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金盘科技:基于成套数字化工厂的信息流自动化项目

2022/1/18        作者:e-works整理      
关键字:信息化案例  e-works年度盘点  智能制造  金盘科技  
本文为“2021年度中国智能制造最佳应用实践奖”参评案例。本次活动将评选出2021年度,为中国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

       桂林君泰福电气有限公司是海南金盘智能科技股份有限公司子公司,成立于2010年,是一家致力于绿色能源和智能电网领域输配电设备装备的研发、设计、生产的公司,占地面积231亩。公司主要进行干式电力变压器、电抗器、高压/低压预装式变电站、高低压成套开关设备和控制设备、岸电电源、光伏逆变器和太阳能发电设备、无功补偿装置、防爆电气的设计、开发、生产和服务。

       公司现有职员工482人。公司秉承绿色发展经营理念,以绿色环保输配电设备为主要开发领域,贯彻实施并通过了ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等各项管理体系认证;先后建立了自治区级企业技术中心、研发中心、工业设计中心、工业云与工业大数据中心;公司建设有5MW屋顶光伏发电站,是桂林市首家利用光伏发电成功并网的第一个企业。公司先后荣获自治区“互联网+”制造业示范企业,第四届桂林市市长质量奖,第四届广西壮族自治区主席质量奖提名奖,广西壮族自治区强优工业企业、智能工厂,国家两化融合贯标企业,“国家级”绿色工厂等各项荣誉称号。

图1 桂林君泰福电气有限公司

图1 桂林君泰福电气有限公司

二、企业在智能制造方面的现状

       为顺应集团公司提出了“建设数字化工厂,数据创造价值”的发展战略,并在已完成的海口数字化工厂的基础上进行升级,实现金盘数字化工厂2.0版。

       桂林成套数字化工厂按德国数字化工厂设计标准VDI4499进行设计(德国工程师协会标准)。通过本项目的实施,以及借鉴海口数字化工厂的数字化产线,从而提升桂林工厂生产的自动化水平和数字化程度,并与上层软件系统(ERP、PIM、APS等),后端生产计划(CS、MES等)等数据打通。实现数字化销售、数字化设计、数字化排产,以及数据驱动设备的全自动生产运营模式,为提高生产效率的同时,也能给生产管理人员提供决策数据支持;生产数据如计划物料、设计数据具体参数、各动作实际生产运行参数反馈给MES,提升计划精确度,减少生产的浪费。并打通各个环节的系统软件交互,形成数据闭环,助力数字化驱动转型升级,打造“数字制造+自动产线”新业态。

       制造能力的不足是当前制造业大而不强的一个软肋,大部分产品均为传统的人工模式,或者在自动化设备的基础上缺乏数字驱动设备模式,数据的获取往往在这是非常关键一环。数字化工厂的本质是通过数据驱动设备实现自动化生产,从而提升制造能力,以及应用数字化系统,为中国制造业从整体上提升制造能力,提升制造质量、精度和产品的可靠性等方面,形成很好助力,也有效提升生产的自动化程度、数据化程度、智能化程度。

       在工业生产领域,提高用工效率、设备效率一直是企业追求的重要目标。

       桂林数字化工厂也已进入最后的建设阶段,投产后,产能将增长两倍多,人员效率至少提升20%,单位面积产出增加40%,产品上市时间缩短近20%,同时柔性制造能力大大增强。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

1. 项目背景介绍

       本项目是桂林君泰福数字化工厂“三大基础、两大仿真”整体架构中的基础之一——信息流自动化。依托母公司金盘科技的工业互联网平台JST DFPlat2.0,信息流自动化打通CRM、ERP、SRM、PLM、APS、MES、WMS、DCS、SCADA等运营管理的数据流,通过自研发企业服务总线平台Vportal实现系统之间的互联互通,实现信息流自动化。通过信息流自动化将各系统之间集成,形成了从市场、项目招投标、商务合同、订单处理、研发设计、工艺规划到生产制造、产品交付、运维服务、报废回收等整体闭环的全面数字化,实现了运营全过程的数字化、可视化、透明化、规范化。

       公司开展数字化工厂建设,一方面是顺应转型升级、制造业由大变强的趋势,另一方面是企业内部需求驱动。企业面临市场、资源与环境、成本、生产管理四方面迫切需求:产品多样化、用户需求变化、市场多层化、利润空间减小、竞争白热化;同行产能增加、环境压力加大、资源相对短缺;劳动力成本提高、原材料价格上涨;生产管理不透明、物料(原材料、成品、半成品、在制品)库存难以管控、账实不符。在此双重因素驱动下,公司在建设海口数字化工厂后经过评估,决定了桂林数字化工厂的建设。该数字化工厂应用工业物联网、大数据、云计算、人工智能技术,将仿真、传感技术、数据采集装置、自动化产线以及信息化系统进行深度融合,实现了全流程全场景数据驱动仿真设计、生产工艺过程、数字化自动产线和仓储物流配送等。

