分析等技術結合，大幅提高現有產業的效率并創造新產業。GE指出，工業互聯網技術可帶來的效益極為龐大，例如就航空行業而言，連續15年僅削減1%的燃料，就可節省約300億美元；對醫療行業而言，連續15年提高1%的系統效率，就可節省約630億美元。

工業4.0主題

“工業4.0”三大主題是“智能工廠”、“智能生產”、“智能物流”。

智能工廠，智能工業發展的新方向，是在數字化工廠的基礎上，利用物聯網的技術和設備監控技術加信息管理和服務。未來將通過大數據與分析平臺，將云計算中由大型工業機器產生的數據轉化為實時信息（云端智能工廠），并加上綠色智能手段和智能系統等新興技術于一體，構建一個高效、節能的、綠色環保的、環境舒適的人性化工廠。

智能生產，即“智能制造”，是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統，它在制造過程中能進行通知活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。智能生產需要硬件、軟件以及咨詢系統的緊密整合。具有“智慧制造”屬性的生產線，不僅擁有著為數眾多的控制器、傳感器，而且通過有線或無線傳感網絡架構進行串聯，將數據實時傳輸至上層執行制造管理系統(MES)，結合物聯網的系統架構，從而讓制造業提升至一個新階段。

智能物流、利用條形碼、射頻識別技術、傳感器、全球定位系統等先進的物聯網技術通過信息處理和網絡通信技術平臺廣泛應用于物流業運輸、倉儲、配送、包裝、裝卸等基本活動環節，實現貨物運輸過程的自動化運作和高效率優化管理，提高物流行業的服務水平，降低成本，減少自然資源和社會資源消耗。

工業4.0九大技術支柱

中國制造2025

中國制造業在面臨勞動力供給的減少、用人成本不斷上升的兩雙重挑戰下，借鑒德國的工業4.0計劃，我國也制定了《中國制造2025》計劃。“中國制造2025”提出了我國制造強國建設三個十年的“三步走”戰略，是第一個十年的行動綱領，力爭到2025年從制造大國邁入制造強國之列，完成從“中國制造”升級到“中國創造”升級轉型的目標。

中國制造2025重點：

 四大轉變

l 由要素驅動向創新驅動轉變

l 由低成本競爭優勢向質量效益競爭優勢轉變

l 由資源消耗大、污染物排放多的精放制造向綠色制造轉變

l 由生產型制造向服務型制造轉變

 一條主線

l 以體現信息技術與制造技術深度整合的數字化、網絡化、智能化制造為主線

 八項戰略對策

l 推行數字化網絡化、智能化制造；提升產品設計能力；完善制造業技術創新體系；強化制造基礎；提升產品質量；推行綠色制造；培養具有全球競爭力的企業群體和優勢產業；發展現代制造服務業。

如何規劃生產制造執行管理系統(MES)？

隨著日益激烈的國際競爭，各級企業的要求越來越多樣化，產品的批量少品種多，生命周期越來越短，企業競爭力面臨嚴峻挑戰，開始更多地關注如何極速的響應市場變化，并通過不斷提高的服務滿足客戶需求。其中不斷提高過程信息、管理信息的集成和應用能力，實現管控一體化是提高企業競爭力的一個重要環節。而MES系統作為制造業實現信息化智能化建設、精益生產管理的重要工具，越來越受到企業的關注和重視。面對如此復雜而重要的系統的建設工作，并非一蹴而就，而必須堅持“整體規劃、效益優先、分步實施、重點突破”的原則，深圳萬碧結合多年在各大行業領域的MES系統解決方案策劃、實施部署經驗，MES系統規劃建議如下：

1. 企業管理思想與理念的統一

企業MES建設是一項管理改造工程，而非僅僅是一個以技術為主導的項目。通過流程變革，職能調整和配套IT技術手段來盡可能地打破部門之間的隔閡，消除企業內部存在的推諉扯皮、管理真空現象，提高管理協調的效率和效益。

2. 系統的整合與集成

在構建完善的信息化管理平臺基礎之上，在制造MES系統規劃與建設過程中，應當深度集成ERP、PCS、CRM、WMS等信息管理系統，優化資源配置，實時監控，實現信息共享，避免出現更大或是更多的“信息孤島”，為企業戰略、管理、業務運行提供決策支持，對市場需求的變化做出快速反應，降低整體經營成本，為實現公司的戰略目標提供有力的手段和保障。

3. 業務模式的重塑與優化

以價值鏈為工具，分析企業現有狀態，確定未來模式，最后確定MES事務處理功能。先進技術管理模式的重塑，關鍵業務流程的梳理、優化、整合，能夠提高公司實時決策水平與準確性，提升企業核心競爭力。

