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李志鹏 日立电梯(中国)有限公司 信息中心部长

2020/1/6    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:CIO评选  e-works年度盘点  智能制造  李志鹏  
本文为“2019年度中国制造业杰出暨优秀CIO”参评材料。本次将评选出在企业成功规划和实施大中型两化融合或者智能制造项目,带领各方积极推进项目实施并达到预期效果,为企业带来实际效益的制造业企业的优秀CIO。

一、企业简介

    日立电梯(中国)有限公司成立于1995年10月,由公司总裁和管理团队实施管理的有限责任公司(中外合资)。公司总部设在广州中信广场,开发中心和生产基地设在番禺大石石北工业区的广州大石工厂。

    公司主要生产和经营各类型电梯、扶梯、自动人行道、建筑智能化系统工程等,集产品研发、制造、销售、进出口贸易、安装、维修、保养工程服务于一体,公司总部位于广州,是日立电梯在中国的唯一总部,成为公司集团化发展的中枢核心,形成以广州大石工厂为公司直属生产基地,其他工厂为网络工厂形式。经过24年的发展,公司现已形成“一个总部、5+1全球研发体系、5+2网络制造体系”的战略格局,2018年产量达到8.3万多台,营业收入达到190多亿元,在中国市场占有率为11%,名列中国电梯行业前二位。公司在全国范围内拥有超过10000名员工,是国内最大的电梯制造商之一。

二、CIO个人简介

    李志鹏,2001年10月进入日立电梯(中国)有限公司工作,2004年11月担任系统规划科科长,担任科长期间主管成功为公司构建了产品全生命周期管理——PLM系统,PLM系统的成功实施,使日立电梯实现了对电梯产品的全生命周期数据的规范管理、建立了基于知识管理的电梯研发设计体系管理平台和可视化的协同设计社区。2011年11月,任职日立电梯信息中心部长。任职至今,主导成功实施公司级ERP系统,HEDS系统,CRM系统及MES系统,使日立电梯(中国)有限公司业务从营业、设计、制造、发运安装维保、财务成本均有成熟稳定的系统在支持。

李志鹏 日立电梯(中国)有限公司 信息中心部长

图1 李志鹏 日立电梯(中国)有限公司 信息中心部长

三、个人信息化从业经历及主要业绩

    1、构建了产品全生命周期管理——PLM系统(2004年-2009年) 

    目前日立电梯PLM系统已经实施的模块包括:文档模块、图档模块、Part/BOM模块、ECCS(合同技术参数系统)、基础设计书系统、ESI集成模块。目前一个统一的研发工作平台已基本形成,公司两个研发中心都统一使用这个平台进行研发数据管理,并与公司其他部门、80多家分公司实现信息交流、共享和协同。

    PLM系统的成功实施,使日立电梯实现了对电梯产品的全生命周期数据的规范管理、建立了基于知识管理的电梯研发设计体系管理平台和可视化的协同设计社区,实现了按订单设计的快速产品开发。

    2、搭建日立电梯设计系统——HEDS系统(2010年-2016年)

    依托设计系统、电梯井道布置图系统、合同技术参数评审系统、PLM-分歧电缆模块,综合考虑日立现有的系统,集聚各自的优秀资源,优化系统之间的整合,促成产品向着一体化方向整合,打造日立“营业——设计——制造”高度集成、高度自动化的信息系统。

    1)通过现有系统的重构与整合,在保持各系统相对独立性和灵活性的前提下,对其性能和效率进行提升,达到系统间协调、整合的效果,使新设计系统的整体综合性能得到质的提升,实现设计业务系统化、自动化。

    2)HEDS实现50%工号自动处理,30%工号半自动处理,20%人工处理。

    3)自动处理的工号、半自动处理工号的单个和批量处理时间和效率提高到业内较高标准。

    4)提高发布模块的的运行效率和容错性,提高发布程序稳定性和可靠性。

    HEDS系统将原有各个系统有效整合,统一了设计参数,消除了信息孤岛,集中了工艺管理过程,提高了系统的应用价值,提高了企业信息化的水平。

    3、搭建制造执行系统——MES系统(2014年-2019年)

    成功构建集团统一的制造管理平台,实现集团针对各个工厂的制造一元化管理。截止今年,已经完成日立电梯集团下7家制造工厂的MES系统上线工作,实现各个工厂制造流程统一化,考核指标统一化。主要实现以下功能:

    1)车间排产:通过MES制定准确、可执行的生产计划(有限能力计划),准确安排各零部件的投入和产出时间,并且支持在情况发生变化时重新计划和排程,生产指令控制精度由每天细化到每小时;

    2)生产管理:实现按台套生产,并实时了解订单生产进度情况,对生产过程进行管理,包括工单派工、工单报工、工单执行状况、物料使用情况等进行跟踪与反馈,提高生产效率;

    3)仓储管理:以条形码技术为基础,实现精准库存管理(包含货位管理),改善现有出入库业务及库存盘点作业,提高仓储作业效率,利用条码枪扫描二维码录入系统提高事务单据的处理效率;

    4)条码应用:通过物料条码化管理,车间装箱通过扫描装箱件,自动核对装箱清单,装箱准确率达100%,工程维保在更换部件时,直接扫描所需更换部件的条码,快速获取物料信息,下单给工厂制作;

    5)质量追溯:生产过程中对部件条码进行记录,出现不良时可通过系统快速追溯;

    6)设备效率管理:收集自动化设备运行参数,实时分析设备运行状况,做到设备提前预防性维修,提高设备稼动率。

四、近2年在企业主要推进的智能制造项目

    制造执行系统——MES系统项目

    1、项目规划

    目前整个集团的各个制造基地的,制造流程不统一,各自按照自己的情况进行生产。导致集团无法统一管控。急需统一各个制造工厂的生产业务模式,方便集团统一管控。

    ERP的流程单到了车间仍然依靠手工安排生产,电梯BOM零件多,制造周期长且人工作业多,造成工单的跟踪困难。

    产品质量信息依靠手工记录,无法对发生质量问题的产品实现快速准确定位,需要消耗大量人力物力进行处理。

    综上所述,希望导入MES项目,结合“精益生产”的管理思想,实现制造过程可视化,提高精细化管理水平,增强管控和科学决策的能力。

    MES项目根据需求,制定以下业务目标:

    车间排产:通过MES制定准确、可执行的生产计划(有限能力计划),准确安排各零部件的投入和产出时间,并且支持在情况发生变化时重新计划和排程,生产指令控制精度由每天细化到每小时,使材料、部件及成品库存降低10%;

    生产管理:实现按台套生产,并实时了解订单生产进度情况,对生产过程进行管理,包括工单派工、工单报工、工单执行状况、物料使用情况等进行跟踪与反馈,提高生产效率,制造周期缩短10%;

    仓储管理:以条形码技术为基础,实现精准库存管理(包含货位管理),改善现有出入库业务及库存盘点作业,提高仓储作业效率,利用条码枪扫描二维码录入系统提高事务单据的处理效率,由4小时提高到实时处理;

    条码应用:通过物料条码化管理,车间装箱通过扫描装箱件,自动核对装箱清单,装箱准确率达100%,工程维保在更换部件时,直接扫描所需更换部件的条码,快速获取物料信息,下单给工厂制作;

    质量追溯:生产过程中对部件条码进行记录,出现不良时可通过系统快速追溯;

    数据整合:实现MES与公司已建设或在建设的信息系统的结合,通过HEDS(PLM)+ERP+MES,实现信息系统对制造过程管理的拓展和深化,满足数字化工厂/智能制造工厂要素条件。

    日立电梯集团为了统一下属工厂生产业务流程,规划了MES项目。项目初期成立项目筹建组,各个制造工厂制造的主要负责人员参与项目当中。

    我们将上线工厂分为4批进行实施,主要实施方式如下:

    第一批:成都工厂。由于成都工厂新成立,容易接受新的管理思想,新上系统对业务冲击较小。

    第二批:广州工厂、扶梯工厂。根据成都已经形成的系统模板进行扩展,已满足所有工厂的业务。

    第三批:天津工厂、上海工厂。根据第二批形成的最终版系统进行覆盖式实施。

    第四批:电机工厂、日立楼宇工厂,覆盖实施。

    2、项目实施

    日立电梯MES系统的总体目标是:根据日立电梯的发展战略,结合企业设计和生产管理现状,研究国际国内设计和生产管理系统的发展趋势,规范业务流程,建立统一的信息管理平台,实现数据信息的集成和共享。目前日立电梯MES应用情况如下:

MES功能模块

图2 MES功能模块

    1)计划排程管理

    排产系统整合ERP系统提供的制造BOM、物料信息、制品工艺路径和产能等信息,建立排程模型,进行有限能力排产。以确保生产交货期为前提,综合考虑生产任务的物料到货时间,生产优先级,均衡化工作负荷、库存以及人力负荷,将生产任务安排到车间各个资源以及工作岗位上。

