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智能制造信息化助力美的打造武汉智能工厂

2017/1/18    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:PLM案例  e-works年度盘点  两化融合  美的  
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、企业简介

    美的是一家领先的消费家电及暖通空调系统全球性企业,提供多元化的产品种类,包括空调、冰箱、洗衣机、厨房家电及各类小型家电。美的坚守“为客户创造价值”的原则,专注于持续的技术革新,以提升产品及服务质量,令生活更舒适美好。

    1980年,美的正式进入家电业,1981年注册美的品牌。目前,美的集团用工总数12.6万人,旗下拥有美的、小天鹅、威灵、华凌、安得、美芝等十余个品牌。集团在国内建有15个生产基地,辐射华南、华东、华中、西南、华北五大区域;在越南、白俄罗斯、埃及、巴西、阿根廷、印度等6个国家建有生产基地。

美的武汉工厂

图1 美的武汉工厂

    2015年,美的成为首家获取标普、惠誉、穆迪三大国际信用评级的中国家电企业;在睿富全球2015(第21届)中国品牌价值100强名单中,“美的”品牌以716.11亿位列中国最有价值品牌排行榜第6位。

    2015年1月8日,《房间空气调节器节能关键技术研究及产业化》获得“国家科技进步奖”二等奖。2016年7月20日,美的集团以221.73亿美元的营业收入首次进入《财富》世界500强名单,位列第481位。

    二、企业信息化应用总体现状

    为实现集团“一个美的、一个体系、一个标准”的战略落地,企业信息化从战略上规划了632,主要包括以下内容:

    六大核心运营系统,主要包括:产品生命周期管理、高级计划排程、供应商关系管理、企业资源计划制造执行系统客户关系管理,支持集团端到端的核心价值链高效运作;

    三大管理支持平台,包括财务管理、人力资源管理和决策支持,提高集团管控能力,确保集团分权模式下的高效运作;

    两大技术平台,包括企业门户及集成开发平台,减少开发复杂度,提升IT信息系统开发效率。

    通过632的成功实施,现企业信息化已拉通了研发、销售、集成供应链、制造、财务、售后、物流等领域,完成对集团级统一的端到端流程的IT固化,并达成了“客户、产品、物料、供应商、财务”等企业级核心主数据、基础数据、运营数据统一标准、集中管理的目标。通过采用国际一流的成熟软件产品,完成全集团所有IT系统的统一部署,并成功推广至美的各个事业部单位,真正实现支持产品领先、效率驱动、全球经营战略,支持经营透视与管控。

    三、参评信息化项目详细情况介绍

    1.项目背景介绍

    在实际制造水平上,德国制造业整体水平已远超国内企业,日韩家电企业在自动化、信息化的应用上也至少领先国内5年以上。 从美的近年来规划和推进自动化、信息化工厂的情况来看,已经对生产过程和日常管理带来了巨大变化,在回顾和总结自动化、信息化建设过程的基础上,我们通过积极探索更高起点的创新与实践,提出了建设“智能化工厂”的规划和目标。

    武汉工厂作为美的家用空调事业部六大生产基地之一,其无论从产量还是效率规模,都是在众多工厂的前列,在其关注于聚焦交付精准、效率提升、品质改善、数字化透明的大需求背景下,工厂各类问题痛点越来越突出,例如物料的周转效率不高、品质没有形成良好闭环、交付时间的迫切度越来越高等等。基于建设“智能化工厂”的规划和目标,提出了以智造云为核心系统的信息化系统建设,从五个维度拉通制造价值链的全流程体系:设备自动化、生产透明化、物流智能化、管理移动化、决策数据化,最终提升制造优势,增强企业的行业竞争力。

