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东南汽车的生产价值链协同集成平台及其应用

2017/1/14    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:智能制造案例  e-works年度盘点  两化融合  东南汽车  
本文为“2016年度中国两化融合应用领先暨最佳实践奖”参评案例。本次活动评选出2016年度,中国两化融合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过程的步骤、重点与难点、获得效益等,分享信息化建设过程中的经验,供广大制造业行业企业学习供鉴。

一、参评企业基本情况

    东南(福建)汽车工业有限公司(以下简称,东南汽车)成立于1995年,是由福建省汽车工业集团有限公司、台湾裕隆集团旗下中华汽车、日本三菱汽车三方合资,携手组建最大的闽、台、日合资汽车企业。胸怀“鹏起东南 飞翔世界”的梦想,坚持“品致一生 缘启东南”品牌信念,东南汽车充分发挥海峡两岸汽车合作的双重优势,融汇吸收国际先进管理经验以及全球造车科技,引进日本、德国的国际一流技术设备,形成冲压、焊接、涂装、总装、车检线等多位一体的现代化生产流程,同时建立起高标准、严要求的质量管理体系。在国内汽车整车企业中首家通过ISO9001:2008质量体系认证、首批通过国家强制性产3C品认证,通过国家环境保护总局颁布的中国环境标志产品认证,通过ISO14001:2004版环境体系认证,同时通过职业健康安全管理体系OHSAS18001:2007认证,并于今年2月份首批通过工信部两化融合管理体系审查。

    东南汽车目前已拥有“东南、三菱”两大品牌,产品线覆盖轿车、多功能乘用车、轻型商用车及微型客车等多个领域近年来,东南汽车加大了自主研发的力度,所推出的多款SUV及轿车产品陆续填补了福建省汽车工业自主研发的空白,为加速福建汽车工业的发展做出了贡献。

东南汽车城鸟瞰图

图1 东南汽车城鸟瞰图

二、企业信息化应用总体现状

    近几年,东南汽车的信息化总投入为6100万元;未来几年预计软件投入2000万元,硬件投入900万元以上开展信息化建设。曾于2012年代表福建省参加全国“两化融合成果展”。2013年被评为福建省首批信息化和工业化深度融合示范企业。

    东南汽车一直重视企业信息化建设,重视工业化和信息化在企业运营过程的融合发展,从建厂的同时也开始规划信息化建设,并根据不同发展时期经营业务的需求和行业特点,在既保证系统集成又合理支持业务的原则,结合统一规划、分步实施、效益驱动、重点突破的总体策略下,制定了完整的信息化发展路线图,实现信息化与企业战略、产品设计、业务管理及产品的有效融合。

    1.关键业务环节信息化应用

    东南汽车信息化系统覆盖研发、采购、生产、销售、财务、人事等企业所有的业务活动场景,实现集成化、协同化、服务化、智能化和移动化。信息化服务包含关键业务的四条价值链环节:

  •     内部信息化价值链

    实现内部从研发到生产的一体化、从销售到计划的一体化、从计划到生产的一体化、从业务到财务的一体化以及自动化的成本核算。再透过企业员工门户、办公自动化、企业知识管理等为企业内部创造信息化价值,透过BI(商务智能化)为各层企业的决策者和管理都提供全面、多角度的信息化价值。

  •     供应链信息化价值链

    实现供应到生产的一体化,将供应商作为自己的“外延企业”,建立了整个体系信息交换平台,使东南供应体系的信息流、物流、资金流的交换更加迅速,提升了供应体系总体的竞争力。为供应厂商、协力厂商提供全面的、准确的信息化价值。

  •     销售服务信息化价值链

    实现销售到服务的一体化,为营销网络建立一套整体的信息网络,透过资源共享、以快速响应、解决体系内日常业务,以取得对市场变化而采取对应策略,以达到客户资料、车籍资料、维修履历、零件库存状况、车辆保险资料、市场信息变化等资源共享、以快速响应保险理赔、索赔、电子采购、供货状况的目标,经销商提供全面的信息化价值。

  •     客户关系信息化价值链

    为客户提供一个统一的信息化平台,使终端客户通过平台了解东南汽车的企业信息、产品信息、服务信息,为客户量身打造的订制平台,为最终用户提供全面的信息化价值。

    2.信息化集成应用状况

    为了达到前后信息的共享,形成一个从市场到整车厂再到配套厂的整个供应链的快速反应,通过利用SAP PI、Webmethod、IBM MQ等中间件产品建立企业信息系统集成架构,提供总线式、多点对多点透明化接口的SOA服务,进行数据的集成和流程的集成,实现了从经销商到东南汽车到供应商全面的计划和运作协同,真正构建起能够支持东南汽车运作和管理需求的信息系统。

