本文为“2022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2022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
安徽华润金蟾药业有限公司是一家以中药、西药、中药、饮片研发、 生产、销售为一体的高新技术企业,为国内著名蟾蜍制剂生产厂家,建立了省级企业技术中心、国家级博士后科研工作站、安徽省中药动物药工程技术研究中心。先后获评为国高新技术企业,安徽省优秀技术中心、安徽省产学研示范企业、安徽省技术创新示范企业、农业产业化省级重点龙头企业。先后承担了国家科技部重大新药创制、国家中医药管理局中药标准化建设、国家工信部中药材扶持项目、省重大科技攻关项目、市应用技术研究与开发科技应用重大项目等科技项目的研发工作。华润金蟾作为华润三九中药抗肿瘤和中药配方颗粒剂生产制造中心,公司目前有小容量注射剂、颗粒剂、片剂、硬胶囊剂、口服液等 5 个剂型,所有剂型生产线全部通过了国家 GMP 认证。近年来公司综合竞争能力、市场销售收入和利润均位居安徽省医药行业前列。公司主导产品为华蟾素系列和中药配方颗粒产品,其中华蟾素产品系国内首创,独家生产,临床主治各种中晚期肿瘤和慢性乙型肝炎。未来五年内,将依托现有产品——华蟾素开展产品力提升和标准化建设研究,加快中药配方颗粒制剂产能提升步伐,努力把华润金蟾打造成为国内一流的中药抗肿瘤和中药配方颗粒生产研发基地,并成为国家蟾蜍类中药制剂标准制定者。

