智能制造数字化车间（MES、ERP、PLM、WMS）顶层设计与建设方案

数字化智能车间顶层设计与建设方案旨在通过集成MES、ERP、PLM、WMS等系统，实现车间的数字化转型，提升生产效率、降低能耗，并实现无纸化生产、办公、管理。

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一、总体设计思路

1. 数字化转型：通过引入先进的信息技术和智能设备，实现车间的数字化、智能化转型。

2. 集成化：将MES、ERP、PLM、WMS等系统进行集成，实现信息的实时共享和协同。

3. 柔性化：根据市场需求和生产变化，快速调整生产计划和工艺流程。

二、系统架构设计

数字化车间架构：来源网络

来源：《江苏省智能车间认定办法》的要求

1. 数据采集层：通过部署物联网传感器、RFID标签、智能仪表等设备，实时采集生产设备状态、物料消耗、生产节拍等数据。

2. 数据处理层：利用云计算、大数据等技术，对采集的数据进行清洗、整合和分析，为决策提供支持。

3. 应用层：包括MES、ERP、PLM、WMS等系统，实现生产执行、资源管理、产品设计和物流管理等功能。

三、系统功能设计

1. MES系统：实现生产计划的制定、生产进度的监控、生产资源的调度以及生产数据的分析等功能。

2. ERP系统：实现资源的计划、采购、库存、销售等管理功能，确保资源的合理配置和利用。

3. PLM系统：实现产品设计、工艺仿真、协同设计等功能，提升产品设计的效率和质量。

4. WMS系统：实现仓储物流的自动化管理，包括物料入库、出库、库存盘点等功能。

四、建设方案

1. 基础设施建设：建设稳定可靠的网络基础设施，为系统的运行提供保障。

2. 系统集成与部署：将MES、ERP、PLM、WMS等系统进行集成，并部署到车间现场。

3. 数据采集与治理：建立数据采集和治理规范，确保数据的准确性和完整性。

4. 培训与推广：对车间员工进行系统操作培训，提高员工的数字化素养和技能水平。

五、实施步骤

1. 制定详细的实施计划和时间表。

2. 进行系统选型和采购。

3. 完成基础设施建设。

4. 进行系统集成和部署。

5. 开展数据采集和治理工作。

6. 对员工进行培训和推广。

六、保障措施

1. 建立项目管理制度，确保项目的顺利进行。

2. 制定数据安全和隐私保护政策，确保数据的安全性和合规性。

3. 建立问题反馈和持续改进机制，不断优化系统功能和性能。

智能制造背景下制造业厂房设计要点

在智能制造的背景下，制造业厂房设计应首先明确整体方案与布局，将原本独立的生产区域整合成智能联合工业生产区域，并设置成不同生产单元。这种布局方式可确保工业生产物流的通畅性，提高生产设备的调整便利性，同时在生产区域周边设置办公区域、职工休闲区域、更衣区域等！这种智能制造业厂房设计方式，可发挥工业生产区域运行功能，还可为职工在不同区域间活动往来提供便利。与此同时，还应将物流仓库区域安排在工业生产区域附近，缩短两个区域间距离，保障AGV智能物流运输车的运行通畅。下面广东建科设计浅谈一下智能制造背景下制造业厂房设计的几个要点：

1、合理布局生产区域

工业厂房实际应用过程中，会使用多种复杂生产工艺，就会对智能制造业厂房设计与布局产生一定影响，因此在设计过程中，应综合考虑生产需求、物流需求，将各类因素影响程度降至最低，才可提高智能制造业厂房设计的合理性。开展智能制造业厂房设计前，建筑设计师应充分调研职工人员活动规律、物流需求、信息化工业生产需求，使用拓展空间、弹性化联合生产区域设计方式！如可将职工办公、卫生间、餐厅等区域进行集中化设计，安排于工业生产区域一侧，同时整合职工休闲、更换衣物、车间办公等功能区域，将其安排于工业生产区域另一侧，而物流仓库则与上述各联合区域分隔开来，使生产区域周边环绕各功能区域，形成复合型智能制造业厂房设计方案。对于生产区域部分，若其中局部区域包含隔离需求，可采用临时格挡方式，在实际应用智能工业厂房的过程中，企业可依据实际生产要求灵活调整。另一方面，设计师应将实际生产流程作为基础，联合技术部门共同设计智能化工业生产物流管理系统、AGV智能化物流运输车，通过这种设计方式，可提高生产区域内原料运输精准性，提高物流、工业生产间运转循环流畅性，保障工业生产与物流运输效率。

2、积极开展信息设施设计

智能工业厂房投入使用后，各类设备均有较高信息需求，如物流设备、办公设备、工业制造设备等。不同设备会生成不同类型信息，并于智能工业厂房内广泛分布，同时还会对数据传输过程、传输时间、信息网络状态等方面提出较高要求。如果依靠传统有线网络传输方式，无法满足信息数据传输需求，因此在智能制造业厂房设计过程中，应加入5G技术，构建智能化5G信息转运平台。

