周国辉 共享铸钢有限公司 CIO

一、企业简介

 

       共享铸钢有限公司由共享装备与奥地利奥钢联林茨铸造厂联合出资建设，于2006年建成投产的大型铸钢件制造企业，地处银川市国家级经济技术开发区。目前公司员工513人，产能15000吨/年，最大铸件单重可达150吨，铸件材料包括高合金、低合金及碳钢，从铸造到粗加、精加至装配，提供全套铸件服务。客户85%以上都是世界500强的企业及行业领先者，主要客户有：美国通用电气、美卓、德国西门子、日本的日立、三菱、东芝、中国的三大动力：上海电气、东方电气、哈尔滨电气。产品包括五大类能源发电设备（燃机、汽机、水电、核电、风电）、矿山设备、海工石油以及机械加工等，主要以能源行业和矿山行业为主，都是行业内高难度、高技术含量、高附加值的高端铸钢件。

 

       依托于共享集团国家级企业技术中心，公司技术开发工作公司配备有MAGMA、大型真空精炼炉、激光跟踪仪、快速光谱分析仪等行业领先的软硬件装备。公司注重“产、学、研、企”合作，与清华大学、西北工业大学、中科院金属研究所以及德国Siemens公司、美国GE公司等都开展了各方面的合作。目前，公司水轮机叶片铸造技术世界一流，生产规模世界第一；超超临界蒸汽轮机铸钢件、100万千瓦核电铸件制造技术世界一流。

图1 共享铸钢有限公司

 

二、CIO个人简介

 

       周国辉，现任共享铸钢有限公司数字化管理部部长（CIO），主要负责公司两化融合工作推进，先后作为主创组织开展公司两化融合体系认证工作，使公司成为首批通过认证的单位；申请并成功取得《2019年互联网+制造业融合试点示范项目》称号；获得“银川市两化融合标杆企业”荣誉称号；主创开发的“离散型铸造企业生产过程管控MES系统”获得“宁夏首届工业APP创新应用大赛”三等奖；主创开发的“大型铸件抛丸设备系统”获得“宁夏首届职工创新大赛”优秀奖。以扎实的业务能力为基础，经过多年努力，使公司形成了以“五层架构”为基础的业务框架，建立了一整套业务数字化解决方案，并以此为基础参与出版了《企业创新方法实践》一书，获得业内好评。

图2 共享铸钢有限公司数字化管理部部长（CIO） 周国辉

 

三、个人信息化从业经历及主要

 

       2019年7月-2020年3月，负责实施并完成《沈阳明腾科技股份有限公司MES实施项目》；

 

       2019年6月-2019年10月，负责申报“2019年互联网+制造业融合试点示范项目”并获得“互联网+制造业融合试点示范”荣誉称号；

 

       2019年3月-2019年12月，参加“宁夏首届工业APP大赛”，参赛作品“离散型铸造企业生产过程管控MES系统”获得宁夏赛区第三名，并荣获“2019年度自治区优秀工业APP”称号；

 

       2019年2月-2019年12月，负责共享集团转型升级项目《大型铸钢数字化示范企业建设》，并获得共享装备股份有限公司第十四届科技创新奖三等奖，共享铸钢有限公司2019年度项目管理一等奖；

 

       2018年10月-2019年4月，负责实施并完成《福建神悦铸造股份有限公司MES实施项目》；

 

       2018年2月-2018年11月，负责实施《共享铸钢清理智能单元应用提升》项目，并获得共享集团第十三届科技创新大会创新成果二等奖，共享铸钢2018年CSP项目二等奖；

 

       2018年2月-2018年4月，主持共享铸钢“两化融合”体系贯标工作，并荣获银川市两化融合行业标杆“示范企业”荣誉称号；

 

       2017年10月-2018年6月，负责实施《大型铸件抛丸设备智能化改造》项目，并获得2018年“首届宁夏职工创新”大赛优秀奖；

 

       2016年11月-2017年11月，参与《共享集团制造运营管理用户体验提升》项目实施，荣获共享集团第十三届科技创新大会创新成果三等奖。

 

四、近2年在企业主要推进的信息化或智能制造相关项目

 

       （一）2019年互联网+制造业融合试点示范项目

 

       项目概述：

 

       本项目围绕传统重型铸造企业的运营，打造“7+1”（市场、生产、技术、质量、HR、EHS、设备+运营）全方位数字化管理系统，具体分为设备层、单元层、车间层、企业层以及协同层，使得公司市场、生产、技术、质量、HR、EHS、设备、运营数据全部集中到数据仓库中，通过大数据、云计算等先进的计算机技术，结合LEAN、TOC、6σ、TRIZ、海因里希、阿米巴等创新方法理论，最终挖掘公司运营数据的相关性，为公司打造风险管理为主导的管理模式，形成数字化、可视化的管理方式。