安徽华润金蟾药业有限公司
二、企业在智能制造方面的现状
1.信息网络系统。通过智能工厂的建立,将数字化、网络化、计算机技术在生产管理的综合应用。在管理层有 ERP 系统实现企业层面针对质量管理、生产绩效、依从性、产品总谱和生命周期管理等提供业务分析报告;在控制层有 MES 系统实现对生产状态的实时掌控,快速处理制造过程中物料短缺、设备故障、人员缺勤等各种异常情形。
2.智能生产设备。引进超大容量冷冻离心机、高速往复式铝塑药主机、 自动液剂异物检查机、 自动配料、智能搬运、自动灌装、打包等生产系统等机等智能制造装备,并通过信息建模系统对产线构成进行合理匹配,实现生产线自动化、柔性化、网络化,并具有基本智能化特征,可实现自律约束运行、故障自我诊断等智能功能。
3.物流配送系统。有效结合各生产设备的节拍数据并通过对企业长期积累的生产情况数据的统一分析,规划最合理的物料配送系统方案,配合基于条码识别系统、 智能导向传送等技术设备,实现物流的高速、准确流转和产品信息的实时记录。
4.产品信息追溯系统。通过安全可控的信息网络系统物料配送系统、在线检测系统、仓管系统的实时数据并统一存储至产品信息数据库。实现产品全生命的周期的可追溯。
5.品质在线检测自动化:提升品质管控,推进外观缺陷检测自动化。通过智能检测设备与 MES 集成自动采集数据,获取实时质量信息,并通过数据分析,动态控制设备行为,实时跟进处理对策闭环执行。重点在检测技术的自动化检测实现。通过智能工厂系统的实施, 从企业管理到生产车间在管理、效率、成本、质量等方面取得了显著的改善。
华润金蟾以华润集团信息化战略为指导,结合华润三九企业战略,以组织能力提升为目标,整合企业内部资源,建立统一的ERP 业务数据运营平台,落实以运营中心为核心的管控模式,实现总部标准流程在下属业务单元的统一;同时推动金蟾数字化工厂试点,建立生产执行管理、仓库物流管理、设备管理系统、
客户关系管理系统;从而提高华润三九整体运营效率、降低成本、加快市场响应速度、改善客户服务水平,增强核心竞争能力。设备软硬件方面: ERP、 MES、 WMS、 EAM 等系统均已实现,各个业务模块的
信息化建设基本完成,信息化整合的路径也基本清晰,具备了信息化整合的完整架构。再将数据信息从设备底层通过 PLC、 SCADA 系统与上端的 MES、 ERP 系统打通,将实现纵向垂直打通、横向信息化整合。使用大数据处理技术,完成了从原始数据到指标数据的连续性转换;能够在系统中实时查看指标绩效,免除人工计算的工作。
生产效率提高 20%、运营成本降低 20%、在制品不良品率降低20%、单位产值能耗降低 10%。溯源管理建全供应商评估,对企业资质、仓储能力、供货能力、资源调研、饮片加工工艺、产地基原(部分供应商)等进行评估;实现药材(饮片)的供应协同储备协议、药材储备、药材质量预评价、供货协同(采购、运输、接收、质检等);溯源信息共享:随货同行单二维码、每袋产品二维码实现外购药材、饮片的质量深度溯源药材:除当前药材批次及质量报告相关信息外,获取对应的原药材相关质量信息;饮片:除当前饮片批次及质量报告相关信息外,获取对应的药材、原药材相关质量信息;实现药材产地基原溯源(对重点药材、重点供应商进行试点);有基原鉴定能力的供应商,溯源产地基原,提升供应商药材品质;无基原监管能力的供应商:华润三九为药材供应商提基原供鉴定支持,提升供应商药材品质供应商评价。舆情跟踪、诚信档案供应商药材质量分析通过药材质量、检验指标、供货及时率等信息。
三、参评智能制造项目详细情况介绍
1. 项目背景介绍
智能工厂的建设是提高企业竞争力的核心力量,通过建设智能工厂可以满足企业对产品创新开发和企业创新管理的需求,满足产品优化设计和智能设计的需求。一方面提高生产效率、降低不良率从而提升总体经济效益,另一方面通过智能制造的应用突破研发、生产关键技术瓶颈打造具有国内领先水平的新产品,进一步巩固和提高公司在行业内的竞争地位。
(1)提高工作效率及产品质量,提升企业市场竞争力传统中药制药生产主要以人工配料、人工物流、人工包装的生产方式,由于生产环节人工操作的随意性较大,各工序的误差较大,造成工厂运转效率低下、投入成本高、生产过程各工序衔接性差、人工劳动强度高等行业共性问题。通过智能工厂的建设,实现了各车间的生产设备互联互通,全流程物料运输服务,实现生产的少人化管理,提升生产效率、技术水平,降低能源、资源消耗,对于提高企业市场竞争力具有重要意义。
(2)提高智能化水平, 降低人工劳动强度传统中药制药生产以人工为主,随着环保要求的不断提高、世界级竞争力的加大,如何应对外部环境的威胁和政治环境的要求而得以生存,如何解决企业生产、经营管理中的诸多问题以便适应市场、社会的发展和需求,这些都是亟待解决的必要问题。公司通过智能工厂的建设,提高生产线智能化水平、降低人工劳动强度,实现企业可持续发展,促进行业可持续发展水平。
(3)降低生产能耗,促进行业绿色可持续发展。华润金蟾现代中药制造智能工厂项目通过采用超大容量冷冻离心机、高速往复式铝塑药主机、 自动液剂异物检查机、 自动配料、智能搬运、自动灌装、打包等生产系统等先进设备和工艺措施,使得能源利用率有了大幅提升。并通过 MES、 ERP 等系统的无缝集成,实现了设备资源的合理配置,减少无效的设备动作,不但可以降低能源消耗,同时可以减少设备磨损。 智能工厂的建设,减少了能耗,对于促进行业的低耗能、绿色化进程,引领行业可持续发展具有重要意义。
(4)探索智能制造新模式,引领行业升级转型。公司建设智能工厂是响应《中国制造 2025》明确提出“加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展,把智能制造作为两化深度融合的主攻方向,在重点领域试点建设智能工厂及数字化车间”的要求。公司以智能工厂建设为契机和突破点,为探索中药提取与制药智能新模式打下基础,通过打造具有标杆意义的智能制造示范工程引领行业转型升级。
2. 项目实施与应用情况详细介绍
华润金蟾公司不断在管理上求创新,在加入华润三九的体系后, 为顺利接入三九总部智能工厂管理体系,华润金蟾经过多年信息化发展,大胆引入信息化管理理念和创新管理思路,对老的信息系统不断更新,并在组织机构设置上专门成立了信息管理室,有专业的信息化专业技术人员负责信息化运维,同时不断地加大信息化投入,企业保持持续业绩增长。公司各部门共同协作,推进公司智能工厂的建设,同时也积极向智能制造方向努力。目前公司具备了一定的两化融合的基础设施和条件,也取得一定的成果。建成了信息化管理体系,覆盖销售、生产、供应链、配方、工艺、设备、质量、人力、财务等管理过程,极大的提高了核算能力和业务合作的效率。

