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用友精智工业互联网平台实践案例

—— 践行智能制造,打造智慧企业

2019/7/1    来源:工业互联网产业联盟    作者:佚名      
关键字:工业互联网  智能制造  
作为国家重点支持的前三家水泥企业(集团)之一的天瑞集团,平台规划之初就是希望利用企业在水泥行业的优势,融合产业链生态,打造具有水泥行业应用特色的工业互联网平台。

    2017年8月19日用友网络科技股份有限公司隆重发布精智丨用友工业互联网平台。精智是用友基于超过5年工业PaaS云平台、企业云服务、智能制造业务创新实践,30年企业软件研发、百万工业企业服务积累,基于连接、协同、共享的理念,精心打造的跨行业、跨领域的工业互联网平台。旨在推动企业数字化转型和制造业与互联网深度融合发展。两年来,用友精智工业互联网平台已经在多家企业落地实践,并且取得了良好的应用效果,天瑞集团(以下简称天瑞),中国重汽集团大同齿轮有限公司(以下简称大齿)就是典型代表。

一、项目概况

    1.项目背景

    天瑞集团始创于1982年,经过三十余年的发展,已成为集旅游、水泥、铸造、互联网物流为主体的股份制企业集团,是中国制造业500强企业。天瑞水泥是国家重点支持的前三家水泥企业(集团)之一,是工信部重点支持兼并重组的五大水泥企业之一,现有32家水泥企业遍布河南、辽宁、天津等省市。

    作为大型制造集团,天瑞信息化平台在不断持续深化应用。经过持续建设,天瑞在智能工厂、财务共享、智能物流、社会化物流服务、电子采购等领域实现内通外联,取得了显著的应用效果,2017年入选了河南省第一批智能制造解决方案供应商和工业互联网平台培育名单。

    2.项目简介

    作为国家重点支持的前三家水泥企业(集团)之一的天瑞集团,平台规划之初就是希望利用企业在水泥行业的优势,融合产业链生态,打造具有水泥行业应用特色的工业互联网平台。天瑞先从集团所属百十家企业入手,先通过自己的应用带动天瑞上下游产业链、从产业链到供应链的应用,再考虑往行业、往区域、往建材、往水泥行业逐步规划,实现纵向推广,横向覆盖。

    天瑞集团积极响应国家号召至力于打造一个生态应用平台,一个知识交换中心。基于平台上的大量数据积累和成熟的行业算法模型,形成了从平台到应用,从开发工具到知识微服务的全产业链条,成功后可以作为范例提供给业内企业,带动我国传统的流程型制造企业信息化水平和整体竞争力的跃升。

    3.项目目标

    面向水泥制造行业,覆盖企业经营管理、业务交易、生产过程管理、售后运行维护管理、供应链协同管理等领域需求,通过攻克边缘计算技术、泛在感知技术、异构数据融合技术、微服务池构建技术、工业APP敏捷开发技术等关键技术,研发新一代面向水泥行业的工业互联网平台。

二、项目实施概况

    1.项目总体架构和主要内容

    (1)天瑞总体架构

天瑞总体架构

图1 天瑞总体架构

    (2)天瑞工业互联网络架构

    针对天瑞水泥这样成员企业多、分散广、功能全的集团公司,容易造成通讯数据量大、重复数据多,处理速度慢及风险集中问题,数据库或者通讯一旦出现问题,直接影响全部企业的日常管理操作,隐患太大。对此,针对性提出分散增强型数据库结构,如下图所示:

天瑞网络架构

图2 天瑞网络架构

    2.平台架构

    天瑞项目基于用友精智工业互联网平台搭建,平台整体架构如下:

用友精智工业互联网平台架构

图3 用友精智工业互联网平台架构

    设备层:通过各种通讯手段接入各种控制系统、数字化产品和设备、物料等,采集海量数据,实现数据向平台的汇集。

    IaaS层:云基础设施层。基于虚拟化、分布式存储、并行计算、负载均衡等技术,实现网络、计算、存储等计算机资源的池化管理,根据需求进行弹性分配,并确保资源使用的安全与隔离,为用户提供完善的云基础设施服务。用友精智平台主要与IaaS提供商华为、阿里等合作。

