本文为“2023年度中国制造业优秀CIO”参评材料。本次将评选出在企业成功规划和实施智能制造项目,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
宁波更大集团有限公司(简称“更大”)创建于1989年,主要生产球轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承、精密机加工四大系列等千余种产品。集团占地面积20万平方米,建筑面积12万平方米。公司先后荣获高新技术企业、国家级智能制造优秀场景(2023)、国家级2023知识产权优势企业、省级研发中心(2018)、宁波市级数字化车间(2023)、宁波市级专精特新小巨人企业、宁波名牌产品、行业最佳经济效益工业企业、全国外商投资“双优”企业、浙江省安全标准化企业、技术改造示范企业等称号,是国家级两化融合认证企业、宁波市两化融合示范企业。
公司产品主要用于燃油汽车和新能源汽车领域,广泛应用在汽车变速箱、 转向系统、涨紧轮等部位,主要客户是全球汽车零部件前 10 大制造商及全球知名的整车汽车厂商,同时国内汽车自主品牌也与我们陆续展开了密切的业务合作。
图1 宁波更大集团有限公司
二、CIO个人简介
刘波从事信息化工作19年,一直致力于信息系统建设及软件研发工作,先后主持规划与实施企业ERP、PLM、OA、HR、SRM、MES、WMS、EDI、BI等信息化系统和数字化车间,智能车间,数字化工厂与智能化工厂建设,为推动企业数字化转型工作发挥了重要作用。
图2 宁波更大集团有限公司CIO 刘波
三、个人信息化从业经历及主要业绩
刘波曾主导实施ERP系统、HR系统、OA系统、智物流系统、BI系统等并成功上线,参与规划公司螺母车间数字化车间的建设。刘波还主导实施了PLM系统,实现产品的BOM结构可以直接由PLM抛转到ERP,PLM集成了二维和三维制图软件,产品的三维模型被ROMAX等仿真软件调用后进行强度、结构、寿命仿真,仿真的结果反馈到PLM,从而实现产品的设计数字化和网络协同。2022年,刘波主导公司智能化工厂建设、全面升级WMS/SRM系统,实施MES、IOT、RCS/WCS系统,并成功上线。
四、近2年在企业主要推进的智能制造项目
2022-2023年,刘波主导推进了更大智能工厂项目。
1. 项目规划
为实现更大集团数字化转型目标,智能制造领域的数字化建设将通过三个阶段,循序渐进。通过未来三年集团数字化建设重点任务与关键举措的有效实施落地,预期集团的数字化能力在三年后达到行业领先水平,建设成为一家以科技引领业务的创新驱动型服务集团。
2. 项目实施与应用情况
项目建设包括工业物联网平台、MES 系统、WMS 系统、SRM 系统、生产作业可视化、自动化改造等,实现关键设备联网,智能化产线、检测装备、业务系统、物流系统进行有机整合,实现各层次数据的相互传递,进行生产过程数据采集和业务信息化管理。
自动化改造,通过对机器人系统和输送线等系统集成,打通关键的物流节点,形成一个完整的基于机器人的智慧物流解决方案,减轻了作业人员工作强度,提高仓库作业能力,以实现数字化工厂目标;MES 和 WMS、SRM 系统建设,实现对生产、采购和仓储配送过程的数字化、透明化和可视化管理,构建完整的生产计划制定和生产指令发布体系,统一管理需求来源、细化工单层级,增强计划与车间执行的协同性,通过实时生产过程数据采集,实现生产过程的透明化与可视化。
图3 智能工厂总体设计图
物联网平台,实现全场设备的联网和设备状态健康,并能够根据实际生产情况,将指令直接通过物联网平台下发到具体机台;此外针对整个生产过程质量管理和检测都能通过设备采集直接获取数据。
图4 物联网平台
1)产品设计数字化
企业建立了以项目管理为支撑的设计研发管理体系,所应用的鼎捷PLM 项目管理模块吸收了国内外优秀的项目管理思想并结合企业实际和PLM特点而开发的,并提供对集成产品开发模式的支持,整个项目分为项目启动、项目执行、项目终止三环节。
新产品项目立项评审通过后,从创建项目计划开始,便纳入PLM管理。完成项目计划制定、人力资源的设定、计划开始时间及完成时间设定、交付物指定、项目计划评审等工作,项目计划评审通过后项目开始启动。