智能工厂建筑物及信息化规划蓝图
智能工厂包括生产协同决策、 生产管理和生产执行三层,各层之间通过信息网络进行联通,实现数据共享、智能调度、生产过程控制以及车间监测与管理。其中生产管理层完成产品实验、生产工艺仿真与优化、生产任务指定、任务下达、原材料分类统计等任务。生产管理层完成任务的分解、跟踪、监督及各个环节的衔接,实现生产流程实时数据采集与可视化,现场数据与生产管理软件实现信息集成; 生产执行层可以动态的分配数控加工任务给任一自动化加工设备,实现生产流程实时数据采集与可视化、设备的状态管理。工厂针对中药产业的瓶颈,构建国内首个中药跨产品分布式数字化工厂,构建从生产、营销到使用全生命周期的数字价值链,带动和提升中药行业整体技术水平。

智能制造系统架构设计图
此外,通过工业以太网,智能工厂将各个独立的自动化生产物流设备接入到车间的通信网络中,并建立一个网络化的自动生产时监视和管理平台,进而实现远程监控、故障诊断和维修等功能。
(1)数据采集与监控系统建设情况
数据采集与监控系统架构图、系统建设和运行情况工厂配有监控管理中心,对每个生产步骤实现视频与生产线同步管理,工艺参数实时可见,数据管理集中控制。生产设备运行状态监控具有自诊断、报警系统。当有故障报警时操作人员可以再现场的任一终端站点及时发现故障源。当设备运行时,无论手动或自动控制模式,只要故障发生系统将显示故障报警并提示故障产生的可能原因。操作者可对报警进行应答及排除故障后复位,并通过颜色区分哪些报警已做了复位,哪些报警只是做了应答,并形成故障报警及修复记录。对生产现场的所有资源进行监控和数据采集,包括对设备、工艺、物料、人员、班组、质量检测结果等信息的实时采集和收集归类分析及报警等操作,在车间现场,支持多种终端输入方式(触摸屏,条码枪,键盘等)。支持设备状态监控,为管理者提供图形界面,在线查看各台设备的当前状态,包括执行中、空闲、准备中、停机中;并提供设备状态进一步的详细信息,包括设备属性、图片、执行中的订单信息、工序信息、物料信息、操作者信息和消息信息、停工原因。支持生产操作记录跟踪,工人的每次操作记录都在系统中有详细的记录,包括操作的开始、结束时间,获得的成品数量、废品/返工数量、废品/返工原因,操作者的编号,使用的设备。

数据采集与监控系统架构三维界面
生产设备作为公司制药的核心要素,其运行效率是影响效率最直接的因素。因此,加强对设备运行状态的监控,析设备故障的原因显得十分重要。通过建立设备运行安灯系统,将其与 MES 系统建立互联互通,对关键生产线实施 24 小时间断监控。

设备运行监控系统

设备运行管理系统
在物联网技术下, 现场监控实时反馈大量信息数据,通过对这些数据进行存储于处理可随时追溯工厂物料流转方向及使用状况。同时,建立了工厂物流通道监控系统,以视频方式反馈物流运输过程。各车间关键设备配备了设备运行管理系统或安灯系统, 并接入 MES 系统,已具备以下功能:
工位作业管理——工位呼叫,集中事件呼叫。
设备运行管理——故障、运行状态、维护信息。
信息可视管理——通过 MES 看板,显示呼叫信息、故障信息、停线信息。
质量呼叫——通过广播,呼叫质量信息。
设备呼叫——当设备故障时,通过广播进行呼叫。
维修呼叫管理——通过维修 MES 看板,显示维修信息。
公共信息管理——通过信息显示屏,显示各种公共信息。
(2) 现场数据采集与分析情况
1)现场数据采集
运用数据采集系统,通过智能云采集终端、智能流量计、酸碱监控仪等带远程采集功能的 PLC 等数据采集器、 嵌入式软硬件等进行数据采集,采集范围包括能耗数据、设备运行状况、产品加工状态等,数据采集后自动上传数据一体化管理系统。系统充分挖掘分析、优化生产工艺及产品性能。通过对各车间生产及故障数据采集分析,对生产过程工艺进行优化;通过产品监控诊断、维护数据采集分析,对产品设计进行优化。

