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中信重工的转型升级之路

 2020年08月15日  阅读 80  评论 0

摘要:

陈丽 谭瑞 佰思杰 2019-08-06


本文作者:佰思杰咨询顾问 陈丽 实施经理 谭瑞


背景介绍


中信重工机械股份有限公司(以下简称“中信重工”)是中国最大的重型机械装备制造企业之一 ,也是中国最大的矿山机器制造企业 。其产品覆盖矿山 、建材、冶金等多个行业,被誉为“中国工业的脊梁,重大装备的摇篮 ”。



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中信重工




数字化改造前的中信重工


中信重工是典型的定制化生产模式 ,决定了其生产加工模式多样、制造过程复杂 、生产周期长的特点。纵观其产品的生产制造全流程,产品设计、工艺设计、生产计划 、车间执行 、设备产能等环节互相影响,紧密耦合 。为了组织好各类零部件配套生产 ,生产过程中产生了大量的计划任务和调度工作。完全依靠人进行管理 ,是一件十分繁杂的事情。




前期的中信重工主要难题体现在以下几方面:




(1) 生产信息不透明


生产计划的透明度不好,各配套生产部门生产情况得不到及时反馈,从而影响装配车间生产进度 ,致使订单拖期 。


(2) 生产物料顶用


后期工单产品会挪用前期工单的零部件,导致前期产品出货时间延迟 。


(3) 纸质单据信息缺失


纸质单据不易保存,故物料到达车间现场无法有效确认 ,信息易缺失。


(4) 生产协同滞后


生产资料(物料、工具、工装等)都是通过纸质单据,向相关生产协同单位进行领取。往往无法做到与生产计划协同,无法提前告知协同单位进行相关准备 ,有一定的滞后 。


(5) 统计分析费时费力


纸质单据不利于后期进行统计分析,人工进行数据统计难度大,费时费力。




由此可见 ,中信重工前期传统的生产管理模式在信息的透明化 、实时性、准确性、共享性等方面都存在一定的滞后。同时先进的精益生产 、质量管理等理念没有切实落地 。这些问题都严重束缚了中信重工转型升级的发展。




中信重工的转型升级之路


生产制造作为“承上启下”的核心业务环节,其对应的生产制造执行管理系统(MES)是信息化一体化建设不可或缺的重要环节。因此,通过实施MES系统 ,使数字化制造覆盖中信重工生产管理业务领域 ,通过生产过程控制的数字化、自动化和智能化,实现传统的机械制造向现代数字制造转变、刚性生产向柔性生产转变 、被动慢速响应向主动快速响应转变将势在必行 。




作为中信重工整体智能制造推进的重要环节,MES系统起着重大作用。那是不是所有的MES系统都适合中信重工呢?或是选择标准的MES产品就能解决所有问题呢?




答案是否定的。




治理土地 ,大家讲究因地制宜 。管理公司时,我们也需因公司而异。作为中信重工整体智能制造推进的重要环节,MES系统需要从以下两方面进行综合评估:




(1) 从系统功能方面考虑。中信重工拥有多产业板块 ,且多生产模式并存 。不同部门之间既要有业务协同,又要存在数据隔离 。从功能上来说,这对系统的标准化、协同化、个性化提出了要求。




(2) 从系统架构方面考虑。中信重工正处于持续发展的阶段 ,后续业务会不断进行扩展,信息化程度也会不断加强 。因此,MES系统需要有较强的“生命力” ,要具备较强的扩展性 、灵活性。同时,考虑到与其他系统或设备集成的需求,避免形成“信息化孤岛 ” ,系统需要有较高的、平台一体化的集成能力。




经过公开招标和综合评估 ,中信重工最终选择与佰思杰通力合作,共同完成MES系统项目的建设 。




根据上述智能制造的思路和原则,结合实际情况 ,智能工厂解决方案重点从精益化、标准化 、信息化和自动化四个方面展开。




按照智能化车间生产管理要求,以精益生产为指导,构建关键生产过程数字化生产线及物流配送体系 ,支撑起总装拉动的多车间协同管理体系。围绕生产计划,实现对人员 、设备、物料、工艺 、质量等一系列的精细化控制管理,实现被动慢速响应向主动快速响应转变 。



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图 MES系统平台架构与功能规划




结合设计蓝图 ,并基于成熟的软件平台和个性化定制的分层结构,对MES系统功能进行相应的规划。




功能方面


从整体的信息共享性和功能通用性来看, MES系统在各车间应用需具备的核心通用功能如下。




(1) 基础数据管理:维护组织结构、人员用户、角色与权限 、设备信息、物料信息、工艺路线等基础信息 。


(2) 生产计划管理:建立主生产计划的工号树 ,按照订单维度进行展示,同时通过APS智能排程,支持整个计划的可行性。


(3) APS排程管理:能自动对生产计划进行分解 ,生成可指导生产的工序作业计划 ,并将排产结果进行可视化的展示。


(4) 作业管理:对生产调度进行管理,包括:生产资源调整 、物料确认、在线检测叫检等 。


(5) 协同管理:生产准备方面,提取设定时间段内要加工生产的订单 ,形成开工前的准备看板;异常管理方面,通过短信将异常信息发送给相关负责人,并对现场问题进行记录 ,便于日后统计 。


