基于工业大数据及互联网的智能工厂
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完成单位:浙江天际互感器有限公司
登记编号:ZSCX-D4-G-1-37
登记年份:2020
发布时间:2020-09-21
成果主要完成人
项目概况
一、立项背景
以信息化改造传统产业,推进企业管理信息化,是我国企业参加国际竞争的一个重要战略性课题。采用现代信息技术,充分利用计算机网络及通讯技术,支持企业的产品开发、生产、销售、服务等各个环节,实现信息采集、加工和管理的网络化、集成化和实时化,最终实现企业全面供应链管理和电子商务,是当今世界的一个大趋势。推进企业管理信息化必将大大提高企业资源和资金的利用效率,降低成本和费用,增强企业对市场的应变能力,提高企业市场竞争力。
随着互感器行业生产规模的不断扩大,以及现代科学技术迅速发展和社会生活不断进步,传统的生产方式已经无法满足客户的快速反应和个性化需求。此时,小批量、多品种柔性定制化生产迅速发展,成为信息时代互感器厂商发展的主流模式。
浙江天际互感器有限公司(后文简称“浙江天际”)以往由于受时间和经营场地条件的限制,原先的生产设备自动化程度低,生产线安排不够流畅,劳动力配套较多,不利于现代化的管理要求。根据其未来发展规划需要,急需对原有工厂进行全面智能与信息化改造,因此投资5000万元,建设基于工业大数据及互联网的智能工厂。
二、内涵和主要做法、原理或机理
浙江天际智能工厂成果的建设,旨在提升其生产管理水平,实现产品从销售-生产-出库-服务一体化的信息控制与管理,以先进的应用软件与生产设备打造出天际特色的一流经营模式,提升竞争实力。
该成果从顶层设计,实施并集成包括ERP、HR、PLM、MES制造执行管理、WMS、SCADA数据采集与监视控制系统、数字车间可视化平台、云之家OA等系统,形成一体化数据平台,以实现从产品智能设计、资源优化、精益生产管理,并通过企业上云,探索内外部资源的进一步协同与整合。其中:
PLM产品生命周期管理,主要对研发过程进行管理,涉及图文档管理、设计软件集成、物料与分类管理、BOM管理,与业务系统实现一体化联用。通过标准化规范物料、BOM、技术文档的管理,建立企业技术体系知识库;在研发阶段解决产品的合规问题;为ERP提供完整、准确的基础数据;实现研发-采购-制造-服务的高效协同。
MES制造执行层面,包括车间计划调度、工艺执行管理、生产质量管理,通过系统集成,自动接收ERP生产计划指令,进行车间工作台派工和数据采集,实现产品生产全过程的人、机、料、法、环、测信息的可视化展示及可追溯管理。
通过Modbus-TCP实现真空浇注设备PLC互联;RS-485采集了固化设备数据;通过API接口实现了检实验和雕刻设备的数据交互;通过智能工位机,实现了传统工位的信息传递感知;通过智能传感器进行了车间级工作环境的检测。在对工艺设计、生产组织、过程控制等环节优化管理的基础上,通过数字化、网络化、智能化等手段,对人、机、料、法、环、测等生产资源与生产过程进行数据分析与挖掘;以信息数字化及数据流动为主要特征,对生产资源、生产设备、生产设施以及生产过程进行精细、精准、敏捷、高效地可视化管理与控制。
三、创新亮点和值得学习借鉴之处
浙江天际智能工厂成果,应用了最新的智能制造技术、工业互联网技术和移动通讯技术、物联网技术等,通过数据标准、运行平台、系统管理与安全策略的统一,构建沟通高效与安全便捷的企业运作及管控体系。
通过业务流程的规范与重组,和API的应用,实现企业资源包括设备、人员、物料、检验试验设备、产品数据的互联互通,从而实现人、财、物的集中管控,提升业务效率以及缩短业务周期;通过业务处理、分析和监控能力的提升,实现高层管理者的数据分析应用以及决策支持水平的提高。
将定制产品的生产通过互感器产品结构和制造过程的重组,全部或部分地转化为批量生产,通过个性化和大批量生产的有机结合,提高互感器生产制造的柔性,实现客户需求的快速响应。
浙江天际以精益生产作为基础支撑到融合数字化改造的实现路径,通过“精”达到“益”的持续改进,通过“数”达到“智”的转型提升,有值得借鉴的地方。
通过引入智能制造和建设数字化工厂,探索出了适合浙江天际自身发展的“天际模式”,具有较强的行业代表性,可复制可推广性。
四、实施应用前后效果(益)情况对比
成果实施前,浙江天际管理存在几大痛点:①手工排程,在制品动态难准确掌握,造成调度混乱生产无序,严重影响产品正常交期。②主要以纸单形式报价,凭经验粗放管理,效率低下。③生产过程中缺少产品实际工艺数据,难以追溯改进产品。④工序节拍不平衡,在制品多,生产周期长,车间管理难度大,管理成本高;特别是无法及时掌握产品质量损失,往往在交期前紧急补单,给产线安排造成极大混乱。⑤生产过程中工时难以统计、人工填报误差大,工人绩效考核管理有漏洞,员工积极性差。
成果实施后,可节省用工(同比)35%,以低压绕线生产流水线为例,同样工作量可节省用工5人。通过智慧工厂系统的实施,使信息提速30%以上,材料利用率提高15%以上,一次合格率高达99.8%以上,库存成品占销售额比例下降至少10%,生产效率提高40%以上,产品研制周期缩短30%以上,资源综合利用率提高22%以上,订单交付及时率提高15%以上,质量数据集成率达95%以上,运营成本下降24%以上,从而使企业销售收入逐渐增加。
五、可推广应用范围
该成果的实施,提高了信息化操作管理水平,提升了互感器制造行业生产管理“瓶颈”,带动工业企业信息化建设与管理,实现信息化带动工业化,工业化带动信息化,使传统产业能够创造出新型生产工艺,走出传统思想的束缚,引导周边企业向信息化方向发展,促进行业竞争,推动企业的转型升级,提高企业管理水平,具有较好的示范和带动作用,引领行业智能制造发展。为互感器生产企业、电子组装类企业提供类似的信息化参考模式,为合作伙伴提供丰富的需求经验,为国家推广企业两化深度融合提供良好的工程示范。