数据采集终端记录与报警情况
产品检测方面引进进口的高精度监测设备,利用机器视觉系统对可见异物进行检测。当安瓿到达旋瓶位置时,旋瓶电机高速旋转被检测物,使得被检测物高速旋转,进入光电检测时,通过刹车制动,使得被检测物停止旋转,而瓶内的液体热备份在旋转,此时被检测物体进入光电检测区,光源照射到被检测物上,工业相机对被检测物高速拍照。经过多幅图像进行比较,如果被检测物内液体含有可见异物,即可判定为不合格品,检测结果不受瓶壁影响,通过工业相机采集到的图像还可以判定液位是否满足要求。分瓶装置由出瓶拨轮、出瓶蛟龙、分瓶器组成,其把不合格品与合格品区分开自动进入相应的区域,自动化程度高,漏检率和误检率很低, 提高人效,保证产品质量。
2)数据监控与分析
a.实时生产监控:通过采集全厂各生产过程控制系统(包括生产单元、 环保设备等)的实时生产数据,建立实时/历史数据库平台,对采集的生产过程信息进行处理和监视,对各生产流程进行统一的监视和管理。

工厂数据采集流程图
b.趋势分析:实现测点参数历史趋势调用、曲线对比分析等功能,显示方式包括流程图、棒图、趋势图、参数列表、图形、曲线功能。
c.监测与报警:实现当前报警、最近报警、历史报警、报警分类查询和报警设置等功能。可以对主要运行参数、越限状态进行报警显示和记录,同时可以查询某一时间段运行参数越限状况等相关功能。
d.事故回放:当设备出现异常,系统能够提供历史趋势和画面回溯等多种方式回到历史工况,为事故分析体统数据支撑。
e.测点监控:实现测点异常报警、诊断,并提供给一线操作人员,为快速定位修复测点提供条件。
3.先进控制系统建设情况
(1)先进控制系统架构图、系统建设情况

控制系统架构图
通过对制药生产线的自动化控制,使整个中药生产过程自动化、可视化、制度化、标准化。通过对提取罐、双效浓缩、单效浓缩、反应釜、储罐、公用系统检测等单元的自动化控制,并将各车间生产的其它单体自控系统如:出渣系统、投料 LED 显示系统等通过通讯方式纳入整体的控制系统中,结合中药提取工艺特点,各单元按工艺要求进行自动化控制,同时通过批次判断控制单元间物料转移,保证生产流程的流畅运行。并具备异常报警、联锁,提高生产安全性,进而提高生产管理水平及生产效率,保证产品质量,为提高公司中药产品提取生产中的工艺品质控制水平,展现企业的现代化,为实现一流的智能化生产奠定技术基础。

控制系统界面
(2)关键环节实现自动控制与在线优化的总体情况建设投料 LED 显示系统,自动实时抓取产品品名、批号、生产状态等信息显示在投料 LED 屏幕上。智能工厂将信息、网络、自动化、现代管理与制造技术相结合,在各个车间形成数字化制造平台,改善生产的管理和生产等各环节,从而实现了敏捷制造。MES 是智能制造的核心,通过数字化生产过程控制,借助自动化和智能化技术手段,实现生产控制智能化、生产过程透明化、制造装备数控化和生产信息集成化。
4.制造执行系统(MES)和企业资源计划系统(ERP)建设情况
(1)制造执行系统(MES)
通过与南京黑湖网络科技公司共同开发 MES 系统, 建设以MES 系统管理排产、配方、称量、设备、库存、质量、电子批记录等管理等管理活动,包括 MES 系统软硬件设计、系统功能开发及与 ERP、 WMS、 LIMS、 SCADA 的业务集成。

现代中药制药 MES 系统使用界面
现代中药制药过程生产数据均由 MES 系统抓取,生产任务由 ERP 系统下达至 MES 系统并执行。

现代中药制药 MES 生产数据看板
(2)企业资源管理系统(ERP)
公司使用的企业资源管理系统是总公司统一配置的, 在功能方面覆盖到了财务、销售、采购、研发、 生产管理、仓储物流等企业的主流业务。集成了一套完整的业务流程,将企业内各部门的数据按需整合后再依据不同的需要进行分析和计算从而辅助各职能部门做出科学的管理决策,全面提高企业的抗风险能力综合竞争力。