(6) 生产进度管理:对生产执行过程进行管理,包括:作业任务分配接收、作业执行 、完工检验、完工汇报、冲销报工等。同时记录生产过程中的全部数据信息。


(7) 数控刀具管理:对数控刀具进行管理,包括刀具台账 、领用信息 、刀具状态、报废申请等 。


(8) 在制品质量管理:对在制品的质量进行管控。包括检验项维护、检验汇报 、工作汇报、不合格品管理、质量追溯。


(9) 设备管理:对生产设备进行维护 ,包括设备状态 、设备故障、异常处理等 。


(10) 外协管理:针对工序外协进行管理,支持对外协工序的汇报,以及追溯查询。


(11) 物料条码管理:针对主产物的批次号和零件编号的管控 ,方便对生产过程数据的追溯,包括:条码生成、条码识别 、条码打印。


(12) 看板和报表:对生产制造过程中采集到的数据,进行统计分析 。并通过可视化看板对数据进行展示。例如:齐套检验统计、在手任务统计、工作令统计 、外协加工件统计、返修情况统计、路线单统计等。


(13) 系统集成:与其它系统集成 ,实现数据的互联互通 ,消除信息化孤岛 。




架构方面


佰思杰MES系统采用分层的平台架构。




不同分层能进行独立的维护与升级,却不影响其他分层的应用。这种层次架构带来的好处,一是能通过重用成熟的产品平台和模块快速实施 ,显著减少项目实施风险;二能借助平台内置的工具进行定制,满足中信重工灵活性 、扩展性的需求 。




系统平台架构说明如下:




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中信重工本次项目中涉及到的硬件和软件系统比较多, MES系统需做好与相关信息化系统的数据交换和业务对接 ,其总体集成架构图如下:



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图 系统集成架构图




(1) 面向上层数据来源,MES具备以下集成接口:


⚪与ERP集成 。获取主计划 、订单、物料主数据等信息,并将完工信息反馈给ERP系统。


⚪与PLM集成。获取设计、工艺图纸 、工艺变更信息 。


⚪与CAPP集成。获取物料信息、物料BOM、工艺路线。




(2) 面向下层生产执行中的实际操作 ,MES具备以下集成接口:


⚪与OA集成 。获取刀具报废 、设备基础数据、不合格品处理等信息。


⚪与DNC集成。获取数控机床的NC程式,便于对设备进行数字控制 。同时通过与设备对接,实现对设备运行数据的实时采集。


⚪与云端短信网关集成。MES将生产叫料、异常信息等推送给相关负责人 ,提高办事效率 。


⚪与视频监控系统集成。获取生产现场监控信息,便于管理。




MES系统实施后,从生产计划的执行 、生产过程的追溯、保证产品质量等多个维度对生产现场进行集成管理 。实施MES系统是解决生产管理中信息“黑箱”问题的有效途径 ,也是实现精益生产的有效途径和技术支撑 。




“三位一体”中信重工转型见成效


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图 数字化车间




通过构建技术研发、营销服务 、生产制造三位一体的信息化体系 ,已经实现了生产计划、调度、统计 、操作与计量管理的业务集成,并打通了产品设计 、工艺、计划、质量检验等的数据链。同时,通过生产计划的持续优化 ,以及生产数据的可视化展示,达到了统一协调设备维修 、质量检验、产品设计、工艺等各个部门的效果。




MES系统是实施精益生产必需的环境条件 。为了达到精益生产,MES系统必须实时监测 、控制、统计、分析各个生产环节全部细节 ,这也是MES系统的主要功能。




总的来说,MES系统的应用为中信重工带来如下价值。




应用价值


1. 生产过程透明化,管理绩效提升




过去 ,由于没有快速的信息收集反馈手段,调度人员需要经常跑上跑下,还无法获得第一手实时情况 。因此 ,管理者对生产过程的掌握不全面不及时,在线控制和快速反应能力较弱。




现在,MES系统覆盖了机加工 、装配、质检等全制造过程 ,并按照工号树的形式对生产过程中的“人机料法环测 ”信息进行采集 ,打通了生产数据的上下游,实现了生产过程透明化。




管理者通过查看MES系统,就能快速全面的得到企业绩效目标与实际生产指标的差异 。同时通过MES系统监控生产动态情况 ,管理人员就能及时发现异常并做出正确决策,从而实现企业绩效持续提升。




2. 智能化排产,提高人员工作效率




过去 ,制造现场靠手工方式打印下发加工路线单,车间基本靠人为控制,在各种更改、追加计划 、现场突发事件等的冲击下 ,人工管理不仅工作量大,同时也无法及时进行合理的反应,安排出最有效的生产计划。




