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MES助美菱实现精益制造

2019/1/18    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:MES案例  e-works年度盘点  智能制造  美菱  
本文为“2018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2018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

    长虹美菱股份有限公司是中国重要的电器制造商之一,1983年诞生于中国合肥。拥有合肥、绵阳、中山和景德镇四大国内制造基地,印尼和巴基斯坦两大海外制造基地,具有年产740万台冰箱、120万台冷柜、5万台深冷冰箱、280万台空调器生产能力。公司主导产品美菱冰箱(柜)是首批中国名牌产品,国家出口免验产品,安徽省出口名牌,美菱品牌被列入中国最有价值品牌。多年来,美菱始终坚持“自主创新,中国创造”,一直矢志不移地专注制冷专业,以技术创新和产品创新精心打造企业核心竞争力。

    在国内市场,美菱有40多个管理中心和合资营销公司,在国际市场,美菱冰箱已远销东南亚、欧美等130多个国家和地区,销量连续三年保持20%以上的增长。目前公司员工总数约6800人,技术类人员本科以上学历约占90%。面向未来,不断加速产业横向布局的美菱,将通过持续发力高端、智能产业,输出越来越多的高性能生活产品与服务,提升自身的核心竞争力,使美菱进一步增强行业的话语权,成为中国领先、世界一流、受人尊重的家用电器企业!

长虹美菱股份有限公司

图1 长虹美菱股份有限公司

二、企业在智能制造方面的现状

    近年来,随着经济发展,市场对高品质家电的需求量不断快速上升,另一方面,劳动力成本的不断上涨给劳动密集型企业带来了成本压力。公司为了应对市场需求与人力成本的变化,对生产设备进行了较大的改造,与之配套并上线了一系列工业软件系统。通过智能化自动化设备的使用,规范化业务系统管理,不断提升劳动生产率减少人为差错,提升质量稳定性。目前公司在智能制造方面的主要情况如下:

    1.产品数字化三维设计与仿真全面铺开

    运用UG NX等三维软件,进行产品数字化三维设计,全面提升产品开发效率;运用机辅助工程(CAE)、流体动力学仿真(CFD)、注塑成型仿真(MOLDFLOW)、热负荷仿算(HFD)等软件和技术对冰箱产品设计进行仿真,并搭建品全生命周期管理系统(PLM),实现关键制造工艺的数值模拟以及加工、装配的可视化分析。

    2.智能工厂/生产线布局建模改造基本完成

    基于冰箱制造的工艺流程、车间布局模型、智能制造模式等研究基础,项目车间总体进行布局设计、工艺流程优化及生产线布局采用计算机建模,利用三维可视化仿真技术、运用数学理论方法为冰箱制造生产布局优化设计提供理论和定量分析的依据,导生产线布局优化设计,并通过仿真优化论证设计方案有效性。

    3.核心制造装备智能化升级与改造持续进行

    运用自动化、工业机器人等技术,在冰箱制造的生产瓶颈、用工量多、劳动强度大等工序,导入工业机器人、智能装配装备、智能检测装备、智能物流装备等安全可控的核心智能制造装备,逐步集成应用于装配线,提高国产智能设备的比例,从而减少用工,提升制造品质,实现工厂少人化、自动化生产。

    4.销售需求、生产排程、物资采购多环节信息全面打通

    通过智慧生产系统(SCP)上线,实现由销售需求驱动生产订单及采购订单,由生产排程驱动要货计划,绝大多个物料由仓储库存方式改为即时配送的JIT物料。生产流程信息与上下游厂商实现共享,充分利用信息系统、即时通讯工具,与供应商实时交互。同时通过高级排程系统实现公司产能最优化配置。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

    2015年美菱对部分生产线试点了摩尔公司MES系统,按MES系统要求,规范生产管理,优化生产流程,对生产设备进行相应改造,并因此积累了大量经验。在这个基础上公司决定全面上线MES系统,引进了国际先进的知名生产管理公司——西门子公司MES系统。

    1.项目背景介绍

    随着公司研发设计手段提升及两化融合推进,公司在品牌及市场、产品及技术、运营及成本综合管理方面具有较强优势。但面对欧与美再工业化、制造业回流,宏观经济“新常态”、减速换档等不断变化的国际环境,同时国内市场供给侧改革,销售需求升级换代等情况,公司需要继续保持和打造新的竞争优势。公司抓住时机,全面推进MES系统,通过大规模定制、柔性化生产管理,生产出质量过硬,产销对路的产品。从而打造以下几个新的能力优势:“冰箱(柜)产品的研发、制造和服务的集成管控能力”、“生产经营过程的成本精细化管控能力”、“面向大规模个性化定制的精益制造能力”、“互联网营销及服务管理能力”、“敏捷供应链协同管控能力”等新型能力。