    2)设备集成与OEE效率

    日立在发展过程中十分注重自动化生产设备的投入,目前有钣金、机加工、电气加工、表面处理等各类设备共2500多台套,已建设有西门子PLC控制系统,用于生产加工的数控冲床、加工中心和三坐标测量仪,加工设备的数控化率为100%,用于电梯壁板、层门和轿门加工的生产自动线及堆放生产用板材的立体仓库,2008年,开始购置使用工业机器人用于产品自动折弯、电焊、码垛机喷漆线的自动挂件,2010年为提高设备的网络化水平,建设工业以太网和现场总线以连接车间的自动化设备,2014年引进美国GE公司的生产数据采集设备。2015年公司用于自动化建设和运维投入的资金将达到1亿元。

    系统需要通过采集设备的运行状态信息,对设备生产过程进行实时监控,使管理人员能全面了解和掌控生产加工过程、设备运行和产品生产的实时状况。并即时将设备异常信息以报警方式及短信方式(新增需求)传递到相关终端和移动电话,通知岗位人员对现场设备异常进行排查和处理,恢复生产正常进行。

    同时,需要依据设备的可用率、设备生产性能和产品质量(良品率)等因素计算设备的运行效率(OEE),寻求制约设备效率的瓶颈因素,从而方便客户制定有针对性的提高设备生产效率的管理决策。为了更精细的对生产过程进行监控和管理,需要对车间加工设备的实时运行状态进行监控,并对设备的运行效率进行精确计算,并跟踪设备的停机事件及其具体原因,精确的评估设备生产运行效率,更高效的管理设备,实现精益化的生产管理。

设备集成

图3 设备集成

    3)生产管理

    生产管理模块主要对企业整个生产过程进行监控和管理,从生产计划下达开始,生产过程控制就同时开始运行,对企业生产过程产生的主要参数进行监控,使得企业管理人员能够实时、准确地了解一线生产信息。

    生产任务采用无纸化方式,系统采用推送方式进行派工,即相关班组和人员可在班前查看待完成工单,同时系统自动推送相关发料需求到仓库,以便仓库及时完成原材料配送。工单执行的过程数据和状态则通过条码或设备的接口,传递到MES系统数据库,MES系统根据反馈的信息,对工单的执行状况进行更新。工单执行状况的监控包括:工单实际的开始时间、结束时间、工单完成量、工单状态、工单异常报警(包括工单超期、不合格品超限)。

    4)质量管理

    系统对产品、零部件的质量数据进行记录,实现对产品、零部件质量状态的跟踪,反映生产现场的产品质量情况,通过对现场产品质量数据的汇总、分析,可实现制造过程的质量监控和质量追溯。为管理决策提供支持,满足企业对产品质量的要求。

    5)仓储物流

    系统通过使用条码采集技术,对仓储中需要管理的库位和物料进行条码定义,在进行出库,入库,盘点业务时,通过条码采集,进行数据收集和操作防错。实现库存数据的及时可视化,减少库存数据错误,减少手工作业,实现仓库作业的标准化控制。同时实现与现有ERP系统的数据集成,完善ERP系统中仓储模块的功能点。

    通过排产软件完成工单分解,并实现工单派发后,系统根据工单要求,自动原材料配送请求(含工单、物料、工位以及配送时间、配送数量)发到原材料仓库,原材料仓库则根据配送请求进行配料,并通过出库操作实现物料的及时配送。对于装箱和装配型工位,系统根据装配订单要求,发送成套配送请求(含工单、物料、工位以及配送时间、配送数量)给仓库,仓库物料清单,生成配送单并自动打印,仓库人员根据配送单进行捡料和配送,并通过选择或扫描实现配送出库。

    在配送方面,将MES系统与AGV进行集成,MES将任务号及配送信息传递给AGV,AGV在指定的位置运送物料到对应的工作岗位。

AGV

图4 AGV

    6)装箱防错

    通过应用条码校验功能,在选择装箱单后,扫描对应的装箱件条码,系统自动记录装箱件信息,并与装箱清单进行比对,实现装箱漏装、错装提醒。对确定要装箱的订单,可对库存量进行保留,确保装箱时有相应的物料。提高装箱作业的准确率。

