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上海人民电器打造数字化车间实现敏捷生产

2018/1/16    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:ERP案例  e-works年度盘点  智能制造  上海人民电器厂  
本文为“2017年度中国两化融合暨智能制造应用领先暨最佳实践奖”参评案例。本次活动将评选出2017年度,为中国两化融合暨智能制造领域带来突出效益的最佳实践工程,全面介绍企业推进两化融合或者智能制造的步骤、重点与难点、获得效益等,分享建设过程中的经验,供广大制造业行业企业学习供鉴。

    一、企业简介

    上海人民电器厂是上海电气集团设计制造元器件产品的企业,已拥有百年历史,企业通过技术引进、自主研发、联合设计以及产、学、研一体化等多种研发模式,加快产品的更新换代,使产品达到国际先进水平和国内领先水平。目前企业拥有4个产品研究室、1个国家级实验室、1个计算机室和电器试制基地的市级技术中心,产品研发采用高端的CAD设计、PDM的管理、CAE和仿真技术等,企业产品全部通过3C认证。人民电器厂长期来凭借其独特的经营模式,在全国拥有近200家经销网点,致力于以优秀的产品和专业的技术服务赢得市场,用户遍布全国乃至世界各地,实现了人类享受更高品质生活的梦想。

上海人民电器

图1 上海人民电器厂

    二、企业在智能制造方面的现状

    上海人民电器厂智能制造试点车间目前正在应用的信息系统有ERP系统MES系统(涵盖生产制造执行管理、PDA物料条码管理和配送、Andon异常报警控制)、装配检测线自动控制系统和WCS立体库控制系统。这些系统有效的支撑了企业的生产经营活动,提高了车间的智能化管理水平。

    三、参评智能制造项目详细情况介绍
 
    1.项目背景介绍
 
    2014年企业在电气股份信息化部门的领导和安排下实施了ERP系统,全面提高了企业的信息化管理水平,企业通过现状分析,结合当前成熟的先进技术,以物流仓储、上下取料作业、产线节拍生产布局和生产管理信息化为切入点,进行“智能型万能式断路器数字化车间”(以下简称为试点车间)整体试点改造。
    
    1.1生产计划现状
 
    试点车间的生产任务围绕着两类计划开展,一类是部件的生产计划,以年度生产大纲编制,另一类是成品生产计划,按销售订单编制。零部件的生产属于典型的按库存生产(MTS)模式,成品生产为按订单组装生产(ATO)模式。
 
    生产任务单的下达在项目实施之前的操作流程如下:
 
  •     生产计划员需提前一天对ERP下达的部件生产计划和成品生产计划,按照目前的产能进行产线级日生产任务单的人工下达。
  •     下达生产任务前,人工比对生产计划的ERP物料库存,与仓库对实物库存、未到货物料及已到货物料质检等信息进行确认,与生产车间对生产人员、产线状况信息进行确认后下达。
  •     对于第二日会采购到货或设备会修复的生产计划仍旧正常下达。
  •     在计划监控方面,以ERP系统计划为准。
 
    1.2零部件仓库和车间现状
 
    (1)零部件仓库现状
 
    基于一天一排的生产任务,零部件仓库将产线级日生产任务单的所有物料,一次性配送到该产线的线边仓,由产线总装工人自行到线边仓取料。
 
    (2)车间现状
 
    生产车间的现状如下:
 
  •     生产任务的分解:目前总装、对抽架及试验工序,每道工序都有多人同时进行相同的工作,由车间主管通过个人经验(根据自己了解的每个工人作业熟练程度),把工艺相近生产任务下达给各工人。
  •     生产装配节拍:目前的每台生产装配节拍不是固定的,是根据工人总装作业的熟练程度和工人当日的身体状况所决定。
  •     生产装配物料:生产装配工位的工人根据自己的生产任务单,去线边仓找取所有物料。
 
    1.3质检现状
 
    仓库人员在现场清点来料到货,质检人员在现场进行来料质检,这些信息只能在作业完成后,回到办公室人工录入ERP系统中,实效性低。过程质检也存在诸多不便,具体表现如下:
    (1)工艺流程卡、操作规程、检验规程等均是纸质文件,如有变更时,通过人工收回和发放;
    (2)成品与工位关键料没有关联,成品与原料批次的追溯系统外记录;
    (3)RMW1线和RMW2线有独立的质量检测控制系统,数据各自独立存放,其它产线等人工质检,均为纸质质检报告,产品的质量数据分散。
 
    2.项目目标与实施原则
 
    本次项目主要集成ERP系统、MES系统、PDA物料管理和配送系统、Andon异常报警设备、WCS立体库系统、多条装配检测线自动控制系统,运用主要体现在产品工单发出后至产品入库整个过程中,实现仓储、物流、产线、质量、车间管理和生产计划等区域及部门的计划层与执行层,通过连续信息流来实现信息集成,提高车间活动和生产响应的敏捷性。
 