现在 ,MES系统内嵌高级计划排程模块(APS),能按照现场复杂的资源约束,实现“一键排程 ” 。同时也能基于排产结果 ,进行优化 ,并以可视化的方式对排产结果进行展示。这极大地缩短了计划员的工作时间,提高了人员的工作效率。




3. 信息共享,实现各业务部门高效协作




过去 ,生产信息依靠纸质单据进行传递 。纸质单据不仅不利于保存,还在信息传递方面存在一定的滞后,从而致使生产协同单位的准备工作也产生了相应的滞后 。




现在 ,生产任务信息透明后,制造相关的计划、调度、生产 、委外 、质量、仓储、物流 、设备管理等职能部门都能在MES系统查询到自己部门的任务节点、任务量等信息。这不仅能解决由于任务节点不透明导致的物料顶用问题,同时也能帮助生产协同单位提前进行生产准备 ,从而实现了各业务部门的高效协作。




4. 统一数据源,消除信息化孤岛




过去,中信重工的各应用系统相对独立 ,缺乏规范化、标准化的基础管理数据,基本上是各做各的基础数据收集 、录入、整理及应用 。如:同一个工作令在不同系统中以两种不同的形式和流程下发。这无形中增加了不必要的业务环节和业务量,造成不必要的资金、人力浪费 ,并使横向的跨部门的信息不能共享。




现在 ,通过一体化的MES平台,将ERP 、CAPP、DNC等系统集成起来,形成一个完整的、网络化 、智能化的计算机信息系统 。从而实现数据的互联互通 ,避免了工作的重复录入与填写,因此也解决了信息化孤岛的问题。




5. 可视化管理,现场信息快速响应




过去 ,信息传递滞后,管理者对生产过程的掌握不全面不及时,在线控制和快速反应能力较弱。




现在 ,通过可视化看板对生产车间订单进度、计划状况、生产现状 、设备状况 、领料出货状况进行展示,从而实现生产现场信息的快速响应 。




6. 数据驱动业务,产品质量提升




过去 ,大量依靠手工方式记录,这种质量数据只能用做备查,人工进行数据统计难度大。且纸质数据不利于保存 ,而无法为统计分析利用。无法形成长期的质量监控统计报表 ,因而不利于发现问题,也不利于解决质量波动等问题,难以支撑长期质量的提升 。




现在 ,通过在MES系统内进行质量记录,不仅能保存原始数据,也能对数据进行后期追溯和分析。产品质量从人工方式转变为数据驱动 ,从而便于进行质量预防,使产品质量得到提升。




中信重工的生产组织方式从经验指导转变为科学化、数据化 。通过规范生产管理和优化业务流程,完善物流管理与控制 ,全程监控全过程,中信重工提高了生产管理实时性与工作效率,并全面提高企业精细化管理水平以及市场竞争力 。




大家眼中的数字化工厂


MES系统带来的成效大家都是有目共睹的 ,其中感触最深的莫过于每天都需要和MES系统打交道的人员了,那么他们眼中的数字化车间又是怎么样的呢?




中共十九大代表、全国劳模刘新安,在中信重工生产一线工作了20多年。他开心的分享:通过现在的数字化车间项目建设示范 ,我们不仅解决了生产中的大部分痛点 ,而且捅破了生产管理瓶颈。MES系统是实施精益生产必需的环境条件 。为了达到精益生产,MES系统必须实时监测 、控制、统计、分析各个生产环节的全部细节,这也是MES系统的主要功能。相信通过后续的不断完善和推广应用 ,我们将助推公司形成生产管理新模式。




作为MES项目的实施经理,白宝华认为:通过DNC系统对机床进行联网,不但能实现远程数控编程与机床加工的实时沟通 、程序传递 ,而且能实现机床日常实时运行数据的采集和汇总分析,可为生产决策提供有力的支撑 。




数字化车间的推进,改变的不只是现场人员的工作方式 ,它也为管理层带来了务实的好处。重装厂厂长张会广对此感受颇深:过去由于生产信息不透明需要到现场进行“走访式”的管理。现在通过三位一体的信息化体系,在手机、电脑上就能对生产、技术等方面的信息进行实时跟踪,从而实现了生产透明化 、管理科学化 。




张会广进一步介绍说 ,现在不管生产规模如何扩大,作为生产管理者和参与者,我们都可以通过机床负荷等数据分析 ,找出生产瓶颈 ,尽可能降低工序间无效的物流运输,这大大降低了管理运营成本。同时,根据每天的信息采集和车间管理反馈 ,我们还可以提前合理安排生产计划,从而节约了时间,大大提高了生产效率。




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图 全国政协副主席陈元参观中信重工智能制造项目




随着精益生产的不断发展与完善 ,数字化车间逐渐成为中信重工的一张新名片,同时也迎来了各界专家与客户的参观和交流 。由此可见,中信重工此次转型升级是十分成功的。作为其生产核心的MES系统 ,不仅能解决生产管理中信息“黑箱”问题,还能为精益生产提供有效的途径和数据支撑,这也为其他正在谋求转型升级的制造企业提供了良好的借鉴方案。


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原文链接:https://www.zgshzh.cn/caijing/32403.html

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