中国山东济南烟丝库技改项目

背景描述

该项目于2019年启动,2020年底完成实施,该库区年产量500亿支香烟,属于大型自动化物流仓库。

策蓝科技主要负责

第一、包含以生产服务为核心的在线物流管理系统(WMS),该系统集物流生产管理,物料管理,仓库管理于一身,上联企业的信息管理系统,下联工业调度控制系统,是自动话物流系统的调度核心和信息存储处理中心;
第二、工业调度控制系统(WCS),该系统与机械交互,完成指令的分析下达,是各类机械的上位系统;
第三、数字孪生智慧仓储管理系统(Scada系统),该系统以数字孪生为核心理念,结合数据集成,信号从离散到连续的收敛,三维空间渲染,等多项技术,为用户提供调试的便利,以及库区长期的运维管理,其中包含故障提醒,故障远程处理,故障预测,硬件损耗趋势分析,备品备件采购策略,立体直观的物流状况等等一系列运维管理内容。

实施过程

前期工作

主要工作——总体人员进行方案设计,以及于决策者沟通方案可行性

传统的该过程通常使用CAD(Computer Aided Design,属于美国Autodesk公司)进行设计,设计成果以一种晦涩,难懂的平面图(CAD图纸,如图1所示)展示;需要较高的专业技能,和沟通成本才能将设计意图和理念,传达给决策者,过程中容易造成信息差,导致资源利用率低下;且该过程通常面临多次修改,CAD图纸修改前后的区别不直观,需要再一次的沟通,返工导致成本递增,进度滞后。
在该项目中,使用自主研发的CVD(Computer Virtual Design,版权属于中国云南省的策蓝科技有限公司)进行设计,设计成果以趋近真实世界的三维空间呈现(如图2所示),通过易用的路径规划功能,即可清晰直观的展示物流路线,流向等内容,即使没有专业的物流技能,依旧可以了解总体设计人员的设计意图和理念。

中期调试

主要工作——第一、电控程序开发人员与信息系统开发人员对接机械信号,包含信号位置信息是否准确,读取信号是否通畅,解码是否正确,下达是否能正确响应等内容;第二、信息系统开发人员调试软件中的物流调度策略是否满足用户的业务需求

第一部分工作,有信号位数量多,交互频繁等特点,传统方式实施该过程,上位机人员需要在下达命令后与电控程序开发人员核对,下达成功与否,在该项目中,借助数字孪生应用,软件开发人员可在下达命令后,通过数字孪生系统界面,清晰的得知下达情况(如下图),规避了软件开发人员与电控开发人员核对的过程,从而加快调试进度,节约成本。
第二部分工作,由于机械在调试阶段,运行速率较低,机械故障率高,故单次调试耗时长。且在调试过程中,如发生调度错误,试错成本巨大(如图3)。正对这两个问题,我们通过数字孪生应用的虚拟过程,将调度策略在虚拟空间内执行,即可调试调度策略的正确性,亦提高了效率,并将试错成本降为零。

后期运维

主要工作——日常库管业务,及时定位和解决故障,设备保养,备件替换,核对库存等内容

传统运维在处理故障时,需要记住现场机械的平面号,然后在平面的“表格”中找到需要处理的站台,然后工作人员需要去到仓库现场的操作终端旁,在以文字表格罗列的页面操作处理故障。而在该项目中,我司应用数字孪生,当发生故障时,故障站台在虚拟的三维空间红色闪烁,由于三维空间与现实世界一比一还原(如图5,图6),可以直观的定位故障站台位置,并获得准确的故障信息,且处理故障无需到现场操作终端,而是直接在中控室远程操作,即可解决故障。
数字孪生系统集成了仓库大量机械,软件的数据。数据和的价值远大于数据价值的和。在琐碎的运维工作中,数字孪生将琐碎的信息归整到一起,避免操作人员在多个软件,不同位置的多个终端之间的信息同步,从而极大提高运维效率。

数字孪生应用释放的能量

纵观该项目,我司为其提供数字孪生监控系统,提高其整体运维水平和效率。颐中集团采用了我公司提供的数字孪生虚拟测试平台,累计节约现场调试时间65天,节省直接和间接经济效益超过200万元。同时,在后期的运维过程中,极大提高用户故障处理速度,获得用户好评,进一步提高和客户的粘性。
首先可以帮助工厂减少运维人员的成本,以前一个该车间需要10个人来运维才能保证生产线正常工作,使用了数字孪生系统以后就只需要3-4个人来运维,工作人员在中控室的监控屏幕上看到报错信息,就能快速安排人员处理;
其次可以帮助运维人员提高工作效率和保证生产线高效运转,规模越大的生产线使用的设备类型就越多,工厂运维人员不可能全部设备都能熟练掌握使用和故障排除,使用数字孪生系统后系统可以帮助运维人员快速精准的对故障点进行定位并根据系统信息提示解决故障。第三数字孪生系统可以对生产线的运行进行一个错误的预判,因为生产活动总存在着多个元素,会发生人机交互或者是人与软件的交互,其中某个元素发生问题会导致生产线不按照原有路线进行运行,如果使用数字孪生系统后就算还没有出现故障导致生产线的暂停,系统就会提示某个元素出现偏差,运维人员就能在出现故障前发现隐患并且排除。

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