美菱公司战略

图2 美菱公司战略

    2.项目实施与应用情况详细介绍

    1)项目简介

    公司在2015年至2017年对部分生产线体进行了改造,并上线了摩尔公司的MES系统,在使用过程中积累了大量经验与教训,为公司全面上线MES系统奠定了坚实的基础。2018年公司决定对其它生产线体也上线MES系统。

系统架构

图3 系统架构

以MES为基础,关联相关系统,构造公司数据神经系统

图4 以MES为基础,关联相关系统,构造公司数据神经系统

    2)具体目标:

    工艺:数字化工艺数据流打通,同步工艺数据与文件,直达现场,与工单自动关联执行;

    生产计划:基于工单的计划数据流打通,精确指导生产,提高计划刚性与计划达成率;

    精益物料:基于时段计划与实际生产进度拉动的物流打通,精益物料配送,降低物料库存成本;

    生产执行:实现数据驱动的透明化生产,实时KPI驱动工作,提高生产效率,降低在制品存量,精准箱门配套;

    质量:实现实时化的质量KPI监控,实时真实准确地展现质量合格率、一次通过率,提高产品质量;

    完工:实现实时的生产与成品仓库的数据流,实时完工报工计数,缩短SAP报工周期,及时更新并降低在制品库存;

    设备:产品制造与设备数采履历打通,与产品SN关联,追溯与分析产品参数;

    数据应用:建立系统功能模块数据模型,实现系统基础自分析、功能展示,数据具备界限管控、趋势预警、诊断管理,指导用户应用数据,对业务进行向上改善提升。

    3)具体措施:

    产品数字化三维设计与仿真:运用UG NX等三维软件,进行产品数字化三维设计,全面提升产品开发效率;运用计算机辅助工程(CAE)、流体动力学仿真(CFD)、注塑成型仿真(MOLDFLOW)、热负荷仿算(HFD)等软件和技术对冰箱产品设计进行仿真,并搭建品全生命周期管理系统(PLM),实现关键制造工艺的数值模拟以及加工、装配的可视化分析。

    智能工厂/生产线布局建模与仿真:基于冰箱制造的工艺流程、车间布局模型、智能制造模式等研究基础,项目车间总体进行布局设计、工艺流程优化及生产线布局采用计算机建模,利用三维可视化仿真技术、运用数学理论方法为冰箱制造生产布局优化设计提供理论和定量分析的依据,导生产线布局优化设计,并通过仿真优化论证设计方案有效性。

    安全可控的核心智能制造装备的导入:运用自动化、工业机器人等技术,在冰箱制造的生产瓶颈、用工量多、劳动强度大等工序,导入工业机器人、智能装配装备、智能检测装备、智能物流装备等安全可控的核心智能制造装备,逐步集成应用于装配线,提高国产智能设备的比例,从而减少用工,提升制造品质,实现工厂少人化、自动化生产。

    贯穿全工艺流程的一体化智能管控信息系统开发与集成:建设生产过程数据采集与分析系统、智能物流管控系统、数字化工艺系统、供应链计划系统(SCP)、制造执行系统(MES)、企业资源计划系统(ERP)等信息系统,搭建安全可控的互联互通网络架构,集成生产过程数据采集与分析系统、MES、PLM、ERP等信息系统,使设计、工艺、制造、检测、物流等全生命周期的信息互联互通和智能化辅助决策。

    大数据管理平台建设:建立一套智能白电大数据管理平台,通过对设备进行大数据存储和挖掘分析,驱动从设备数据或工艺参数的采集-分析-修正-提升的学习型闭环,实现智慧冰箱智能制造自适应认知学习。

    4)生产设备改造举例——机器人下料段

    为配合MES系统上线,美菱对现在生产设备进行了智能化改造,增加设备状态采集接口并提高生产自动化程序。如U箱壳成型设备改造后,由机器人自动将U型箱壳放在到输送线上。U型箱壳到位后向机器人发出搬运信号,机器人移动,机器人吸盘夹抱组件夹住并吸紧工件后,将工件搬运到安全距离后,并给U壳生产线发出工作完成信号;然后把工件放到输送线上运出(输送线给无工件的信号)。系统根据预先设置对金属板料进行自动加工生产,具有明显的减人效果。同时,该系统具有4个上料小车,8个冲压机及配套模具,能实现4种产品的混型柔性生产,生产过程当中,只需在触摸屏上人工输入信息,通过程序自动控制整个生产过程,大大增加产线自动化程度。

机器人下料

图5 机器人下料

    3.效益分析

    1)量化指标

表1 量化指标

量化指标

    2)隐形效益

    更利于企业间协同,增加投资回报率;

    大规模定制生产,提高客户满意度,节省客服成效;

    柔性敏捷制造,应变能力更强;

    设备状态数据实时采购,提前对设备进行维护保养,有效避免因设备问题停产;

    随着生产、质量、设备数据积累,为大数据分析提供数据支持。

责任编辑:程玥
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