    研发与生产快速衔接:设计系统与工艺系统的集成支持设计、工艺的并行工程;工艺系统与生产系统的集成支持工艺到生产的数据传递; 产品BOM—致性管理实现设计BOM、工艺BOM、制造BOM关联维护水平。

    计划与执行柔性集成:车间生产计划与车间作业计划根据生产计划自动生成;企业生产执行与车间作业执行依据车间作业执行信息自动更新企业生产执行信息;在智能制造方面具有较高推广价值。

    产、供、销一体化:订单与生产实现订单从接单到交付的全程跟踪衔接;生产与供应按工位准时供货衔接;产品问题追溯到研发。

    财务业务一体化:财务系统、采购系统、生产系统、物流系统、销售系统、售后服务实现集成。

    3.企业信息化基础建设

    东南汽车目前的计算机使用已覆盖研发、采购、生产、销售、服务、财务、日常办公等方面。部署的物理服务器数量达60多台,其中含小型机及X86服务器。企业内关键应用的服务器均采用集群方式进行部署,以保证系统的安全性、可用性、稳定性。通过服务器虚拟化技术对服务器进行的整合,不仅提高设备利用率,还有效地降低了机房内的各项能耗,降低了使用及维护的成本。

    东南汽车数据中心出口网络采用中国电信、中国联通的100M光纤链路,经路由器和链路负载均衡设备实现线路冗余,保证外网用户对东南网络的访问速度及稳定。在内部网络中,中心机房核心层网络设备之间互为备份,并通过双光纤链路与汇聚层设备以及生产线接入设备进行连接,之间的网络带宽达1000M/s,以保证企业内数据传输的高效及稳定。

    东南汽车内网的资源通过WINDOWS活动目录进行管理,并通过组策略实现账号强密码保护、计算机安全设置、软件分发等功能。服务器及终端均安装了防病毒软件,通过自动升级功能,可实现对服务器、终端电脑、邮件的有效防护。东南汽车内拥有终端安全管理平台、防火墙设备、VPN设备、代理服务器等,有效实现内外网的隔离,保证网络安全。在文件安全的保护上,已导入文档加密系统,通过采用文件透明加密、权限文档、外发文件保护等技术。服务器数据均通过备份系统实现每日定时自动备份,对于重要数据定期进行独立备份和异地备份。

三、参评信息化项目详细情况介绍

    东南汽车PVCIS(生产价值链协同集成平台及其应用,以下简称PVCIS系统)项目覆盖了生产排程、物料计划、物料采购、库存管理、物料拉动、生产制造、品质管控等生产制造全过程的信息化服务,包含PP(生产计划排程)模块、MES(制造执行)模块、LES(物流执行)模块、MM(物料管理)模块以及QM(品质管理)模块,并通过先进的集成平台(SAP PI平台)实现PVCIS系统与PLM(产品生命周期管理)系统、MPS(主生产计划)系统、SAP FI/CO(财务成本)系统、DMS(经销商管理)系统、SCM(供应链管理)平台间无缝的集成。为生产制造参与各方提供了全面的、准确的、高效的信息化价值,保证生产制造按计划、有序、精准地进行,从而全面实现集成制造、柔性制造、精益制造以及敏捷制造的东南汽车创新的生产制造模式,提高企业市场反应能力和生产效率,进一步提高企业的市场竞争力。

    1.项目背景介绍

    东南汽车为海峡两岸合资企业,在导入台湾汽车生产技术和经营管理的同时,也引进了当时较成熟的生产核心业务信息系统,并根据自身的业务特点和实际情况 进行改造和完善,形成了当时较为先进的生产信息化系统,支撑着企业精益、柔性的生产经营活动。

    东南汽车制定的未来战略规划,东南汽车已全面启动新能源发展战略,并持续推进双品牌战略,加快新车型的导入和产能提升,力争在未来3年内实现产能翻番;企业产品线和生产规模快速的、持续的扩张,给生产经营活动和旧的信息化系统带来很大的挑战与考验:

  •     产能翻番和规模扩张带来的管理难度;
  •     产能翻番和规模扩张带来的扩张风险。

    因此东南汽车在产能增加、规模扩张的同时,需要管理逐渐向精细化转变,强化集团管控职能,建设精益高效的企业制造、运营和管理体系。为保证企业战略目标的实现,需要借助信息化的手段加强各业务流程的管理,使信息技术在企业运营层面广泛而深入的支持,真正为企业价值链的增值而服务。

    另一方面,东南汽车在长期的发展过程中,不断地积累着先进的生产制造技术和物料管理技术的经验,并不断地学习和借鉴国内外先进的生产管理技术和最佳实践;同时,信息化技术发展日新月异,大数据处理、云计算技术、物联网技术等先进的信息技术也日益成熟,新的信息化技术的运用也将成为企业新的效益增长点和提升自身竞争力的重要途经。

    总之,东南汽车旧的生产核心业务信息系统已经不能满足企业生产规模不断扩张的需求以及新生产技术、新信息技术发展的要求,必须对生产价值链信息化体系进行再造和集成,因此,东南汽车于2011年起,开始规划导入全新的、先进的生产价值链协同集成平台及其应用系统,以取代旧的生产管理系统。

    2.项目目标与实施原则

    东南汽车生产制造工艺流程纷繁复杂,品种多样(现有10大车系,500多种车型在产),各车系车型的产量产能不均,作业工时差别大,部份车型的产量少,生产流程呈现了复杂性、混合性、多样性,既有多品种多车系混线生产也有单品种单车系多线生产;既有按库存模式的标准车型生产也有按特殊配置的订单生产。单车物料繁多、单价高(平均每一辆车的进料件在2000个以上),既有共用零件也有多轨供应零件,既有自制零件也有委外加工零件。

    如此复杂的生产制造模式和物料管理模式通过人工管理或单项业务应用系统是不可能实现的,必须借助成熟的、先进的、可靠的和稳定的生产信息化协同集成平台来实现其集成制造、敏捷制造、精益制造以及柔性制造,以全面提高企业生产制造流程的科学性、规范性、准确性、灵活性和执行率,从而全面提高企业的核心竞争力。

    3.项目实施与应用情况详细介绍

    项目的总体功能包括:

    1)集成制造

    通过PVCIS系统的实施,可实现系统通过SCM(供应链管理)平台与供应商、配套厂商的ERP系统(SMS,供应商统一信息化系统)的无缝对接,使东南汽车与供应商、配套厂之间的生产计划信息、物料计划信息、物料采购信息、生产实绩状况等数据的透明无缝传输,从而实现整个生产价值链的一体化信息系统,实现集成制造。

    2)敏捷制造

    通过PVCIS系统的实施,与DMS(经销商管理)中的市场需求预测模块及MPS(主生产计划)系统集成整合后,可实现对客户订单的全生命周期的动态控制和全过程追踪,从而提高企业对市场需求变化的快速反应能力,满足顾客的要求,提高客户的满意度,从而提高产品的竞争力。

    3)精益制造

    传统的“精益”生产是将库存积压在供应商或物流中心,再分多次交货给整车厂,达到整车厂按需取货,降低库存目的,但从整个制造供应链来看,并未有效降低库存。东南汽车早已意识到该问题,将供应商纳入自己的“外延企业”,以期降低零件制造成本,最终降低汽车行业整个生命周期的成本,通过PVCIS系统创新性的一车一单、JIS、JIT、KANBAN等模块实现配套厂与主机厂的同步生产,真正意义上实现零缺陷、零库存的精益生产模式。

    东南汽车同时还拥有更优越的地理优势,40多家主要零件供应商位于东南汽车整车厂周边不足10公里的东南汽车城内。为使区域网络制造及供应链协作系统即是要把此优势发挥到极至,东南汽车形成了一套完整的“内拉动外供应”的完整的两化融合体系,以实现整个东南汽车城的产业化和信息化融合一体化,使整个东南汽车城物料供应体系的信息流、物流、资金流的交换更加迅速。

    4)柔性制造

    通过PVCIS系统的实施,结合MPS系统的柔性计划排程,以及智能化、数字化的自动化生产设备,实现柔性生产,提高企业的应变能力,不断满足用户的需求,实现多品种、小批量、复杂的生产方式,缩短产品生产周期,提高设备利用率和员工劳动生产率,降低制造成本,改善产品质量。