4. 構建MES項目協同平臺

根據集團多工廠模型，確認部署方案(集中式部署方案、分布式部署)。通過協同平臺的搭建(供應鏈協同、外協制造協同、設計協同、工廠組織協同、客戶協同、智能設備協同、服務協同、物流協同等)實現管理產品生產、質量數據的關聯與追溯(比如：關鍵物料、工位、設備、人員、作業指導書、設計圖紙、檢驗標準、測試標準參數、過程定義、工藝設計、制程管理、權限信息、配置、日志)，實現智能制造。通過協同管理，實時監控生產變化趨勢，實現優化生產，降低生產成本，提高產品質量，提高生產效率，提升設備效率，有利于對產品的全生命周期進行細化管理，加強生產上下級環節的緊密銜接，使工作流程規范化。

5. 建立MES系統培訓體系

一個項目的實施無非涉及三個大的環節：人、產品(軟件)和方法(行業解決方案)。三個環節環環相扣，只有其合力最大化才能使得系統實施的效果最優化。因此有必要建立制造MES系統培訓體系，通過系統化的培訓將MES管理責任落實到位。企業必須從上至下都要對MES項目給予高度的重視，除了IT技術人員、“一線”員工必須接受培訓外，其它與應用部門和業務部門相關的工藝、計劃、調度、管理、設備、工程等人員的積極參與也很重要。

只有在制定完善的MES系統規劃的指導下，借用先進的計算機技術、網絡技術、通信技術、企業建模及優化技術進行有步驟、有規范地進行建設和實施，保障系統的開放性、可擴展性，才能實現MES實施的最大效益。

如何規劃防偽防竄管理系統？

不法分子利用品牌價值的認知度和品牌效應，假冒知名品牌產品擾亂市場正常營銷秩序。這種現象日益猖獗，不僅給廣大消費者帶來了威脅，更給企業信譽和經濟造成了巨大損失。為了保護企業利益不受侵害，最大限度的保證企業品牌附加值的回收，保障消費者正當權益，同時維護渠道經銷商利益，防止在流通環節造成的惡性競爭，越來越多的企業已經建立防偽防竄系統。

伴隨著“第四次工業革命”(工業4.0)時代的到來，提出以“智能工廠、智能生產、智能物流”三大主題，力求通過互聯網、物聯網和物流網進行物流資源的整合，強調了系統整合的重要性。工業標識行業緊跟信息時代發展的步伐，已率先進入了物聯網標識行業，為企業在產品追溯、防偽防竄、打擊假冒偽劣方面提供了強有力的技術支持。

深圳萬碧總結多年以來在電氣開關、藥品、食品、飲品、服裝等行業領域的防偽防竄系統解決方案策劃、實施部署的經驗，防偽防竄系統規劃建議如下：

1. 防偽標識方式選定

防偽標識類別多種多樣，大致分為激光防偽標識、覆蓋層防偽標識、印刷防偽標識、磁碼防偽標識、圖文揭露防偽標識、隱形圖文防偽標識、核微孔防偽標識等。常用技術手段上上又劃分成數碼防偽、紙張類、油墨類、印刷類、物理學防偽、印章防偽、生物學防偽、結構防偽幾大類。根據不同行業、不同產品的特性，選擇最為合適的防偽標識方式。 

2. 防偽碼的生成與發布

確定產品包裝賦碼層級，防偽應用模式，即防偽碼、防竄碼雙碼合一，或是雙碼分離。定義防偽碼/防竄碼生成規則，為每一件產品生成唯一ID標識。

防偽標簽外協印刷的，劃分防偽碼發放批次、有效范圍及數量，向標簽供應商發布。加強標簽制作流程監管力度，有效提高防偽標簽收貨驗證的準確性和效率性。

3. 搭建包裝賦碼環境

車間搭建包裝賦碼環境(包括硬件環境和網絡軟件環境)，防偽防竄系統實施前期確認產線工作模式(流水單線、Y形并線等)、優化包裝管理流程、定位賦碼工位站點、選取賦碼方式(全自動賦碼、半自動賦碼、人工賦碼)、確定異常返工流程等工作。實現對產品的整個周期流程的規范化、信息化管理。充分做好實施前期準備工作，能大大縮短系統實施周期，減少現場系統大幅調整工作量，提升系統實施效率。