公司 ERP 系统界面
1)财务管理子系统
财务管理系统由总账、报表、应收账、应付账、固定资产、工资管理、成本核算等组成。账务子系统是财务管理的一个核心部分,为企业管理提供必要的财务信息,以反映企业的经营成果和财务状况。它不仅可以指导库存、生产、采购、销售等系统的管理,还可为领导决策提供重要的信息来源。应收账款子系统可直接由销售系统产生的发票和定金自动生成凭证,记入账务系统。应付账款子系统帮助用户有效地管理应付款,计划和控制资金的使用。电子报表系统和账务处理、工资管理、固定资产管理、资金管理等各系统完善的集成,使繁杂的报表管理工作一次定义,自动完成;丰富的报表设计功能和灵活的取数函数使其成为财务人员开发专用功能的工具。

财务子系统业务处理流程图
2)采购管理子系统
ERP 的采购管理帮助采购人员控制并完成采购物料或产品从采购计划、采购申请、采购订单至到货接收、检验入库的全部过程。可有效地监控采购计划的实施,采购成本的变动及供应商交货履约情况,从而帮助采购人员选择最佳的采购策略和供应商,确保采购工作高质量、高效率及低成本地进行,使企业保持最佳的供货状态。
采购管理系统与生产、库存、应付账管理及成本等子系统有密切的关系。由生产、库存等的需求产生采购需求信息,采购需求信息也可由生产等其他部门直接下达,只要将请购项目合并下达即可自动生成采购单。采购物品收货检验后可按已分配的库存货位自动入库,并及时更新库存,物料的采购成本计算和账款结算工作由应付账款子系统完成。

采购子系统处理流程图
3)
人力资源管理子系统
目前企业之间知识和技术的竞争已转化为人才的竞争。人力资源管理实现对企业中人的管理、立足于科学性、规范性以及信息的标准化。力求达到对人的有效管理、从而提高劳动生产率,促进生产发展。
人力资源管理系统可以实现本企业劳动人事管理方面的各种信息的统一管理,可为其他部门提供基本人员信息,从而实现各个部门对相关数据的统计和查询。人力资源管理完成了企业人事的基础管理,可以使企业有足够的精力投入到更高层的人力资源开发和运用中。
智能工厂信息通信系统与网络结构
智能工厂网络通信系统用于实现企业资源管理层、 生产管理层、现场设备控制层之间的互联互通。在企业资源管理层上,通过将 ERP 系统、 DCS 系统等进行互联,实现数据共享,建设企业大数据中心平台。在生产管理层上,通过工业以太网将 DCS 系统、 MES 系统、ERP 系统等进行互联。在现场设备控制层上,利用通信协议转换技术,实现各通信实体一自动化生产设备之间的信息交换。

智能工厂通信系统与网络结构图
企业资源管理层与车间管理层之间采用以太网相连, 生产管理层与现场设备控制层之间采用过程现场总线相连。企业资源管理层通过云化的 MES、 LIMS、SCADA、 DCS、大数据、溯源+区块链等,实现了信息数据共享,覆盖从中药种植、提取、制剂到终端消费者的全生命周期的信息抓取,系统服务器用于存储及管理订单信息、生产计划信息、设备作业及检测反馈信息、以及现场设备运行状态信息。车间管理层通过以太网分别与设备、生产监控系统相连,负责生产现场的信息管理,其可以通网络查询服务器中存储的派工计划并将作业及检测信息上传至服务器中。生产监控系统直接从服务器中查询工单生产进度,并实时显示,同时可根据需要实时查询各条生产线生产设备的运行状态,并以参数方式显示。现场设备控制层与现场的每条生产线相连,每条生产线由独立的总控 DCS 控制,同时由该 DCS 采集设备运行状态数据通过现场总线上传至服务器中。同时工业以太网使用 TCP/IP 网络协议,采用端到端的高速数据交换,统一解决了工业网络的纵向分层和横向远程的系统问题,使信息实现从底层设备到上层管理软件的完全集成,以满足各车间的实时通信要求以及与上层企业信息网集成的需要。
数据采集与监控系统与 MES 系统集成的技术方案建立基于企业资源计划管理系统(ERP)的信息管理平台和生产系统的实时监控平台,在 ERP 生产计划指导下通过制造执行系统(MES)控制现场智能制造装备,实现智能生产设备与
信息管理系统的高度集成。生产过程中采用条形码及移动扫描终端对物料进行自动化配送,将 WMS 与 MES 系统集成,利用计算机系统对现代化物流设备进行统一管理,智能化物料配送,提高生产效率。采用“一物一码”在线自动检测,在原辅料供应、生产管理、仓储物流等环节采用自动检测设备实时记录产品信息,建立完善的药品质量溯源体系。以信息双系统和智能设备高度集成构建包括计划、 执行、控制三个层级的智能工厂信息模型。
(1) 生产决策层:由 ERP 系统、 MES 系统组成,产品需求确认、生产计划、任务下达、原材料分类统计、采购管理以及销售与服务。
(2) 生产管理层: MES 系统由一个 ES(工程师站)、若干个 OS(操作员站)、大型可编程控制器、冗余通讯网络等组成。根据上层管理系统所指定生产计划,完成任务的执行、跟踪、监督及各个环节的衔接、控制等,实现生产流程实时数据采集与可视化,现场数据与生产管理软件实现信息集成。