    PaaS层:由基础技术支撑平台、容器云平台、工业物联网平台、应用开发平台、移动平台、云集成平台、服务治理平台以及DevOps平台等组成。在基础设施、数据库、中间件、服务框架、协议、表示层,平台支持开放协议与行业标准,具有广泛的开放性,适配不同IaaS平台,建设丰富的工业PaaS业务功能组件,包括通用类业务功能组件、工具类业务功能组件、面向工业场景类业务功能组件。

    SaaS/BaaS/DaaS层:基于四级数据模型建模,保证社会级、产业链级、企业级和组织级的统一以及多级映射,提供大量基于PaaS平台开发的aaS/BaaS/DaaS应用服务,应用覆盖交易、物流、金融、采购、营销、财务、设备、设计、加工、制造、3D打印服务、数据分析、决策支撑等全要素,为工业互联网生态体系中的成员企业提供各种应用服务。

    3.具体应用场景和应用模式

    在天瑞项目中实现了下述关键应用:

天瑞关键应用

图4 天瑞关键应用

    关键应用1:构建营销服务平台(水泥商城),连接经销商和客户

    作为工业互联网的重点特点之一,是连接经销商和客户。天瑞集团建设了经销商服务平台,经销商可以通过手机端下单,提出订单要求,对账,查看质保书。企业端可以接收审核订单,与经销商交互留底,查看库存及授信,上传质保书。审批后可以形成NC正式订单,并与生产现场对接。提高了销售速度和服务质量。

天瑞营销云服务

图5 天瑞营销云服务

    关键应用2:构建采购服务平台,连接供应商

    通过采购云平台,将天瑞集团所有成员企业与所有供应商连接在一起。采购云是部署在公有云上的企业采购平台,包括电子采购门户、买家、卖家、平台信息发布、供应商准予与评估等。供应商登陆平台后,通过云平台参与采购需求处理、寻源、采购执行、信息交流等业务。云采购平台支持与ERP的无缝集成,可以连接到全球供应商网络资源,让企业一键寻遍全球,有效的扩大寻源范围,充分竞价,获取更低价的供应资源。

    (1)通过电子采购平台的应用,实现了阳光采购、高效采购,每年采购成本降低6000万元;

    (2)实现了跨公司的集采分收集结模式下的代储代销业务,为分公司每年节省1亿元库存储备;

    (3)与供应商在线协同,合同确认周期由原来的两周左右时间降低到目前的一周以内;

    (4)供应商对账时间缩短,登录门户就能看到发票、到货、消耗汇总、合同执行情况。

天瑞采购云服务

图6 天瑞采购云服务

    关键应用3:构建物流服务平台(大易物流),连接车主、货主、承运商

    物流平台和天瑞内部ERP系统、LMS、物流对接,跟税务部门的对接,跟监控部门的北斗对接,完成订单管理到调度管理,到运输执行,到结算管理,最后完成平台的线上结算,给货运企业开据运输发票。为车主、货主、承运商提供多货源及配套服务。

天瑞物流云服务

图7 天瑞物流云服务

    关键应用4:无人值守,智能进出厂物流服务

    无人值守智能物流系统基于车辆进出厂状况,利用信息、自动化、网络及视频等技术,建立起一套科学、高效的车辆发卡、进出厂、视频监控及远程集中计量的管理及控制系统。通过软件将企业内部组成物联网,利用软件与硬件相结合的方式,软件逻辑与判断,硬件感知与控制,正常业务自动完成,异常场景人为干预审批与核查,实现工厂物流的完美收发货体验。

