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行業

Industry solutions

行業解決方案

供應鏈全球化、客戶定制化、日益嚴苛的環境及安全法規等使機加工企業正處于一個前所未有的不利境地,平均利潤率已經壓縮并呈現出持續下降的趨勢,這一點在離散行業中尤為明顯。因此,需要想方設法通過精益制造和數字工廠建設等先進的生產和管理方式優化工廠底層資源,改善數據采集質量,以提高生產力和客戶滿意度。

一、離散行業數字工廠的系統架構及建設目標

(一)系統架構

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(二)建設目標

總目標:建立具有柔性的制造系統,適應小批量、多品種、個性化定制的市場需求。

1. 對產品質量、物料配送等異常情況預警,提高問題處理效率和準確率,降低生產成本;

2. 對生產現場業務實時監控,及時掌握設備、人員、物料等生產資源,快速應對,敏捷生產;

3. 建立完善的車間生產設備管理體系,提高設備利用率;

4. 建立產品及材料追溯體系,產品生產正反向全程可追溯;

5. 通過與ERP、PLM等信息系統以及車間設備集成,減少人工錄入工作,提高處理效率及準確率;

6. 生產、品質、設備、物料實現信息共享與可視化;

 

二、離散行業數字工廠解決方案

(一)生產排程

1. 現狀

生產計劃調整困難,因缺料造成車間生產與計劃不一致,排產效率低,導致生產響應滯后;

2. 方案

借助APS系統支撐,實現生產排程的集中管理,由計劃部門平衡人、機、料等資源,統一生成各工序、各生產線、各臺設備 的生產工單;

3. 價值分析

1)為計劃人員提供大數據的分析,無需現場查看;

2)降低排產時間,提高生產響應速度;

3)集中排產,有利于統一資源,實現面向訂單的生產,降低庫存。

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(二)生產執行

通過實施MES系統來提升精益生產水平,打造數字化透明工廠,提高制造效率。(以生產報工為例)

1. 現狀

1)報工不準確,存在多報或少報的現象

2)數據準確性缺乏控制;

2. 方案

1)由生產人員在手持設備或者工控機上即時報工,設備具有采集功能的可自動報工;

2)裝配工序、焊接工序報工實現批次管理;

3)檢驗工序報工實現序列號管理;

4)系統支持子工序交接方式的報工,也支持流水線生產的生產報工模式

3. 價值分析

1)及時反映生產的完成情況及不良品的情況,有利于及時處理解決問題;

2)有利于對生產數據報工的準確性進行管控;

3)有利于對自制件和成品進行全面批次管理和跟蹤;

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(三)生產物流

1. 現狀

1)車間的在制品較多;

2)線邊倉生產數據不準確,實物與賬不相符;

3)實際在制品數量與ERP的數量不相符;

2. 問題分析

1)庫存信息滯后不能及時反映;

2)由于車間生產數據部準確,直接影響生產排產,和生產效率提升。

3. 方案

1)車間線邊庫實現全面的貨位管理、批次管理、供應商管理;

2)通過和ERP系統集成,實現采購件的自動入庫;

3)通過和委外加工管理模塊,實現外加工件的按單入庫;

4)通過信息系統,實現按單配送和比對。

4. 價值分析

1)實現庫存信息及時反饋;

2)實現按工單系統配料;

3)實現物流的批次跟蹤。

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(四)生產過程的質量控制

1. 問題

1)生產過程的質量管控工作量大、控制節點多,事中控制很困難;

2)質量文檔多、統計分析慢、數據不準確。

2. 方案

1)通過MES系統,實現品質的大數據分析,可綜合整體分析產品全生命周期的工藝信息、設備信息等;

2)工藝參數的直接報警。工藝參數不在范圍內系統將自動報警 ,并可通過手機APP等自動報警;

3)實現生產過程中不良信息的系統自動采集;

4)重要工序的質量檢查表等報表在系統中維護,大部分信息都可以通過系統實現自動采集。

3. 價值分析

1)全面深入進行質量分析,發現質量問題產生的真正原因,提高產品質量;

2)對于異常質量問題,能夠得到迅速的處理,并將相關數據保存在系統中,有助于系統事后分析;

3)系統自動采集工藝參數信息,節省品質人員過程檢時間,減少工作量,更多用于質量分析。

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(五)設備管理

實現設備關鍵零部件的全生命周期管控,及時預警,提升設備運轉效率;

實現設備管理系統和主要設備的集成,通過設備控制系統采集設備的相關運行參數,降低人為因素,提升設備管理和監控水平,為生產提供最大的產能保證。

 

1.設備臺賬。通過MES設備工裝模具臺賬信息,可以穿透查詢到所有與該設備、工裝模具的相關信息,可查詢設備的使用狀況,開工、報廢、停用、大小修等。

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2. 設備點檢。是生產過程中設備日常管理的重要一環,此項工作將直接關系到生產過程的穩定性和生產質量的穩定性。在MES系統中實現設備點檢,可以完善和強化設備點檢制度,同時也實現了設備點檢無紙化。

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3.設備保養。由用戶自定義保養周期和保養項目,系統自動記錄上次保養時間。系統可推算出每月需保養的設備和保養項目以及保養執行人等信息,作為本月保養計劃,并生成保養工單。