数据采集与监控系统与 MES 系统集成方案
(3)生产执行层: DCS 数控系统对用户来说就像一个统一的整体,系统对多种通用的物理和逻辑资源整合,可以动态的分配数控加工任务给现场设备,是提高设备利用率,降低生产成本的有力手段。
MES 与 ERP 集成方案
ERP 系统和 MES 系统集成采用中间数据库的集成方式,通过建立中间数据库用来存放两个系统要交互的数据,以实现共享数据格式统一定义和相关属性的匹配,进而实现数据抽取。ERP 系统和 MES 系统按照共享数据格式要求分别向对方开放一些中间表和视图,供彼此获得所需信息,系统集成主要包括如下几部分功能:

系统集成架构图
(1) ERP 系统向 MES 系统提供生产任务数据,作为 MES计划排产来源;
(2)通过 MES 系统向 ERP 系统提供限额领料需求,以实现系统自动领料;
(3) ERP 系统向 MES 系统提供物料清单的信息,使各个车间及时了解生产准备情况;
(4)通过 MES 系统向 ERP 系统提交完工入库信息,以实现系统自动入库;
(5) ERP 系统接收 MES 系统提供的零部件完工信息后自动核实生产计划,使生产管理人员及时掌握生产任务进度。
全生命周期数据统一平台
智能工厂采取“全生产链追溯”的追溯模式, 公司将信息化系统相关数据连接至制药质量监控平台。 上传数据包括提取原料、生产、加工、流通、消费等供应链环节消费者关心的公共追溯要素,建立生物药品安全信息数据库。同时,该系统还具有强大的市场数据,用户信息采集和处理功能,通过药品全周期追溯系统的整体综合运用,将提供药品企业的跨国界、跨省市、区域、门店的销售数据,对于信息集中管理与分享,起到了良好的作用,为企业未来略和市场决策提供了全面有力的数据支持。
全生命周期数据平台软硬件系统分为工厂物料流、 物流控制层、信息采集层三个层级。 工厂物料流是物料智能输送的基础,通过传感器建立地面控制系统,实时反馈路线状况信息; 物流控制层通过建立任务调度策略、路径选择策略为物料输送提供支持;信息采集层以二维码、扫码枪、工位计算机以及小车等物理硬件之间的信息交互反馈实时信息。

