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MES助力伊利集团打造智慧工厂

2019/1/19        作者:e-works整理      
关键字:MES案例  e-works年度盘点  智能制造  伊利集团  
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

    内蒙古伊利实业集团股份有限公司成立于1993年,目前注册资本是607900万元人民币,截止2017年底,在职员工53500余人。伊利集团是国内唯一一家同时符合奥运及世博标准、先后为奥运会及世博会提供乳制品的企业。2017年,伊利年收入达到680.58亿元,净利润60.03亿元,位居全球乳业8强,蝉联亚洲乳业第一。截至目前,伊利集团落子新西兰、结盟意大利乳业巨头斯嘉达、在荷兰成立中国乳业截止目前规格最高的海外创新中心——欧洲创新中心,且与美国相关企业和科研院所在多个领域进行广泛合作。

    伊利致力于生产100%安全、100%健康的乳制品,是目前中国规模最大、产品线最全的乳制品企业。伊利由液态奶、冷饮、奶粉、酸奶事业部组成,所属企业上百个,主营业务为乳制品(含婴幼儿配方乳粉)制造、食品、饮料加工等,旗下拥有1000多个产品品种。

内蒙古伊利实业集团股份有限公司

图1 内蒙古伊利实业集团股份有限公司

二、 企业智能制造应用总体现状

    伊利集团利用数字化新技术,实现线上与线下、实体与虚拟、自动化与智能化交互的无缝融合,改变企业与外部客户接触的方式,以及企业内部运营管理方式。同时,也改变商业运作模式的数字化转型,采取纵向管控、横向打通、质量透明的策略,利用打通供应链端到端的数字化手段,提升企业价值链从设计、采购、生产、物流到销售的数字化能力。

    ●设计环节,通过实施PLM系统,实现了产品研发和设计的电子化管理。

    ●采购环节,通过实施SRM和WMS原辅料系统,实现了供应商的在线采购和互动,以及原辅料的在线传递和追踪。

    ●生产环节,通过实施MES系统,实现了生产执行的全过程管理、生产设备的实时监控,以及生产全过程追溯;物流环节,通过实施WMS仓储管理系统和TMS运输管理系统,实现成品库房和运输过程的全程在线管理和监控。

    ●销售环节,通过实施云商系统,实现销售渠道透明化管理和与经销商、消费者的互动。

    同时,通过建设大数据平台,采集各环节数据和数据分析,为经营决策提供数据支撑。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

    液态奶智能制造项目,自2017年开始实施,涉及MES、ERP、WMS、原奶系统、质量系统等多个系统的建设和系统集成,以及工厂相关生产、能源设备的改造及联调测试。共计完成生产管理质量管理设备管理、OEE、能源管理、SCADA取数及监控六大功能的实施上线,目前所有功能已经稳定运行,并且在业务效率和规范性方面为业务带来极大的帮助。

    1.项目背景介绍

    《中国制造2025》明确指出制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基。伊利集团在液态奶工厂进行了部分智能制造方面的探索,通过集中的PLC控制系统,实现了前处理各类生产、工艺和质检数据的现场采集,数据使用效率有明显的提高。但对于生产情况和存在的问题,仍需要通过手工方式汇总后反馈到总部。总部最终通过分析讨论存在的问题后,给出指导意见和解决办法,管理的及时性不能迅速体现。需推进信息化和工业设备的深度融合,发挥信息化的优势,才能适应未来的加工制造需求。

    在国家政策和事业部、工厂的实际需求双重背景下,2016年7-9月期间,伊利集团信息部门、业务部门,先后与国内外领先的设备和咨询公司进行了智能制造、智慧工厂等话题的沟通交流,并组织实地参观、学习了业内较为领先的先进案例,并结合自身自动化和信息化现状,提出了伊利“智慧工厂”可行性研究方案,并获得了集团领导的认可。其中MES系统作为“智慧工厂”建设的核心系统之一,被正式提上2017年重点工作的日程,选择液态奶事业部作为智能制造试点。

    2.项目实施与应用情况详细介绍

    液态奶智能制造项目自2017年开始实施,先后经历选型、启动、需求调研、方案设计、开发测试、试运行、正式上线运行等阶段,2018年4月开始分批功能上线,截至目前系统功能已全部上线,且稳定运行。

    通过搭建智能制造核心系统——生产执行系统(MES),对下与自动化系统、设备、PLC等进行互联,实时获取设备状态和数据,对上与ERP、WMS、LIMS等系统集成协同,进行统一的数据交互。以此奠定智能制造平台基础,成为伊利集团数字化、智能化目标实现的有力支柱。