为在智能制造业厂房设计中加入5G无线网络技术，设计师可在生产区域局部位置使用固定网络，提高可移动式生产设备部署效果，如智能物流运输车。与此同时，还需在信息数据转运处理中心搭载智能化系统管理模块，并将其划分成智能工业制造、智能物流管理系统等多个功能模块，进而对物流、工业生产、厂房环境管理等多方面形成系统化管控，为智能化生产、智能化办公、智能物流等多个生产环节与内容提供网络信息服务。

智能工业厂房信息设施设计中应包含内容为：有线网络、无线网络、信息数据处理中心。其中，布置有线网络时，可使用非隐蔽式双绞线；布置主干数据时，可采用万兆光纤，以确保网络信息传输速率；构建智能化数据处理中心时，将光纤与主干数据布线进行连接，之后连通有线网络，并与各信息终端相连。通过这种设计方式，可保障系统稳定、安全运行，还可节约设计成本。与此同时，设计师还应在智能工业厂房设备密集区域内采用独立光纤网络设计，将其与厂房网络连接，提高设备密集区域信息传输速度与精准性，使有线网络构成方式更加灵活，为智能工业厂房投入使用后的调整与改进提供便利，降低设备故障发生概率，保障工业生产效率。

对于5G技术应用方面，设计师可使用5G网络基站，将其布设在独立平台中，确保信号可覆盖智能工业厂房每个角落，防止出现网络盲区，还可为各移动设备提供网络支持，如智能物流运输车。另外，设计师还应在智能制造业厂房设计中加入智能化信息处理转运中心设计，结合防静电地板与智能机房空调，避免运行过程发生安全问题。并为中心配备足够智能信息服务处理器，保证处理器可高效整合并处理生产数据，提高智能工业厂房运行效率，满足生产与运行、管理等多方面需求。

3、结合精密生产环境，开展智能设备设计

智能工业厂房运行过程中，会使用大量精密仪器与设备，其在运行过程中，容易受到噪声、温度、湿度等多方面因素影响。为确保精密仪器与设备运行效率与安全性，管理人员会对厂房内温度、湿度进行调节，确保其处于合理范围内。但由于部分工业厂房设计层高较高、空间大，因此会对温度、湿度控制带来较大困难，还有部分厂房会在外墙设计中采用玻璃幕墙，若夏季温度较高，便会使室内温度大幅上涨，降低工业生产过程的安全性。因此开展智能制造业厂房设计过程中，应考虑到这些因素。

1）使用智能化室内空调系统。为对智能工业厂房室内温度与环境进行灵活调整，可采用智能化室内空调系统设计，如将DDC智能控制模块加入空调控制系统中，结合智能工业厂房各区域传感器收集的温度数据，智能空调系统便可自动开启、关闭，对厂房内部温度、湿度进行灵活调节，确保其符合生产需求，还可避免各类工业制造设备发生故障，降低系统能耗。

2）应用智能化照明系统、智能化百叶遮阳系统。部分工业厂房会采用大面积玻璃幕墙设计，阳光直射后会升高厂房内部空间温度，使空调系统无法发挥正常能效，还会为职工带来燥热之感，影响其身体健康。故而，设计师依然可采用DDC智能控制系统，实时检测智能工业厂房内部温度、湿度等数据，数据转运处理中心会将传感器数据发送至智能百页系统、智能照明系统中，及时调节智能工业厂房室内温度、亮度，同时还可结合实际生产需求，对不同区域亮度与色温进行自动化调整，满足工业生产需求的同时，节约空调系统能耗。

3）开展设备能源智能化管理。智能制造业厂房设计中，应加入设备能源智能化控制模块，达到人走灯熄的设计效果。设计师可制作厂房设备智能化能源管理程序，对智能工业厂房内水、电等能源消耗形成实时监测与自动化控制，并全面记录相关数据，制作节能措施，还可设置错峰能源使用智能化管理程序，进而降低能耗，节约能源，提高工业生产效率与环保性。

4、保障人文关怀，营造企业文化

结合目前我国工业生产实际情况来看，工业厂房运行过程中，由于生产设备密集、厂房内部空间有限等因素，使生产氛围较为紧张、压抑。并且，大部分生产设备在运行过程中会发生极大噪声与极高温度，工人在生产操作时极易产生疲劳与不适。为解决上述问题，可利用智能制造业厂房设计。设计师开展设计过程中，可在生产区域旁安排职工休闲区域与茶水间，为职工提供休息地点与零食饮料，让其快速恢复到良好工作状态，确保工业生产效率与安全性。与此同时，为提高职工工作热情与主动性，还可在这些区域展示优秀员工事迹、企业荣耀等，让职工在休息过程中感受到企业发展态势，增强职工凝聚力。

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