图3 全方位数字化管理系统

 

       1、设备层：

 

       基于优化后的铸造工艺流程，将诸如浇注机、热处理炉、抛丸设备等工艺运行单元，通过OPC技术和以太网接口联网，为各生产设备平台的数据采集提供了技术支持。设备层安装的智能传感器可以实时感知产品生产状态、质量、设备动作、设备安全和生产成本等关键信息，如温度、压力传感器和热分析仪等，此信息可通过设备层PLC或控制器模块进行实时采集并进行逻辑分析与计算。

 

       2、单元层

 

       重型铸造企业属于离散型制造企业，产品生产过程中涉及的流程和设备复杂，本项目将重型铸造企业的生产过程划分为不同的生产节点（工作中心），以设备为主的生产节点建立智能单元，以人为主的生产节点通过移动端进行控制，在单元层综合生产计划、过程控制、设备管控、质量监控、文档管理、经营量化、绿色制造、统计分析等功能，对单元涉及的业务进行统筹管理，从而实现控制局部的智能制造。

 

       3、车间层

 

       车间层是以MES系统为主，对本车间所有资源的集成管理。MES系统主要有制造数据管理系统、计划排程管理系统、生产调度管理系统、库存管理系统、质量管理系统、人力资源管理系统、设备管理系统、工具工装管理系统、采购管理系统、成本管理系统、项目看板管理系统、生产过程控制系统等模块，向上通过以太网与ERP、PLM、LIMS等系统集成，向下通过接口与各智能单元集成，形成一个可靠、全面、可行的制造协同管理平台。

图4 MES系统

 

       4、企业层

 

       企业层由企业的生产计划、采购管理、销售管理、人员管理、财务管理等信息化系统所构成，实现企业生产的数字化集成管理，主要包括企业资源计划(ERP)系统、供应链管理(SCM)系统和客户关系管理(CRM)系统、LIMS等系统，各系统与MES系统和铸造工艺全流程虚拟制造集成设计系统集成，将企业各种信息通过分类、汇总后形成中间数据库，然后按照不同管理主体要求，进行对应KPI信息展示，指导、辅助企业管理人员作出客观决策。

图5 共享铸钢生产运营中心

 

       5、协同层

 

       协同层实现与供应商通过互联网络共享信息实现协同研发、智能生产、精准物流和智能服务等。

 

       其中协同层与企业层位于公有云，数据通过互联网络与协同方实时共享信息，公司内部人员多数业务流程也可通过互联网连接到公有云进行业务操作；车间层与单元层位于私有云内，内部工作人员通过私有云网络，可以实时掌握现场生产、设备、人力资源、绿色制造等关键信息，进而对生产状态做出清晰明确的判断。

 

       应用效果：

 

       项目通过采用虚拟制造理念和技术、集成应用智能制造技术和装备、全面数字化管理，构建数字化、智能化工厂，项目产品定位高难度、高技术含量、高附加值；制造过程采用先进的理念和制造工艺流程，具有较强的市场竞争力，通过项目实施企业提升产能20%，提升含税营业收入30%以上。

 

       社会效益分析：中国正在面临制造业大而不强的窘境，传统重型制造业在面临转型升级中更是难以抉择。本项目面向全国2.6万家铸造行业，针对传统铸造企业建立了有针对性的数字化转型整体解决方案为铸造行业整体转型升级提供帮助。

 

       （二）离散型铸造企业生产过程管控MES系统项目

 

       公司组织人力开展MES项目，围绕生产工艺路线，集成生产调度、数据采集、人力资源管理、设备管理、质量管理、物资管理、统计分析等功能，通过BI、智能诊断、邮件通报等工具打造产品全生命周期可视化管理平台，加强产品生产的管理与控制，降低产品的成本，减少物料、能源的消耗，提高生产效率。

图6 技术架构

 

       项目/软件核心优势：

 

       1、功能支持定制开发：离散型铸造企业由于其生产工序长，工艺要求复杂，涉及生产岗位及人员很多，不同的企业业务需求更是大相径庭，因此很难有一个通用的软件可以进行全面应用。本项目的产品是由项目经理实地考察后，根据需求企业业务逻辑进行策划，产品功能结合产品架构，可根据策划进行定制开发，能够做到完全满足客户需求，契合业务需求。

 

       2、支持工艺路线自主修改：多数离散型铸造企业生产过程长，工艺要求复杂，生产过程经常会发生各类问题及情况，如生产过程遇到质量问题需要增加工序的情况。以往软件解决方案不支持此类工艺路线的临时变更，因此造成变更后的工序处于不可控的状态。本软件产品支持工艺路线自主修改，修改后的工序和正常工序一样都可进行计划下达等操作，从而解决了离散型铸造企业生产过程中一大部分的无序管理问题。

 