4. 建立完善的發貨機制

重視市場流通源頭，建立完善的、規范的發貨管理機制，建立從出廠檢驗、提貨、發貨、

復核放行、部門、物流交接、在途追蹤、貨物簽收的整個流通環節的詳細數據信息網。有效提升物流運營中的信息流、單證流和資金流的高效運作，監控出廠質量管理，降低召回風險，降低整體經營成本。

5. 防偽防竄查驗平臺

構建防偽防竄查驗平臺，借助互聯網、物聯網、物流網、云計算等技術資源，與電話語音平臺、短信平臺、微信平臺、門戶平臺等協同管理，實現產品真偽查驗、防竄稽查、竄貨定位追蹤、物流跟蹤、產品信息溯源、智能營銷，維護消費者、經(分)銷商、企業共同利益，為企業戰略、管理、業務運行的調整提供決策支持，提升企業核心競爭力。通過云計算的大數據分析，了解消費者偏好和產品反饋，改進、研發新產品，大大提高企業對市場判斷的快速性和準確度，通過微信/短信批量推送信息，提高品牌傳播定位的精準度，大幅度降低傳播、宣傳成本。

如何規劃產品追溯管理系統？

隨著社會的進步，公眾生活水平的提高，對商品的質量、企業服務的要求也越來越高，因此產品服務、產品質量安全、產品質量追溯越來越受到人們的重視。特別是近年來，食品、藥品安全危機頻繁發生，嚴重影響了人們的身體健康，更是引起來全世界的廣泛關注。如何對產品，尤其是食品、藥品的有效跟蹤和追溯，已經成為一個極為迫切的全球性問題。為了提高產品質量，有效監控產品生產、品質、流通過程，很多企業正在積極地建立自身的產品質量追溯體系，構建產品追溯信息化系統。

產品追溯系統一般關注的重點是：原材料供應信息的追溯，產品的組成、工藝制造過程、產品質量信息的跟蹤與分析，產品的流向(銷往的地區，客戶及防偽防竄貨)，售后維修服務信息的跟蹤與分析等多個方面，而企業會根據自身的規模、發展的需求甚至是企業自身客戶的要求而側重點不同，實現的功能不同。產品追溯系統的構建主要從以下幾個大方向考慮：

1.原材料信息追溯

對于原材料而言，企業最常采用的是批次管控（關重鍵物料采用序列號管控，低值料采用料號管理管控），并進行條碼標識。進行標識時，分兩種情形：按批標識（同一批來料所有包裝相同批次條碼）、按最小包裝標識（每一件最小包裝都有唯一序列號），在原材料出入庫、生產投料時進行掃描，對產品生產所用的原材料批次、投料量等數據進行采集、跟蹤。

2.生產現場監控

主要關注訂單的生產進度，物料的防錯、防漏，在線缺料及快速配送，產品的生產工藝及制程防錯、防亂、防呆，設備運行環境與參數監控，產品包裝防錯防漏防多，產品條碼的防重、包裝標簽打印（機身碼、內箱碼、外箱碼、棧板碼等)、人員及工時績效。

3.質量嚴格管控

在不同檢驗標準、不同檢驗項目下，實現對來料質量的管控，在制品檢驗及跟蹤，SPC過程分析,成品QA檢驗等管理。結合智能檢測設備，實現產品質檢驗數據的實時抓取，及時反饋產品的直通率、良率/不良率、不良現象排名，有利于不良原因分析與改進，提高產品品質。

4.倉庫管理

即時庫存的快速反映，實現帳實一致，對產品、物料進行入庫、庫位分配、上架、電子揀取、下架、發料、委外加工（原材料發放與產品入庫）、生產入庫與發貨的數據采集等。

5.產品銷售管理

主要關注產品流向，能清晰追溯產品對應銷售訂單號、運單號、運輸公司、車牌號、目的區域、客戶、產品序列號(或批次)，便于物流跟蹤和售后的追蹤、維修、召回。有的企業對產品采用不同區域不同價格政策，結合防偽防竄貨系統實現防偽、防竄、稽查管理。通過對產品條碼流轉信息的采集，真實的反應產品的具體流向及銷售分布狀況，杜絕竄貨現象，同時也能準確辨識正品與防品，維護廠家、經銷商、終端客戶、消費者共同的合法權益。

6.產品服務售后管理

主要是進行產品退換接收、返修登記、確認、維修、返還等環節數據采集。建立售后服務平臺，為經銷商、終端客戶提供產品售后返修服務的便利渠道，查詢、跟蹤產品的返修進度；同時廠商也能快速區分產品是否過保、是否竄貨、是否假冒，方便收集客戶反饋產品的不足之處，進而改進產品生產工藝，提高產品質量，創立品牌口碑。