4.設備維修。當設備出現故障后,通過該模塊完成對設備維修的報警和處理跟蹤。設備在維修狀態時,排產時系統將扣除相應的產能,

5.備品備件管理。通過對設備備品備件的管理,實現對設備備品備件的庫存查詢及預警、入庫、出庫(領用)、維修保養更換,歸還等功能。當備品備件的庫存不足時,設備管理員收到庫存報警信息,備品備件管理員下達采購申請單時,可自動關聯出當前庫存不足的備品備件。

6.設備大小修。設備管理部門根據需要制定下年度的設備大小修計劃,系統將在計劃開始之前自動提醒相關的業務部門組織實施,并生成大小修工單,大小修開始后在排產時系統將扣除相應的產能。

7.設備知識庫。將設備的基本信息、設備故障信息及處理方案等信息匯總到統一的知識庫進行管理。工人在遇到設備需要維修的狀況時,可以通過知識庫關聯查詢出該問題的解決方法,不需要憑借長期的經驗積累就能快速解決曾經發生過的問題。

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8.設備監控。系統自動采集設備相關參數,通過集成平臺傳送至MES系統的設備運行模塊中。自動采集設備停機時間和運行時間,在MES系統中可維護停機原因記錄。MES的設備運行模塊可以自行配置設備參數,并提供報表查詢分析功能。

通過MES系統設備概覽模塊,可以自動對所有設備運行情況進行監控。對于設備異常(參數值超過標準上下限)予以報警提示。

通過MES系統的設備點檢表,可實現對設備的點檢功能。對于可以采集工藝參數的設備通過數據采集得到設備實時數據實現遠程點檢。

設備運行參數和工序工藝參數在設備監控系統中實現上下限自動報警功能,并在MES系統中推送到相應主管部門,并設定解決時限,未完成的自動推送上一級主管。

9. OEE分析。包括MTBF、MTTR、正常運行時間、停機時間、運行時間、等待時間、車間單個設備的運行總時間、排列圖、曲線圖等內容。

10.工裝模具、刀夾具管理。使用信息化手段,可以產生清晰明確的工裝模具、刀夾具的檔案記錄,并且在生產過程中詳細地記錄每個產品所使用的工裝模具、刀夾具。對于生產質量追溯可提供所使用的工裝模具、刀夾具數據,對于每個工裝模具、刀夾具又可以管理其生命周期。

1)工裝模具、刀夾具庫存管理:支持工裝模具、刀夾具按編號、供應商、進行庫存管理,可實時查詢庫存信息。管理工裝模具、刀夾具入庫、出庫及庫存信息,管理人員可方便快捷的查詢工裝模具、刀夾具信息。

2)工裝模具、刀夾具領用管理:車間根據要求,開具工裝模具、刀夾具領用單,必須填錄為哪臺設備使用,工裝模具、刀夾具庫根據領用單發料。

工裝模具、刀夾具生命周期管理:從工裝模具、刀夾具領用開始計時,系統根據該工裝模具、刀夾具完成的產品加工數及使用頻率,結合工裝模具、刀夾具可使用的次數,統計出該工裝模具、刀夾具是否到了需要更換的時間,并及時進行預警,避免由于工裝模具、刀夾具毀損造成的生產任務停工等問題。

(六)可視化管理

通過可視化系統可以實現以下價值:

1.生產實時監控,透明化管理。

2.班組班前會可以利用生產和質量報表點評上班次任務情況,布置當班任務。

3.周例會和月例會可以使用各個層級的報表和OEE分析,總結本周期內的各種問題,并得出預防和改善方案。

4.考核會上可以使用各個層級的報表和OEE分析,對照考核項得出考核結果。

5.各個層級的報警實時送達,為快速響應提供保證。

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(七)系統集成

SAP系統與MES系統集成為例

1.集成的技術方式

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2.基礎數據集成

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3. 業務數據集成

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(八)數據采集

1.數采方案

為了保證系統的運行穩定性,選用KEPServerEX OPC Server,其優點是支持全部主流PLC、DCS、智能儀表的驅動,運行穩定可靠,有大多數的市場占有率;CNC數據采集模塊使用FOCAS2接口函數庫開發,FOCAS2接口函數庫是FANUC提供給用戶的應用程序接口函數庫,通過調用這些標準函數即可實現計算機與數控機床之間的信息交互。選用西門子的WinCC作為平臺軟件,完成生產過程實時監控、設備實時報警、將生產過程數據發送到MES系統數據庫、接受MES系統數據、將接受到的MES系統數據發送到指定的機臺等任務。

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2.網絡架構

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三、離散行業數字工廠建設的效益分析

通過數字工廠建設,推動企業轉型升級:

1.適應小批量、多品種的市場,實現柔性制造

2.大幅度提升生產效率

3.全面提高產品質量水平

4.提升設備利用率

數字化工廠建設對提升企業競爭力具有重要的作用和明顯的效果:

1.預計年銷售收益率提高5~10個百分點。

2.通過數字化制造項目預計物流成本至少下降5%;

3.通過MES系統上線,生產效率提升30%以上

4.質量成本大幅度下降。


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