    2.项目目标与实施原则

    1)项目目标

    以精益为基础,以聚焦交付精准、效率提升、品质改善、数字化透明为目标,构建五化体系的制造价值链,打造IQC\PQC\OQC的全流程品质闭环,以提升效率为首要目标的物流拉动体系,并构建CPS/自动产线/机台联机对接的数据采集系统,并以此数据为基础,打造数字化透明工厂,作深度层次的数据分析,并以移动化的形式进行管理呈现。

    2)实施原则

    结合空调制造行业本身特性,以整体规划、向价值链延伸,并深化联机应用的实施思路,构建分步迭代实施七大信息化专题,最终打造出武汉智能工厂。

  • 计划拉通、精准
  • 场内、外物流拉动
  • MES及自动化对接
  • 质量管理QMS系统
  • 供应商协作云
  • 移动APP建设
  • 订单跟踪全流程透明

    3.项目实施与应用情况详细介绍

    本次项目主要打造全价值链拉通体系,以美云智数智造云为核心系统,构建打造一体化的数字智能工厂,主要包含生产执行管控、全流程条码管理、仓储物料管理、物流拉动管理、全制程品质管理、电子行业制程管理、厂内车辆管理、数据采集与监视控制系统(SCADA)、决策支持等模块,通过智造云实现车间价值流拉动生产,车间管理透明可视。实施详细情况如下:

    (一)生产执行管控

    在美的MES为适应美的产品多品类、中间产品、终端产品,混流模式,复杂的零部件加工工艺的管理等多差异性要求,研发的系统,引入以下核心的创新性模式实现采集物料灵活匹配\流程防呆控制严谨\自动化采集硬件深度集成\生产采集数据的BI分析\加快生产计划执行状况的反馈速度\极大改善生产过程中的质量控制力度:

质量控制分析

图2 质量控制分析

产量统计

图3 产量统计

    (二)全流程条码管理

    在武汉工厂智能化项目中,条码管理实现了从供应商物料标签-->工厂产品条码-->成品物流-->终端用户-->售后系统的全流程管控。在复杂的内外部需求与市场竞争的拉动下,借鉴行业先进经验,研发出一套能满足不同行业,不同业务场景、不用条码类型的条码管理系统。

控件的主界面

图4 控件的主界面

    (三)仓储物料管理

    美的武汉工厂MES物料管理针对物料合理、高效、准确的库存管理制定专业、标准的解决方案。

    通过MES的物料管理,我们将做到:灵活的物料管理规则(FIFO、LIFO等),智能库位,实时、准确、有效的库存、库龄管理;合理、正确的库位分配,以及简单、高效的物料全流转业务支持;完整的物料全生命周期流转追溯,降低物料管理过程的货损,提高物料仓储合格率;与ERP等系统、MES其他生产、拉动、品质等无缝衔接,消除信息孤岛;实现仓库全业务流程支持:

    (四)物流拉动管理

    工厂物流运作模式的变革需要从供应商协同、分拣、配送、总部装拉动四个方面着手,在这四个方面进行流程的优化,再辅以信息系统的实施,就能解决工厂物流运作效率低下的问题。

单件流运作模式示意图

图5 单件流运作模式示意图

总部装拉动看板

图6 总部装拉动看板

    实现生产提前期缩短、减少或消除物流数据输入时间,缩短物料配送周期,大大提高了物料配送响应速度;同时实现线边仓信息透明,降低了在制物料的盘点困难,初步实现柔性的物流配送模式的建立。

    (五)全制程品质管理

    美的武汉工厂质量管理信息平台是搭建在美的智能制造基础平台之上由协作云+QMS+质量大数据分析平台构成,打通供应商、内部制造及客户之间的信息联动,实现从供应商端到制造到客户整个供应链链条全面的品质闭环控制、品质分析及产品追溯,打造企业全面的质量管控体系。

    通过质量管理信息平台的建立,实现对产品生产履历及物料信息正反向的快速追溯;通过质量管理信息平台的建立,可及时精准对品质问题进行预警,提高全价值链条的品质管控能力;美的武汉工厂在实施质量管理模块之后,在质量管控方面取得了非常好的成绩。

