项目背景及需求分析
航天某单位在集团公司建设智能工厂的总体战略指导下，以“两化融合”“智慧院所”“智能制造”为发展契机，依据“中国制造2025”发展规划，紧密围绕航天型号科研生产工作主线，构建数字化研发、制造一体化平台。支撑单位内电子产品生命周期全过程管理，实现产品研制过程中管理信息、产品信息、资源信息、制造信息、成本信息、质量信息等有效整合和管理，进一步提升某单位的研发能力、制造能力、管理能力和协同能力，增强企业核心竞争力。
2、需求分析
天圣华通过深入客户现场，从数字化工艺管理、生产管理、智能化生产线管理、信息化管理等方面进行详细调研分析，充分梳理出该单位各业务管理链中存在的问题点并针对性提出改善建议。同时为客户提供了数字化车间整体解决方案，包括对车间布局及物流规划、自动化电装及检测线体设备规划及选型、环境适应性改造规划、信息软件集成规划&实施等多项服务，具体如下：
1）布局及物流系统规划：结合车间现有条件，规划线体包括SMT智能装配线、THT通孔智能装配线、柔性装配线以及智能物流仓储设施等。
2）柔性电装生产线规划：以电装产品生产工艺为基础，对电装产品加工过程、柔性装配过程的自动化加工设备、检测设备进行选型论证，实现产品高质量高效率生产。
3）环境适应性改造规划：对十万级洁净室进行初步规划，以及智能车间水电气等需求进行梳理，为后期项目落地提供支撑。
4）信息软件集成规划及实施：规划设计数字化产品研发、数字化制造一体化平台，以DCS为设备数据采集与控制核心，实现生产过程制造数据及质量数据实时采集以及整体软件集成实施。
项目建设目标
本项目拟通过数字化柔性电装生产线布局规划以及信息软件集成规划实施，实现数字化工艺管理（TCM）、数字化制造（MES、DCS）、智能化产线建设。
具体建设目标如下：
图1 项目建设目标
总体规划方案
天圣华在对该单位数字化协同研发制造体系进行总体设计时，不仅从实际业务需求出发来进行规划，还以整体信息化建设蓝图为基础，以数字化工艺平台（TCM）、制造运营平台（MES）为核心；以智能硬件设备（激光标印线、SMT智能加工线等）为基础，引入数据采集与产线控制系统（DCS）与智能硬件设备集成，对生产过程数据及设备状态实时采集；构建研发生产一体化体系，实现数字化研发与数字化制造集成，打造柔性自动化电装生产线及在线检测数字化车间。
项目总体框架如下：
图2 数字化信息化集成架构
详细技术方案
1、总体布局及物流系统规划
在车间布局规划时，考虑到电装产品对洁净环境的需求，以及物流路线及数据采集管理模式，根据工艺特征要求，将激光标引独立组线；并对SMT智能产线采用连线排布方式，可满足单线生产与连线生产的切换；THT智能产线与SMT智能产线平齐，使物流距离更短；并规划设计了信息化集成管理中心，车间管理者在不进入洁净间的情况下，也可以对车间生产过程状况实时管理。
图3 智能车间布局及物流方案
2、柔性电装生产线规划
结合该单位产品多品种小批量双面板的生产特征，在SMT智能设备选型上可满足双面板连线自动化生产，并在产线上集成了3D SPI检测、2D AOI检测等智能检测设备，实现产品质量100%在线检测；THT智能产线配备了智能手插设备、波峰焊设备、ASR在线返修设备等，实现产品智能柔性装配的同时，实现产品100%在线检测及在线返修；柔性装配线可满足该单位PCB产品结构件的柔性半自动化装配。
图4 柔性自动化产线规划方案
该项目信息系统集成软件主要包括TCM、MOM、DCS三个部分。信息系统功能框架如下：
图6 信息系统功能框架
1）数字化工艺平台（TCM）解决方案
TCM系统依托已经建设准备上线的PDM系统，基于已经实施的Teamcenter软件构建三维工艺规划及设计管理平台。从而形成设计、工艺一体化的业务平台，设计数据无缝传递到工艺，形成快速有效的结构化数据传递链路。
2）制造运营平台（MOM）解决方案
制造执行平台共性功能设计基于Camstar Manufacturing基础平台，围绕该单位下设的电装车间需求展开设计，主要包括了基础建模管理、车间计划管理、车间调度管理、现场作业管理、车间质量管理、生产准备管理、设备资源管理、工装工具管理、数据采集管理、车间门户看板管理和综合统计分析等模块。
3）数据采集与控制平台（DCS）建设方案
数据采集与控制平台（Distributed Control System）通过抓取生产现场底层数据信息，并将数据信息反馈给MES系统及其他现有系统，同时将MES系统或其他系统的指令进行传递执行，实现了上层ERP、PLM、MES及底层DNC、PLC等自动化层的有效衔接，进而实现对生产运行系统的闭环管理。
项目实施亮点
1）实现传统作业模式到数字化制造模式的转变：通过数字化产线规划建设以及信息化系统集成实施，实现了工艺文件的在线浏览、物料的自动存储及智能接驳配送、全流程基于数据驱动的生产自动控制、基于实时数据的监控、分析、决策等，提升了生产管理效率，实现了传统作业模式到数字化制造模式的转变。
2）实现作业数据标准化：通过引入数字化工艺管理系统（TCM），实现产品设计数据标准化、工艺数据标准化、质量数据标准化以及生产过程数据标准化。
3）实现质量过程数据综合在线检测及分析：全自动SMT生产线的自动化设备通过内嵌系统，遵循SEMI通讯协议实现了在线自动生产；自动化监测设备实现了在线检测；在线检测修复设备ASR实现了产品的在线自修复。
4）实现产品全流程电子履历的自动生成：项目将产品的所有生产及检测数据都与二维码唯一绑定，通过MES系统提取结构化数据，自动填写结构化的Word电子履历，实现产品全流程的电子履历自动生成，为实现实时数据精准分析提供了条件，为产品生产过程质量追溯提供了依据。
5）实现产品全生命周期的价值链管理：围绕产品全生命周期的价值链，通过对价值链上的设计部门、工艺部门、质量部门、生产车间、调试中心所分别涉及的产品的设计信息、工艺信息、生产信息、质量信息、调试测试信息、补焊返修信息等信息的整合，实现了从产品设计、生产制造、物资配送、试验调试、使用维修等在内的产品全生命周期的管理和服务。
6）打破信息孤岛，提升企业竞争力：通过构建数字化产品研制、管理一体化平台，实现了产品研制过程中管理信息、产品信息、资源信息、制造信息、成本信息、质量信息等有效整合和管理，提升了该所研发能力、制造能力、管理能力和协同能力，增强了企业核心竞争力。
天圣华信息多年来根植于国防军工行业，以对军工制造模式的深刻理解，数字化、自动化业务的丰富积累和“专注军工智能，鼎力中国制造”的坚定初心，服务于我们的客户。