       3、生产过程区间管理：对于重型铸造企业来说，生产过程可能长达数月时间，时间长意味着计划制定难度大，不可控因素多，同时容易失去工作目标，造成生产过程不能满足交付日期。针对此类问题，本软件产品支持区间管理，即将生产过程划分为多个区间段，每个区间段以最后一道工序为节点，也作为此区间段内的订单交付计划，而区间内各工序的生产计划由现场管理人员制定，一方面能够避免生产过程过长导致的目标感缺失的问题，另一方面使现场执行人员有一定的管理自由度，提高现场执行效率。

 

       4、离散性铸造企业现场情况比较复杂，工作场景也相对不固定，因此现场工人计划查看，图纸查看等过程难以实现。本软件产品配套应用移动端，实现了图纸查看、工艺查询、计划查看等功能。同时移动端系统兼具质量检查功能，工人在完成生产计划后要对自己的生产结果进行质量参数评价，评价完成后才能转交给下一序工作人员。而下一序工作人员接到计划后第一件事是评价上一序的工作质量，如果出现不符合质量要求的情况，就会发生索赔，进而有效提高质量管控能力。

 

       5、本项目软件自2013年开发实施以来，已成功在三个大型铸造企业落地实施，先后打通了与金蝶K/3、SAP、金蝶云ERP的数据接口，实现了ERP数据无缝接入系统，系统执行数据反写ERP的功能，使得公司的生产执行制造过程与企业核心财务数据保持高度一致性。

 

       6、本软件产品集成了现场工序领料功能，工人在工作前进行的领料操作都以系统产生的生产计划为基础，领料过程直接具体到每一条生产计划中，从而为成本分析提供了准确可靠的数据来源，同时可以为成本节约提供有效依据。

 

       7、本软件产品除了集成了现场移动端功能，同时连接了包括熔炼、砂处理、热处理、抛丸等在内的设备系统，实现了设备计划直接来自于排产计划，设备生产结果直接反馈到MES系统中，一方面管控了现场执行计划，另一方面能够自动反馈计划执行情况。

 

       8、经过多年离散型铸造企业生产管理，产品经理积累了大量的管理经验，形成了包括完成统计、产能评估、生产风险通报、经营计划通报、生产智能诊断等多维度、多方面的统计功能，为使用企业提供有效可靠的决策支持。

 

       9、本软件产品贴近实际应用，不拘泥于特定流程，多个模块功能可实现单独实施，灵活度高，实用性强，已在多家典型铸造企业得到应用，并受到良好评价。

 

五、个人在智能制造工作中的体会或观点

 

       共享铸钢自2008年开始推行数字化，至今已有12年时间，在数字化推行之初，公司第一步扭转了员工的意识，要求所有业务必须以量化为基础，靠数据说话；第二步通过研究固化的业务流程，分析简化操作，进而形成了各业务独立的数字化应用系统；第三步公司打通了各业务系统之间的数字壁垒，达到集成优化的效果；最后通过最新的软件技术，实现了业务上云，数据上云，实现了更安全的数据管理，更开放的业务数据流。

 

       历经风雨，总结公司12年的数字化智能化推进工作，从靠人治变成了靠“法”治，背后离不开各业务软件的支持，更离不开数字化网络化实施方法论。数字化网络化实施方法论是通过对关键业务的梳理对标，识别出关节业务中的关键过程及节点，在节点中识别出关键数据，进而对这些关键数据进行采集，实现数据集成，并对集成后的数据进行分析及应用，最终达到优化改进的目的。

 

       共享铸钢依托数字化网络化方法论最终总结实施了基于五层架构下的数字化网络化业务解决方案，此方案分为五个层级，分别是设备层、单元层、车间层、企业层和协同层。每个层级中的具体内容已经在前文中详细说明，此处不再赘述。

 

       作为典型的离散型制造企业，数字化智能化推行工作面临的最大问题是如何将最先进的信息化智能化手段应用在现场实际生产过程中。离散型制造企业产品个性化程度高，没有稳定规范的流水线；生产环境复杂，往往处在高温高压等恶劣环境中；从业人员文化程度相对较低，对于一些新的技术或设备接受程度较差。因此离散型制造企业在数字化智能化的改造过程中任务尤为艰巨。

 

       公司在多年的实践过程中，依靠最新的数字化手段，通过移动终端、设备智能改造等方式基本实现了各生产环节数字化管控。例如在体系文件及现场操作指导书的信息传递中，我公司一开始使用现场安置电脑的方法解决文件传递问题。随着移动端的迅速发展，以及5G等先进通信技术的普及，现阶段我公司已通过数字化的手段，实现了操作文件编制、审核、下发、执行、版本管理的全流程管控系统，现场操作工人可通过自己的移动终端方便快捷查看相关操作文件，关键设备通过物联网技术实现严格执行工艺参数，从而有效提高工艺执行规范程度，提升产品质量。