    (六)电子行业制程管理

    美的作为家电行业的龙头企业以及在零部件深度加工的现实下,电子产品作为家电中核心的关键零部件,产量大、产品种类多、品质要求严格,在这些要求下,我们针对自主研发的电子制程模块要求达到内容:制造执行透明及品质严控;设备运行状态透明;应用分为生产执行、品质管控、设备联机三个核心应用

设备互联

图7 设备互联

    在系统中实现了设备联机接口集成、设备联机服务,实现设备OEE实时看板、检验信息自动看板等功能。目前已在电子分厂实现生产设备联机(自动贴片机、自动插件机)、检验设备联机(SPI、AOI、ICT、FCT)、产线设备控制集成。

生产设备状态监控图

图8 生产设备状态监控图

检验不良自动统计图

图9 检验不良自动统计图

    (七)厂内车辆管理

    对于美的武汉工厂来说,物流一直作为供应链领域的瓶颈存在。实施车辆管理后,其作为物流管理不可或缺的部分很好的帮助企业监控原材料供应商生产备料,物料配货、发货;实时预警园区内车位现况、仓库库位分配;通过物流车辆预约、调度避开送货高峰,园区车位均衡负载;

车辆送货及材料管理(一)

图10车辆送货及材料管理(一)

车辆送货及材料管理(二)

图11 车辆送货及材料管理(二)

    (八)数据采集与监视控制系统(SCADA)

    美的武汉工厂SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以实现对现场的运行设备进行监视和控制,对生产、管理的自动化提供现场数据以及控制的技术手段,提供生产设备的重要信息给到MES系统,打造智能制造的核心环节。

工厂监控中心

图12 工厂监控中心

    (九)决策支持

    武汉工厂通过制造执行系统的收集到大量的基础的生产数据,如实反映生产的信息。MES决策支持模块通过正确的运用这些数据,支持美的武汉工厂正确的运作并指导发展方向。  

    MES决策支持模块主要包括四块内容,与普通的决策支持提供的报表功能的不同点是,美的MES决策支持模块除了报表内容外,还具有以下功能:APP应用\ Andon应用\ Report&KANBAN功能

APP应用

图13 APP应用

KANBAN示例

图14 KANBAN示例

    4.效益分析

    通过实施武汉智能工厂,打通了制造环节的生产价值链条,通过供应链上下游的生产数据,能从海量数据中获取对企业有用的,关键的信息。并由此构建统一的生产数据平台,实现生产数据的标准化,规范化。通过智造云,从而实现制造过程的透明化、可视化,从而提高制造管理水平,使企业由粗放式管理向精益管理迈进,最后达到降低制造成本、提高生产效率的目的。

主要获奖荣誉

图15 主要获奖荣誉

    四、企业信息化未来发展规划

    美的集团将继续践行“双智”战略,以打造“智能产品”+“智能制造”为主要目标点,推动美的实现产品领先、效率驱动、全球经营。其中,智能制造作为双智战略的核心之一,将继续在互联网化、移动化、智能化的道路上进行全价值链的精益化与数字化改造与经营。现阶段,将以家用空调武汉工厂作为核心示范单位,继续完善其用户端到端、产品端到端、订单端到端的智造信息化系统,准确拉通供应商端到客户端的深化应用。

    下一步,美的集团将继续推进智能制造数字化工厂的示范应用体系,并以此大力推广到美的旗下其他工厂,力争将各工厂建设成信息化智造工厂。这些年,美的在两化融合的实践上受益匪浅,也慢慢摸索出一套符合美的特色的实践标准。而在实施过程中,必然存在部分的不足。在大力改变现状的同时,也希望借助两化融合的契机和自身的实践经验,带动中国制造的全方位发展,实现传统制造业的全面转型。

责任编辑:张瑾
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