    7)报表及可视化

    系统将提供基于Web的报表,用户通过报表功能,可以生成报警报表、产量报表、质量报表和效率报表。报警报表能够查询设备的报警记录和系统的报警记录。产量报表可以查询车间产量报表,可以按班次、天、月进行统计,质量报表包括不良品统计报表,不良率、合格率报表,效率报表包括检验及时率报表,欠料信息报表。通过WEB报表系统,可以使生产管理者、生产人员能够方便及时的掌握生产状况,为管理优化提供准确高效的数据支撑。

    系统提供基于WEB的界面,向管理层提供生产动态信息、生产异常信息展示,并可以层层点入,查看相关的详细信息,同时,支持与现场Andon板的集成,实现产量和异常的提醒。可以从车间的维度和订单的维度进行查询。

    8)MES系统集成情况

    我司完成了MES系统的建设,并与企业资源计划管理系统(ERP)集成,主要从ERP系统获取计划、生产订单、物料、工艺、BOM信息等;向ERP提供生产完工信息、送货单、退/补料操作事务、转仓单、装箱领料单等信息。生产计划、调度均建立模型,实现生产模型化分析决策,过程的量化管理,成本和质量的动态跟踪。具体情况如图5所示:

MES系统集成情况

图5 MES系统集成情况

    3、项目效果

    MES项目上线后每个工厂单独进行项目总结,总结的数据均来自正式的生产系统,现归类如下:

    材料、部件及成品库存降低约13.48%;

    制造周期缩短同期比较平均降低20%;

    仓储事物处理效率提高,由4小时提高到实时处理;

    指令送货单准时到货率提高12%;

    装箱、装配防错提高到100%,提高不良处理效率;

    设备故障率下降2%,设备OEE效率提升5%。

    1)制造周期缩短

    开创性地引入预占料的业务模式,占料时综合考虑仓储库存、采购订单、在制品订单等,按产出日期提前5天即可安排生产计划,实现按工号配套产出,缩短制造周期21.55%。

    2)追溯效率提高,装箱效率及准确率提高

    通过物料条码化管理,装箱时采用PDA扫描装箱件,自动核对装箱清单,防止装箱错误,实现装配防错功能(相同图号不同作业的关键件外观结构相似度高)装箱准确率到达100%,录入收集数据,提高工作效率,并实现无纸化管理,提高查询和分析效率,追溯效率用时80%。

追溯效率以及防错准确度的提升

图6 追溯效率以及防错准确度的提升

    3)设备故障率降低、OEE效率提升

    生产设备连接到MES系统,远程监控设备运行状态,发生故障实时报警并反馈到维修班组,通过设备运行效率分析,为设备运维提供数据支撑,故障率由8%降低到6%,设备稼动率88%提高到90%。

五、个人在智能制造工作中的体会

    电梯行业是一个相对传统的行业,多年来只是在产品技术上有所变更,但没有突破性的变革。随着互联网、数字化时代的到来,也推动着这个传统行业向数字化、网络化、智能化推进。产品的智能化可能是因行业而不同,但研发的智能化、供应链的智能化、生产的智能化、服务的智能化、管理的智能化却是相同的。

    智能制造不仅仅是在制造环节,它其实涵盖了整个价值链上的各个环节,包括智能产品、智能设计、智能供应链、智能生产、智能服务。这也是一个相当大的课题,德国、美国、中国也还在顶层设计阶段,很多大企业也还是在试点阶段,很多人工智能技术还没有到成熟的阶段,所以这是一个任重而道远的使命。

    智能制造必须是从领导层面就达成共识从而推动的顶层设计。改变思维,避免传统的管理思维,不纠结于一个产品的成本分析、毛利分析或者一个模块的计较得失,而要从全局思考,从上而下地理解公司的运营,也就是要做好顶层设计。如果上层都不重视,只是把它当作是一个工厂改善项目,那是远远不能达到预期的效果。这样的创新,投入,跨度,不是任何一个部门能够承担得了的。

    智能制造将会改变原有的运营模式、业务流程乃至员工个人的工作职责。随着智能化的设备和系统将协助人们完成日常规律性的工作,在未来,人们的工作将从事务性的工作转为对数据进行分析、发掘和利用;对经验进行总结、提炼和显性化;基于数据对开放性的问题进行决策、预测和创新。

    中国制造业向智能化的跨越式发展,存在着巨大的发展空间和潜力。新一轮工业革命在带来诸多挑战的同时,也为中国制造发展提供更多难得的机遇。

责任编辑:程玥
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