    3.项目实施与应用情况详细介绍
 
    3.1生产计划细化管理
 
    MES系统通过与ERP系统的对接,实时获取ERP的生产计划和BOM信息,生产计划员可以在MES系统中直接选择产品工艺路线及比对ERP库存,将生产计划(可显示“缺料”状态)下达至车间,并呈现在车间的电脑上,实现信息共享和生产计划无纸化,对于未开始生产、缺料状态或其他生产异常状态的生产计划,在MES系统界面中进行管控并下达。
 
    MES中下达的生产计划,具有以下特点:
 
    (1)仓库管理会生成不同配送方式和位置的配送、捡配任务清单,仓库可根据生产节拍和齐套性,进行捡配任务分批作业。
    (2)生产车间将同时生成按照工艺路线分解的各产线生产任务单,并按照优先级显示,车间主管根据生产现场人员和设备实际情况,可对各产线生产任务单进行二次调度管控和下达,在每个产线工序MES客户端按照下达优先级显示自己工序生产任务单。
    (3)生产计划员能够实时显示下达生产计划的状态,随着各部门的执行情况,会随时更新生产计划的状态。
 
    3.2零部件仓库管理
 
    (1)来料环节实时处理
 
    通过PDA物料管理,仓库人员获取ERP来料计划,通过PDA扫描来料条码,可分批完成来料收货至质检区,实现入库无纸化作业及来料条码(批次&SN)管理。质检合格物料按照仓储区域允许入库,被生产领用,未质检或质检不合格的物料将启动不符合项处理流程。通过上述操作实现采购、仓库、质检三个部门的信息集成,确保入库信息的及时性和准确性,实现质检合格的物料才允许被生产领用管控。
 
    (2)发料环节管理
 
    在MES系统中,可对生产计划物料的物料定义(预约件、反冲件),和配送区域(线边仓、正常工位、特殊工位)进行参数化设置,生成物料捡配设置。通过PDA扫描条码,可分批完成预约件发料业务和条码管理进行发料操作。
 
    (3)物料配送环节优化
 
    物料配送环节的改善包括以下两个方面:
 
  •     预约件:由原来一天一次,改善成按照企业的生产节拍捡配,由原来的一次性配送至产线线边仓,改善成按照配送区域(线边仓、正常工位、特殊工位)配送,由原来人工进行配送物料的确认,改善成通过PDA进行配送作业确认。
  •     反冲件:由原来配送至产线,改善成按照呼叫工位配送。
 
    3.3车间生产管理
 
    (1)工艺路线改进
 
    工艺路线的改善内容如下:
 
    MES可对工序进行工作中心级、工序级二级工艺路线管理,可灵活制定工艺相近或者工艺相同的产品工艺路线。
 
    (2)生产线工序优化
 
    本次项目的目标是把总装工序拆分成多个子工序,由多人操作完成。比较有难度的是,为确保新总装模式的正式推广,在上线初期时,无论生产和物流配送均按照新老总装模式来运行,具体如下:
 
  •     流水线左边(1,3,5,7)号工位为四条工艺路线,仍保持老模式,由四个人独立完成总装;
  •     流水线右边(2,4,8)号工位为一条工艺路线,采用新总装模式,由四人按照拆道后的工序,流水完成总装;
  •     右边6号工位则要为以上五条工艺路线同时供应;
  •     通过MES系统的工艺路线人工参数设置,实现不仅能支持拆道的子工序设立,还能满足以上多种生产模式的制定。
    
    (3)工艺文档查阅
 
    将纸质工艺文档,改为电子文档,将下达工单的电子工艺文档,在产线工人MES采集界面显示,个人只能看到自己权限范围的工艺文档。
 
    (4)异常呼叫
 
    产线发生工艺、缺料、设备、设计等异常时,由产线工人在MES采集界面,进入Andon模块,直接进行异常呼叫,通过工位无线报警亮灯警示,并发送异常信息至处理责任人的无线腕表上,同时显示故障位置和故障代码。
 
    3.4质检管理
 
    质量检测的改善包括来料质检和过程质检两个方面:
 
    (1)来料质检
 
    MES通过与ERP来料信息的对接,实时获取质检合格结果,MES自动释放库存。
 
    (2)过程质检
 
    MES通过与多条装配检测线自动控制系统的对接,获取过程质检数据,将产品生产过程中的质检数据统一存储管理,便于后期追溯。
 
    4.效益分析
 
    通过项目的实施,为企业带来了如下效益:
 
    (1)生产计划实时下达,并精细化到工位计划。
    (2)生产过程数据实时收集,实时操作。
    (3)物流按需配送,减少车间场地占用、减少产线工人材料准备时间,提高操作工人的工作效率。
    (4)关键部件装配检查杜绝错装漏装现象。
    (5)车间部分工作实现无纸化操作。
    (6)通过MES系统实施和数据的沉淀,为未来生产车间的效率提升提供有力支持和决策。
 
    四、企业智能制造的未来发展规划
 
    通过数字化试点车间项目经验积累并推广到人民厂的所有生产车间。目标是实现生产环境物联化,物流配送精细化,生产制造智能化,生产流程清晰化,作业指导人性化,经营管理协同化,信息技术基础设施敏捷化,全方位打造形成一个集绿色、高效、安全和可持续发展于一体的智能生产工厂。
责任编辑:田耘
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