企業從供應鏈、倉庫流轉、生產(委外加工)、質量、銷售與售后服務六大物流環節入手，構建產品追溯系統，是提高產品質量，提升服務反應速度，提高企業服務水平的重要手段。同時,產品追溯系統配合ERP進行現場的管理，彌補ERP在執行層面的不足，進一步提高ERP管理功效。

工業智能控制終端MT-952如何應用于生產現場？

工業智能控制終端MT-952

MT-952是一款高性能工業級多功能智能控制終端，采用工業級主板，考究的外觀設計，結構緊湊、穩定可靠、低耗節能。標配7寸高清觸摸屏(800×480 dpi)，兼具RS232/485、USB、GPIO、RJ45接口，選配RFID、內置條碼掃描器(1D&2D)、UPS、內置無線網卡。  

目前正在推行數字化、網絡化、精細化、智能化制造，MT-952系列工業終端在工業4.0時代大潮中應運而生，它融合在MES系統中，在車間現場數據采集、生產過程監控與智能控制方面表現卓越，是工業4.0精益制造管理的高端利器。

MT-952在現場應用案例很多，重點包括以下幾個方面：

1.制程監控

 根據產品工藝路線，實現工序制程監控，有效防錯、防亂、防漏

 生產任務進度監控，掌握計劃數量、已歷經工序、已完工數量、當前工序、當前工位、在制品數、任務達成率等詳細數據

 ECN變更監控

 緊急工單插單監控

 工單產品調度監控

 在線料缺料自動預警

2.投入產出管控

 連接條碼掃描器、傳感器等設備，實現PCB板類物料的自動掃描或普通物料的人工掃描

 生產工單(訂單)實時獲取

 生產上料(補料/換料)管控，有效防錯

 實時記錄投料批次(序列號、D/C)、投料量

 實時記錄工單(訂單)生產批次、產品序列號，自動統計產出量、投入產出比

 支持投料率超標、產出率過低、廢料率過高等異常情況，自動觸發報警

 便于日后生產用料追溯

3.生產報工

 操作員刷卡授權上工，驗證并登記操作員信息、上工時間

 生產過程中的暫停、恢復、報工、完工實時登記

        為人員績效統計提供精確數據

        為責任追溯提供完整信息

4.質量監控

 及時記錄產品檢測項目、檢測參數、檢測內容、檢測值、質檢結果

 登記產品故障點、不良代碼、不良現象、良數/不良數，為直通率、良率/不良率、不良現象排名等統計分析提供全面的數據

 支持結合智能檢測設備(或測試系統)接口，實時獲取產品詳細質檢數據和結果

5.維修管理

 掃描維修品、返工品條碼，自動獲取產品編號、型號、來源工位(工序)、對應故障點、不良現象、質檢員等維修品信息

 實時記錄維修處理內容、維修用料(更換批次或D/C)、維修結果、維修次數、維修員，維修換料實時防錯

 維修責任易于追溯

6.設備監控管理

 結合智能生產設備接口，實時監控設備運行狀態、運行參數、開工時間、暫停時間、停機原因、持續運行時長等設備信息

 設備運行狀態、運行參數異常等情況，自動觸發報警

 維護保養到期自動預警，設備維修、維護保養記錄實時監控

 為設備綜合績效(OEE)提供豐富、準確的基礎數據

7.智能控制管理

 結合MES、PLC、AGV、碼垛機器人、智能控制系統等接口，實現車間智能設備與MES系統的聯動控制

 對傳送帶執行暫停、啟動、轉向、分流、剔除、下擋板等智能控制

 觸發AGV，實現按指定路徑進行物料揀取、配送等智能控制

 智能控制碼垛機器人，根據產品質量狀況(OK/NG)、正常品、返工品，對下線包裝產品進行自動區分碼垛，自動掃描關聯垛碼(堆棧板)，建立垛碼與箱碼、產品條碼的關聯關系，自動累計實際產出量，統計任務完成進度

8.環境監測管理

 配合專業傳感器，對溫度、濕度、純凈度等車間環境參數進行監測

 環境監測實際參數值超標，自動觸發報警

 排放氣體分析監測

9.門禁管理

 對特殊區域或部門實施門禁管控，非授權人員、產品不允許進出

 人員佩戴RFID卡或產品標識RFID，人員未經授權或產品未經系統正常流程，進出指定區域時，觸發自動報警

10.看板管理

 支持與電子看板、液晶屏連接，為車間、倉庫提供豐富的看板信息

 預警信息自動顯示提醒

 通知、公告發布