天瑞无人值守智能物流

图8 天瑞无人值守智能物流

    关键应用5:构建基于实时数据库的物联平台,实现制造过程透明化

    通过实时数据库实现和DCS系统无缝集成,建立系统和上万台生产设备的连接,实现实时自动采集、智能监控与智能分析的集中调度管理系统,节能降耗效果显著。

    (1)天瑞水泥2015年累计生产孰料2415万吨,相比于2013年节约了42.7455万吨煤和9660万度电,分别降低了14533.47万元和9660万元能源消耗成本,原煤、电的消耗减少3-5%;

    (2)环保效益显著,按年节约6.44万吨标煤计算,可减排CO2约16.1万吨,SO2约1060吨,粉尘1.61万吨。

天瑞实时生产监控

图9 天瑞实时生产监控

    关键应用6:工业大数据应用

    工业大数据服务是生产自动化系统、能源系统、质检系统、ERP等各类系统的大融合:

    (1)实现生产工艺优化提升,通过生产运行监视画面的对比分析,可以找出最佳的操作工艺,降低能耗、提高设备运转率,促进产业技术升级;

    (2)实现生产精细化管理,将班组的小时生产情况、投料情况、设备运行参数、过程质检情况等精细整合显示,一目了然,为现场操作提供便利。依据精细化的数据分析,科学的分析决策,服务企业企业管理层;

    (3)提供实时报表,为行业、政府提供宏观决策支持。

天瑞大数据应用

图10 天瑞大数据应用

    关键应用7:财务共享

    基于用友共享财务,在集团范围实现财务共享。实现共享业务包括一级业务9个、二级业务24个、三级业务159个。

天瑞共享财务服务

图11 天瑞共享财务服务

    关键应用8:税务云服务

天瑞税务云服务

图12 天瑞税务云服务

    4.应用亮点

    广泛使用互联网技术实现了企业与外部分销商、客户、供应商、运输商的互联互通,广泛使用物联网技术实现物流设备、生产设备与业务系统的互联互通,从而实现了下列应用亮点:

    (1)集中采购与电子采购,规范采购流程,实现阳光采购,使采购流程成本下降70%,采购成本节约8%;

    (2)基于云端的经销商手机下单,提高了销售业务处理效率,减少了错单漏单的情况,仅避免错拉货就为企业减少损失50万元;

    (3)通过物联模块全面打通设备与MES、ERP的连接,自动采集物耗、能耗并能实现精细管理。降低企业能耗10%,设备利用率提高10%,计划维修准确率提高至90%。

    (4)通过无人值守磅房改造,减少磅房工作人员36人,年节约成本500万。

三、下一步实施计划

    1.数字化矿山:有效利用矿山资源、减少剥离废弃物、降低能源消耗。包括开采计划安排、GPS车辆调度、矿山3D模型、成分在线分析、自动开采工单发布等。

    2.能源集中管理:将能源消耗数据汇总,统一进行管理,实现煤、电、气、水、油5种主要能源全面集中管理。

    3.先进控制系统:利用信息技术对生产过程进行自动调节,提高工作效率,同时达到快速稳定操作要求。包括质量预测、喂料配比、烧成系统连续自动调节、立磨无人操作系统、水泥磨无人操作系统等。

    4.机器人:在水泥包装区和装车区用机器人取代人工进行工作,降低职业病风险。

四、项目创新点和实施效果

    1.项目先进性及创新点

    (1)通过混合云模式实现企业的内联外通。私有云模式的ERP+MES与公用由云模式采购云、销售云、税务云等打通,真正实现企业内部与外部的互联互通。

    (2)大数据技术充分应用于数据挖掘与分析,不断提升内部管理水平。

    (3)使用OCR图片识别技术,智能识别用户身份证信息,驾驶证信息,通过识别的数据进行对比,平台自动通过注册认证审核,即减少用户大量的数据录入操作,也减少了平台的后台管理人员的审核操作。