    ●实现了从生产计划、领料投料、产品入库全过程的精益化管理,提升了业务操作效率,提高了业务处理的及时性、准确性和合规性。

    ●通过与生产设备互联,实现了IT与OT的融合,实现前处理、罐包装等环节的生产过程数据和设备运行数据的实时获取、监控分析和全程追溯。

    ●全面贯彻精益管理思想,为精益管理在问题识别、原因分析和改进措施落地等方面提供手段和保障。

液态奶智能制造项目规划

图2 液态奶智能制造项目规划

    对于MES系统主要实现的功能:

    ●在液态奶事业部层面,通过系统看板,及时了解工厂生产、质量、OEE、能源等相关报表和看板图表的展示。

    ●在工厂层面,通过工厂看板、生产管理、质量管理、设备管理、OEE、能源管理、SCADA数据采集及监视等模块功能,实现生产执行、质量点检、设备管理等业务全过程管理,以及OEE、能源消耗统计、设备监视、报表统计、分析等。

    3.效益分析

    3.1 社会效益

    目前行业内在智能制造方面发展不平衡,在液态奶数字化车间模型标准建设上基本空白。通过此项目的实施以及伊利作为行业领头羊企业所积累的相关经验,可以形成我国液态奶数字化车间构建规范及相关标准。通过标准规范,保证液态奶数字化车间内设备、数据信息和管理层间的可靠有效集成应用和标准化,降低液态奶数字车间技术构建成本,提高运行可靠性和方便液态奶数字化车间快速重构,推动国内液态奶行业的数字化车间技术快速发展、水平提升和产业化进程。同时通过建立数字化车间的通用模型标准以及与之对应的技术标准,践行该行业的“工匠精神”,让整个液态奶行业能够以此为规范,来提高液态奶工厂的智能化生产和质量管理的程度,提升我国液态奶行业设备自动化、人员高效化、管理信息化和奶品安全化。

    3.2 经济效益

    ●通过配料过程中牛奶、纯净水等使用量的准确计量,给操作人员准确的依据,能够实现一次配料合格,指标控制在合格范围内,并能够长期稳定不波动。全年可以为工厂节约几百万的生产成本

    ●为了保证整个生产过程容量准确控制在合格范围内,通过在线称重计量成品包,使操作人员实时掌握产品生产过程中灌注容量的情况,并对其做出相应的调整,稳定控制单包容量,从而增加产品产出,全年可以增加几百万的产品收入。

    ●操作防错:前处理中控操作时,每次配料步骤需进行20步以上的操作才能完成,因操作步骤较多,操作工如操作失误后即导致严重的质量事故发生。MES系统中根据生产任务生成配料操作步骤顺序,操作人员必须根据步骤顺序才能完成操作。下一步随着采集信息共享功能的打通,设置操作防错功能,发生错误不执行并报警,并记录每次的操作时间,形成统一的标准操作流程。实现防错的同时缩短新上岗人员技能满足时间,从3个月缩短至7天。

    ●报表时间节省,通过实现质量和OEE相关看板和报表,由原先的手工统计变为系统自动抓取和统计,提高报表出具的实时性,减少员工的工作量。

    3.3 管理效益

    3.3.1 业务效率和规范性提升

    通过系统的实施,为质量管理、成本管理、设备管理、生产效率等各项业务的执行效率带来明显提升。规范性方面,在质量导航中规定了详细的导航任务和时间要求,保证质量点检的全面、合规操作,并且过程全面可监控,出现问题及时提醒相关管理人员,且后续可以在系统中快速追溯,为全面质量管理提供全面性、合规性的有效数据保证。

    3.3.2 成为TPM推进的抓手

    MES与TPM的有效结合,为TPM的管理和推进提供有效抓手,为生产、质量、设备各管理环节及时有效的提供数据支撑,为生产决策提供有效依据,也为工厂TPM推行工作提供有效数据支持,实现信息化、自动化和精益化的三化融合。度的对比,实现管理的透明化和高效化。

    ●提升工厂的自动化水平和生产效率。通过信息化搭建和设备的改造升级,实现关键工艺的精确投料和生产控制,降低在制品的周转周期,节省原材料的投入、降低产品的制造成本、提升产品的交付质量。

    ●提升工厂的精益化管理水平。通过生产计划、生产执行等生产全过程管理,提高生产管理的精益化水平。通过设备全寿命周期管理,实现设备维护全过程的信息化管理,建立完善的设备技术资料库、高效的预防性维护体系,实现备件的精准化管理、建立完善的设备维修运维评价体系。

    ●提升成本管理的精细化水平。实现工厂成本管理数据的自动和精确收集、上报,提升现有成本管理的计算精准度、降低人工统计的工作量、提升成本管理的精细化水平。

    ●提升工厂的全面质量管理水平。实现生产全过程的产品正向、反向追溯,自动生成全链条的质量追溯信息,加强完善现有的工艺防错体系,加强检验系统与生产作业的融合,达到事前计划、事中控制、事后分析。

责任编辑:张瑾
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