    5)智能管理

    生产线管理各个厂家有自身特点,东南汽车在智能化建设中边探索,边前进,目前已经有建立4个数据处理中心,4个WEB服务器,3个生产控制中心,6大功能系统,初步完成部分生产管理的信息化。

    东南汽车的实际做法如下:

    1)信息物理系统(CPS)的建立

    东南汽车建厂近20年,设备较为老旧,以涂装车间为例,大部分设备的PLC为A系列,设备网络分为II网和10网,同时两个网络独立无互通。同时还有些单独设备,如自动机,ROBOT等未接入整个车间的PLC网络。如果要实现让虚拟网络反应现实物理世界有很大的难度。

东南汽车自主CPS建设

图2 东南汽车自主CPS建设

    考虑到这样的问题,东南CPS的建立由以下几方面入手:

  •     对于II网和10网的PLC主站增加以太网模块;
  •     部分独立设备通过硬线接入相邻II网或10网;
  •     建立上位主机,编写桌面程序实现与两个网络的PLC主站以太网通讯;
  •     建立PLC数据库,实时存储PLC数据;
  •     建立WEB服务器,将数据库的数据共享到WEB环境。

    通过以上的几种方法,就能将车间的各个设备通过PLC网络连接,并在上位机的中转下将数据分享到WEB,从而再通过WEB实现与人,产品的紧密连接,在以太网上实现各种资源的整合,初步的虚拟生产实际。

    2)智能制造各类系统的建立

    基于初步的CPS的建立,东南汽车在此基础上依据生产各个管理模块,共建立了P,D,Q,C,S,M六大系统。下面逐一举例介绍:

    P 生产管理:

  •     OEE实时管理系统:通过CPS系统获取设备,产品实时数据,并通过上位主机建立数据模型,挖掘所需数据,利用WEB的数据可视化技术在互联网上实时监控,及时回馈提升效率。

OEE实时化管理

图3 OEE实时化管理

  •     4M变更实时管理系统:通过主机对人、机、料、法各项活动建立流程模型及数据模型,通过以太网与实际活动相连,并实时通过以太网将现实活动反应至终端,掌握4M变更减少损失。

 4M管理

图4 4M管理

  •     设备故障实时监控系统:通过CPS数据实现随时随地可知道设备现况。

    D 交期管理:

  •     生产自动排程系统:LES系统依据库存,需求量,安全量自动生成冲压生产计划,并通过MES系统中转将信号显示于现场

    Q 品质管理:

  •     熔接品质保证系统:依靠电气回路和自动化程序,使点焊设备自动记录点焊数,并与设定值对比,漏点焊时,设备自动报警,确保品质。
  •     评价系统:评价数据模型建立获取评价数据,通过对数据不同分类,掌握各类TOP项,并通过web可视化模块动态显示,雷达图,推移图,饼图及热力分布图的形式可以直观的给管理者提供及时的信息。

评价热力分布图

图5 评价热力分布图

  •     扭力监测系统:装配扭力数据实时上传服务器,不合格报警。
  •     无纸化品质系统:统一各单位问题点记录位置,并将品质数据数字化,WEB化。

    C 成本管理

  •     领料系统:先进先出管理,实时单台用量查询超标报警,批次变更管理。
  •     能源管理:用电,用气单台用量管理,热水锅炉天然气实时管理,同比环比分析。
  •     加油监控系统:实时管理每台车汽油添加量。

    S 安全管理:

  •     安全教育训练系统:新人相关教育训练web化,规范人员教育。
  •     视频监控系统:重要设备,重点岗位,主要出入口设置视频监控,保障人员设备安全。

    M 士气管理:

  •     博客系统:员工生活,相关通知,生日祝福等给员工一个业余生活共享的空间。

    4.效益分析

    东南汽车PVCIS(生产价值链协同集成平台及其应用)系统是一套先进的、成熟的信息化集成及应用系统,它覆盖了生产排程、物料计划、物料采购、物料拉动、库存管理、生产制造、品质管控等生产制造全过程的一体化信息化服务,保证生产制造按计划、有序、精准地进行,从而全面实现集成制造、柔性制造、精益制造以及敏捷制造的东南汽车创新的生产制造模式,提高企业市场反应能力和生产效率,进一步提高企业的市场竞争力。