2.项目实施与应用情况详细介绍

       信息流自动化建立公司的工业互联网平台JST DFPlat2.0之上。该工业互联网平台是面向制造业数字化构建基于海量数据采集、汇聚、分析、认证的服务体系,支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的工业云平台,目前部署在金盘科技私有云上,实现了32个系统的集成并实现了企业工厂下智能化设备无缝接入,目前已经稳定运行。

       通过工业互联网平台JSTDFPlat2.0实现CRM、ERP、SRM、PLM、APS、MES、WMS、WCS、DCS、SCADA等系统集成,以及对智能化设备进行连接,打通数字化工厂的信息流,系统的信息通过数字信息进行传输,各系统实现信息共享。ERP、PLM、APS、MES、WMS、WCS、DCS、SCADA是制造型企业信息化建设中不可或缺的系统,它们完全涵盖了从市场、项目招投标、商务合同、订单处理、研发设计、工艺规划到生产制造、产品交付、运维服务、报废回收等整体个闭环,帮助企业最终实现产品可视化、数据结构化、生产透明化等整个业务运营的全面数字化。各个系统互联互通,实现平台整合、业务整合、数据整合。实施单一数据源的目的,通过系统集成,将市场、研发设计、生产管理、销售、产品交付等各个环节纳入到系统中执行,实现运营全过程的数字化、可视化、透明化、规范化。

       以下分别对主要系统进行介绍

       (1)CRM客户关系管理系统,金盘科技数字化工厂采用了Salesforce的CRM。为提高核心竞争力,利用相应的信息技术以及互联网技术协调企业与顾客间在销售、营销和服务上的交互,从而提升其管理方式,向客户提供创新式的个性化的客户交互和服务的过程。

       (2)PLM产品生命周期管理系统,应用了PTC的PLM。以物料编码为关键连接点,支持产品全生命周期的信息的创建、管理、分发和应用,用于对图纸和文档管理。

       (3)ERP企业资源计划系统,金盘科技数字化工厂采用了SAP的S4系统,实现业务流程管理产品数据管理,存货、分销与运输管理,主要是财务系统和进销存系统。

       (4)APS高级计划与排程系统,对所有资源具有同步的,实时的,具有约束能力的,包含含物料,机器设备,人员,运输等影响计划因素,应用遗传算法进行运算,按要求输出最优的生产计划。

       (5)MES生产过程执行系统,是金盘科技自研发的系统,符合VDI5600和ISA95标准,是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。

       (6)WCS 仓储控制系统,是金盘自研发的系统,系统具有高配置化,低代码开发的特性,通过集中受理,分布式控制部署,通过上层系统任务指令分解优化,通过PLC驱动立库设备,适配工业通用协议,如modbus、S7等协议,实现入库、出库、分拣等业务操作。

       (7)适配多协议:PLC通讯模块,支持S71200、S71500、MODBUS等多种通讯协议。

       (8)系统采用集中式受理,分散式控制部署方式,

       金盘科技为了实现各系统高效集成,同时也为了数据交互规范化,标准化,制定了企业内私有交互协议,该协议基于XML格式,具有语言无关、平台无关、可扩展的特点,交互灵活,高效的结构化数据格式。各系统都能快速集成及稳定运行。

       本项目建设中几个亮点:

       (1)信息流自动化打通CRM、ERP、SRM、PLM、APS、MES、WMS、DCS、SCADA等运营管理的数据流,通过自研发中间件平台Vportal实现系统之间的互联互通,实现信息流自动化。

       (2)通过信息流自动化实现了从市场、研发设计、生产管理、销售、产品交付的端到端全流程业务贯通,实现运营全过程的数字化、可视化、透明化、规范化。

       (3)各系统之间的集成形成了数据交互规范和标准,具有语言无关、平台无关、可扩展的特点,交互灵活,为以后的系统、设备接入等提供了便利。

3.效益分析

       金盘科技通过对CRM、ERP、SRM、PLM、APS、MES、WMS、WCS、DCS、SCADA等系统的集成以及对自动化设备的连接,打通数字化工厂的信息流,系统的信息通过数字信息进行传统,各系统实现信息共享。

       通过精准的APS排程、有效及时的物料需求下达、合理的人员设备排产,使得过往公司内部存在的八大浪费包括:过量生产、等待时间、运输、库存、过程(工序)、动作、人员等待、设备等待。

       借助设备管理系统模块,通过设备数据接口采集及历史数据分析算法,提前预知设备即将可能出现的零配件更换、设备异常等问题,提前预警,建立无间断衔接流程,从而快速应变。

       借助信息化系统,所有产品过程基于一套数据模型,能够对产品设计、产品原料、生产过程等进行严格把关与统筹安排,降低设计与生产制造之间的不确定性,从而提高产品数据的统一性,方便地进行质量规划,大幅提升质量水平和产品一致性。
 
责任编辑:李瑶嘉
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