    2.实施效果

    (1)平台服务规模

    截止目前,平台共服务企业112家,建设有完善的行业业务标准化库,库中收集优化、固化的标准流程752条,连接设备40000台,工业大数据达到100000个采集点,可为今后的平台生成行业标准化的机理模型库,供行业客户方便调用。拥有上下游供应商和客户40000余家。供应链上下游服务客商10000多家,大易物流平台服务司机及承运商22128家,河南区域市场占有率第1名。通过工业互联网的应用,可以让企业优化工艺、节能降耗和减少污染排放,有效提高产品质量和降低产品成本。实现工厂、区域、行业之间的数据互通,提升效率、辅助决策。确保工厂持续高效运转,降低运营风险。

天瑞工业互联网平台服务规模

图13 天瑞工业互联网平台服务规模

    (2)工业大数据实施效果

    工业大数据采集仪器仪表、传感器采集率>98%

    自动控制系统运投率>99%

    控制系统人为干预率<4.6%

    劳动生产率提高15%

    企业能源消耗减少2.5%

    工业大数据分析:

    建立统一信息展现平台,实现集团及下属公司数据集中、信息整合,实现管控。辅助管理决策者全面提升企业的精细化管理能力,能够快速全面的制定有效的决策,全面的运营流程分析和实时监控,提高生产和市场管理水平、增强对收益,提高企业竞争力。

    (3)采购云服务实施效果

天瑞采购云实施效果

图14 天瑞采购云实施效果

    (4)智能物流实施效果

天瑞智能物流实施效果

图15 天瑞智能物流实施效果

    (5)财务云实施效果

天瑞财务云实施效果

图16 天瑞财务云实施效果

    (6)税务云实施效果

天瑞税务云实施效果

图17 天瑞税务云实施效果

    (7)物流服务平台实施效果

    截止2018年9月底大易物流平台:注册车辆119951辆,活跃车辆31799辆,司机32860人,线上运单突破500000单;

    收入:大易物流平台当月突破1个亿,累计交易额突破10亿元;

    纳税情况:大易物流缴纳税收4736万元

天瑞物流服务平台实施效果

图18 天瑞物流服务平台实施效果

    3.大齿关键应用及实施效果

    中国重汽集团大同齿轮有限公司(以下简称“大齿”)是中国重型汽车集团有限公司的全资子公司,主要生产轻/中/重型商用汽车及客车变速箱、汽车发动机齿轮、工程机械齿轮、齿轴等,拥有1300多台生产设备、137条生产线,客户遍及国内外。

    根据国务院《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》和山西省经信委《关于山西省智能制造发展实施意见》,大齿对企业信息化管理系统进行了全面升级,全力构建数字化平台,推进智能化转型!

    大齿以“两化融合”为手段、以中国制造2025为路径、以用友精智工业互联网平台为支撑,通过用友U9 ERP、PDM与智能工厂的深度集成,打造“数字化、网络化、智能化”的新大齿,实现大齿智能互联互通、智能计划排产、智能生产协同、智能质量管控、智能决策支持五个维度的智能化。

大齿关键应用

图19 大齿关键应用

    结合条码、扫描枪、RFID、工业平板、数字加工设备等当前主流工业智能应用技术,实现了从产品研发设计、现场制造执行全工序覆盖到客户产品交付的全过程信息化覆盖。

大齿整体架构

图20 大齿整体架构

    大齿项目充分发挥用友精智工业互联网平台的开放性、互联化和移动化应用特性,利用其IOT平台、APP、开发平台、大数据分析等,在设备数据采集、APP开发与部署、数据分析等方面发挥了很大作用,主要实现了以下关键应用:

    关键应用一:移动应用+物联网技术

    从车间计划到执行,覆盖了热前、热中、热后、总成装配全流程,实现智能感知、动态监控、实时分析。

大齿移动应用及物联感知

图21 大齿移动应用及物联感知

    关键应用二:精益化物流配送

    通过电子看板、MRP运算和生产排程,实现了上下游的精益化物流拉动,提高了物流配送效率。

大齿精益物流配送

图22 大齿精益物流配送

    关键应用三:全面化、移动化、场景化、精益化

    通过平板、扫描枪、物流器具,实现了热前、热中、热后、装配四大工艺计划的全过程的实时监控。

大齿移动应用业务场景

图23 大齿移动应用业务场景

    关键应用四:全过程数据采集与追溯

    利用条码、扫描枪、工业平板,实时接收生产任务、反馈生产进度、采集物流数据,进行全过程的数据采集与追溯,实现智能质量管控。

大齿数据采集与追溯

图24 大齿数据采集与追溯

    关键应用五:设备数据智能采集与监控

    基于物联网技术的设备数据智能采集与监控,实现设备运行过程的可视化、透明化,实现智能生产协同。

大齿可视化监控

图25 大齿可视化监控

    关键应用六:产业链协同下的上下游管理

    通过智能工厂系统建设,打通了上游主机厂等客户及下游供应商之间的信息协同,企业上游客户及下游供应商之间可以实时交互订单、库存等数据,减少手工录入工作量,也减少了错误率,减少了沟通成本,实现了主机厂/供应商计划的全面协同。

大齿上下游协同

图26 大齿上下游协同

    关键应用七:设计、工艺、制造一体化管理

    通过U9 ERP与PDM的深度集成,实现了U9 ERP和PDM实时互访,避免中间表、对照表方式所带来的数据不一致、不实时,彻底消除物料、BOM、工艺、库存数据信息孤岛,实现了设计制造一体化。

大齿设计、工艺、制造一体化

图27 大齿设计、工艺、制造一体化

    以U9 ERP、PDM、智能工厂系统为核心,构建了统一、柔性、可扩展的信息化整体平台,打造数字工厂、践行智能制造,实现了137条生产线、1300台数字化设备、1209个工位、350个智能终端的互联互通,取得了明显效果:排产效率:提升30%;

    车间在制:减少20%;

    物流配送效率:提高30%;

    设备利用率:提高30%;

    交付周期:缩短30%;

    产业链协同效率:提升40%。

    鉴于大齿在智能制造方面所取得的成就,大齿荣获山西省经信委认定的山西省2018年智能制造示范企业,且于2018年8月30日,山西省经信委在大齿召开了“山西省智能制造经验交流会”,大齿也在会上做了专题分享。

    大齿通过智能制造的建设,生产现场各工序借助手持机、工业平板、数字电视等多种现代数据采集手段,快速、准确地获取企业管理所需要的大量数据,依托于大数据及先进的物联技术,实时生成企业生产画像,将车间生产“黑箱”透明化,及时反馈企业生产经营状况,构建了一个数字化、透明化的现代智能工厂。车间数字化

    构建智能数据采集平台:从人工采集到智能采集,工作效率大大提升,保证数据准确性和及时性;

    实现产成品完整信息追溯:产品整个链条各个环节信息的灵活追溯;

    实现智能防错:系统“铁面无私”,避免人工错漏。

    业务可视化

    透明化生产:数据实时采集,生产进度实时反馈,使生产管理不再是“黑盒”;

    提升生产执行效率:通过数据的分析与处理,不断优化提升设备与人员潜能,提高作业执行效率;

    提高核心竞争力:依托于大数据及先进的物联技术,实时生成企业生产画像,将车间生产“黑箱”透明化,提高企业核心竞争力。

    管理智能化

    助力均衡生产:作业工时数据自动采集与分析,助力车间计划均衡生产;

    提升物流作业效率:计划驱动物流配送,电子看板反馈物流作业需求,实现精益化物流配送;

    提供有益的大数据分析:生产加工数据、质量数据、物流数据实时反馈,通过系统进行数据分析,给管理决策提供第一时间的有效数据。

    综上,基于用友精智工业互联网平台,天瑞、大齿都构建了外部与客户及上游供应商互联互通、内部生产运营智能化管理的智能制造系统,取得了良好的经济效益。随着越来越多的企业应用,用友精智工业互联网平台将发挥更大的社会价值。

责任编辑:程玥
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