    1)项目的直接经济效益

  •     减少呆料,降低库存,减少资金占用,节省资金成本,提高存货资金周转率等,合计效益约 520.2万/年
  •     提高自动化水平,提高生产效率,降低停工待料风险,减少人工管控,提高报表速度,节省人力分析成本等人力成本超 100万元/年
  •     降低物流中心库存2.5天,累计节省库存成本约300万元/年
  •     避免生产线停线及生产效能降低造成的损失,远大于1085万(按5年内异常停线1次影响5天计算),约217万/年
  •     取消流程中生产计划单、生产指示单、生产命令单、品质检验单等纸张的打印与发放,每年减少办公耗材及场地占用费约60万/年
  •     减少生产过程中产生的废品、废料,消除多余制造、二次搬运、误装、停工待料的浪费累计约50万元/年

    静态投资收益率约为21%:年效益1197.2万/总投资5845万*100%。

    静态投资回报时间约4.8年:总投资5845万/(年效益1197.2万)。

    2)项目的管理效益

  •     通过全过程集成的生产价值链信息化平台,可随时掌控生产实时运行状况、生产质量状况、物料供应状况,供应链的健康状况,提高企业生产效率,有利于提高企业的应变能力和竞争能力。
  •     实现对客户订单的全生命周期的动态控制和全过程追踪,从而提高企业对市场需求变化的快速反应能力,满足顾客的要求,提高客户的满意度,从而提高了产品的竞争力。
  •     通过全过程的质量管控,对生产过程中的每个关键点的质量进行采集,有利于尽早和解决产品质量问题,从而大大提高产品的质量,节约质量控制成本,从而提高产品的市场竞争力。
  •     提高生产计划灵活性和生产制造的可动性,提升供应商管理体系,促成厂商多轨供货降价目标(双轨供货年效益约1000万)的达成,降低物料采购成本及生产制造成本。
  •     通过信息化项目的实施,提高管理者管理水平,通过信息化项目管理的精髓,结合团队合作的管理思想,高效的减少管理者管理事务工作时间。实现规范化的管理,提高管理效率,各职能部门以及和供应商间的沟通与工作协同提高98%以上。

    3)项目的社会效益

  •     通过PVCIS项目的实施,可实现系统通过SCM(供应链管理)平台与供应商、配套厂的ERP系统(SMS,供应商统一信息化系统)的无缝对接,实现整个生产价值链的一体化信息系统,以实现东南汽车供应体系内的全方位、多维度、全过程进行数据的交换和传输。并指导和提高配套厂商的信息化水平,从而提升东南汽车城的整体管理能力,快速响应市场变化,减少呆料产生,降低生产、库存成本,进而增强了东南汽车城整体的核心竞争力。
  •     通过PVCIS项目的实施,通过信息化手段提高安全生产率,充分优化和配置企业内部资源,促使商用车企业单车用水量和用电量逐年下降,化学需氧量排放量和SO2排放量逐年减少,达到节能减排的社会效益。
  •     通过PVCIS项目的实施,提高生产的自动化水平,取代人工高强度、高危险性、高难度、涉及职业健康的工作岗位,避免或减少工作环境对作业人员的伤害,改善生产劳动环境,最大限度地满足生产HSE(职业健康、安全及环境)要求。
  •     提高企业的人均纳税额、人均工资水平,提高社会积累率。

    4)项目的推广价值分析

    近年来,随着经济的高速发展,人力成本也在不断地上升,而市场竞争的不断加剧,给传统的制造行业带来较大的冲击,如何提高生产效率、降低生产制造成本、提高企业的核心竞争力是各个企业面临的难题。

    东南汽车基于PVCIS系统的集成制造、敏捷制造、精益制造、柔性制造的生产模式是在引进国外先进的生产模式的基础,并结合地区、公司的业务特点和实际情况的先进的管理理念、管理平台,在行业内具有很高推广应用价值。

    PVCIS系统和SCM系统集成,站在价值工程的角度上,将配套厂商视为“外延企业”,利用信息化平台等工具,辅导其提高生产和管理能力,以缩短产品整个生命周期过程中的成本,提升整个供应链体系的竞争力,其管理思想和一体化集成平台在行业内具有很高推广应用价值。

    PVCIS系统利用成熟的应用模块,建置统一的应用和开发框架平台,利用行业内先进的基于SOA的SAP PI面向服务的集成平台与SCM、PLM、DMS、MPS等系统进行无缝的集成,使整个企业的信息高度透明化。PVCIS系统其系统设计思想、系统架构在行业内具有很高推广应用价值。 

责任编辑:郑倩
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