项目启动后,相关设计人员在各自任务区收到自己的任务,包含有任务要求,必备交付物说明等。设计人员根据任务要求进行相关设计工作,设计结果保存在PLM中自己的任务节点下,设计人员完成各自任务后,在PLM中提交评审,评审通过后,任务完成。设计人员在执行任务中需要用到其他模块如CAXA 集成、图纸管理、文档管理、工作流管理等,但最终结果会关联在各自任务下。
设计中产生的数据主要有图纸、文档等,需要对这些数据实现集中统一管理。企业的设计、更改、实验等所有技术工作都是基于已有的技术文件进行的,PLM全方位管理技术相关的各种文档,构建企业完整的
产品数据管理平台。实施时首先整理归纳企业产品技术资源,按照一定的规则集中管理,建立了完整的工艺设计规范和标准,对产品进行推理验证,为企业搭建一个统一的产品知识平台,实现了产品设计内部多点协同机制。
图5 更大PLM系统
2)生产制造管理数字化
更大所采用的
制造执行系统(MES)主要包括
生产管理、计划管理、工艺管理、品质管理、设备管理、系统管理等功能。计划管理主要包括计划接收、计划派工、计划下发、计划调整、计划查询等功能,生产管理包括工单管理、进度跟踪、异常管理等,工艺管理包括产品物料需求、工艺流程、工艺参数等,设备管理功能包括设备台账、设备点检、设备保养与维修、保养预警、异常报警、备品备件等。
项目MES系统从ERP 系统获取生产订单信息,转换成生产计划和物流需求,仓库根据需求进行物料配送,根据系统设置一键式选取产品的工艺参数,在线自动控制整个生产线工艺。同时生产线在线实时监控每一个参数,并可进行自动的数据统计和分析以及可视化图表展示。
图6 更大MES功能截图
图7 更大生产制造数字化流程图
3)仓储物流数字化
更大数字化车间已经启用AGV 替换传统的人工进行搬运,通过持续优化 MES 系统以及 WMS 系统,设置线边库位,集合生产及库存即时信息,用MES系统控制 AGV执行产品入库、产品领用、生产备料、托盘管理、手工调拨移库等作业,并在现场建立可视化看板,实时监控 AGV工作状态以及线边仓库位状态,达到智能高效的车间内物流。
自动化物流相关设备,包含潜伏式AGV、叉车式AGV、输送线设备、提升梯设备等相关自动化设备,均由RCS/WCS 系统做统一的设备调度和管理。
图8 滚筒输送线自动收货
图9 无人AGV叉车出入库作业
图10 AGV产线配送作业
3. 效益分析
本项目采用了人工智能技术、
工业机器人技术、大数据技术、云计算技术、物联网技术、整体的信息化系统6大类关键技术装备;同时,项目采用了计算机设计软件(CAXA)、企业经营管理决策(BI)、协同办公(OA)、
产品生命周期管理系统(PLM/PDM)、仿真分析软件(ROMAX)、物联网平台、制造执行系统(MES)、
企业资源计划系统(ERP)、仓库管理系统(WMS)、调度系统(RCS)、供应商管理系统(SRM)、
人力资源管理(HR)等工业软件;在新技术新模式应用方面,项目采用了工业互联网、人工智能、物联网、大数据等新技术的融合应用。
通过实施本项目,生产效率预计提升25%,能源利用率将提高 15%,运营成本将降低22%,产品研制周期将降低 35%,产品不良率预计降低25%,环境排放设施100%按照当地环保部门要求的排放指标达标排放。
五、个人在智能制造工作中的体会
智能工厂建设是长期的系统工程,往往涉及多个部门,同时需要企业持续投入人力、资金等资源,一把手挂帅是确保项目成功的必备条件。企业要从组织、制度、人才等方面全方位推进,建立长效保障机制。
在实施智能工厂建设时,须深刻领会企业战略方向,结合组织架构、管理模式、业务规则、核心需求,制定符合自身实际情况的转型方案,内容涵盖数字化的业务模型、技术架构、数据架构、业务流程等,指导数字化转型工作的切实开展。
有效沟通在项目实施过程中显得尤为重要。实施智能工厂建设过程中,大多会改变原来的工作方式和工作习惯,用户会产生排斥和抵触情绪,需要实施人员进行角色互换,站在对方的角度考虑问题,进行有效的沟通和分享,同时广泛听取参与者的意见和建议,在不影响整体目标的前提下进行优化改善,确保项目成功落地。
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