物流信息链软硬件系统框架

工厂物流物流信息化系统架构
工厂物流作为生产过程的重要环节,公司根据中药生产、灌装、包装的工艺主线,建设了一个由原材料库、 包装品库、 工艺参数库、检测参数库等为主的数字化仓储、智能化的物流线(主线物流和线内物流)。利用二维码码技术,对仓储系统各原件进行扫码感知,物流执行控制系统对各站位反馈信息进行实时分析,确定各执行终端的需求,实现精确配送。
(1) 生产过程采用自动识别技术设施的情况
生产过程中采用二维码及移动扫描终端对物料进行自动化配送,将现代物流系统与 MES 系统集成,利用计算机系统对现代化物流设备进行统一管理,智能化物料配送,提高生产放率。
(2) 物流设施及设备
根据不同产品,制定不同配料清单,物料齐套并进入排程的生产订单, ERP 系统安排订单所用物料清单、生产线体、排程套数,以及在生产线体的装配工位、配送频次、包装规格等信息,计算出原材料配比,并传递给 MES,等待库房配送料。 MES 接到配送指令后,按照 MES 系统作业点设置(主要包括库房的库位区域信息),按照先进先出等原则自动分配库存批次给配送指令单,并生成电子拣配指令,分发到库管的手持机,由库管拣配扫码出库,交给配送工配送到指令单上指定的接收工位。
( 3) 物流系统自动化、柔性化和网络化特征
工厂搭建了物流信息系统,以仓库管理系统作为核心信息系统, 上行连接企业管理信息平台 ERP、 MES 系统,获取物流出入库计划、物料信息等,并上传库存变化信息等;下行连接仓储控制系统,下达货物上、下架指令,并依据获得的指令返回结果更新系统库存信息。生产过程中采用条形码及移动扫描终端对物料进行自动化配送,将现代物流系统与 MES 系统集成,利用计算机系统对现代化物流设备进行统一管理,智能化物料配送,提高生产效率。
( 4) 二维码技术应用情况
针对工厂物流需求,对一些实体信息进行标签赋码:
1)物料信息。在运输过程中, 使用扫码枪感知物料品种,上料、卸料时间等关键信息,以便中央控制系统发布相应的控制指令。
2)工位站点。在各个工位站点建立数据标签,以便物流管理人员正确感知当前的位置信息,寻找目标工位。
3)操作人员。将操作人员信息与条码实时绑定,实现工作状态实时记录。
(5) 采用智能化技术设备实时记录产品信息情况
华润金蟾以打造纵向一体化,打通信息流,以制造模式为切入点,通过新技术赋能,实现生产过程质量可视可控、成本可视可控。公司通过打造智能制造体系导入卓越管理体系,在 ERP基础上构建智能制造管理与信息系统。完成 MES(制造/执行生产系统)、 LIMS(中药数字化实验室管理系统)、中药溯源系统等多个现代中药药品数字化管理系统。
通过系统的上线,实现从生产计划接收、生产批次执行、物料管理、质量控制管理、供应链管理、销售管理等关键业务的信息化管理。通过信息化建设,规范化的制造过程,集成化的产品管理,数字化的设备运行和维护,精细化的质量控制,可溯化的制造过程。 LIMS 系统规范实验室内部管理,有效管控质检资源,人员操作和异常情况,提升产品质量;仪器信号的自动采集,提高实验室自动化能力;提高分析数据的综合利用 率和时效性,挖掘分析数据的潜在价值;实现质量数据共享,打通上下游检测信息。
3. 效益分析
公司紧密围绕《中国制造 2025》中中药相关领域,同面向我国的中药市场需求与行业转型升级需求,开展跨区域现代中药智能制造新模式的探索与示范。实现中药的智能化提取/浓缩/制粒/干燥系统、自动检测、智能化包装、智能调剂销售等核心智能加工产线、装备、设备层面的突破;针对中药产业的瓶颈,构建国内首个现代中药制备分布式数字化工厂,构建从生产、营销到使用全生命周期的数字价值链,带动和提升中药行业整体技术水平。华润金蟾借用总部信息化平台,推动公司智能制造体系的建设,通过生产流程与生产设备的进行信息交互,使生产管理和质量人员能够通过数据信息对产品进行监测、控制生产作业流程,确保生产过程可控,同时高层管理者能够通过过程数据信息辅助进行生产经营决策。公司打造以“ERP 为基础、以 MES 为核心”的新模式智能化应用体系,集成大数据平台,使用大数据的形成共享,推动中药产品的数据库建设。目前,华润金蟾的智能制造体系包括生产( MES)、检验( LIMS)、仓储( WMS)、设备( SCADA)等系统集成,同时利用溯源系统和区块链技术,实现药品全程质量可追溯、数据可追溯、产品可追溯,大大提升了中药的可靠性和安全性。从 QEHS 角度即质量、安全、环保、职业健康、节能减排等以保证最终药品质量,使得研发和生产的药品首先能满足药品监督管理局的管理要求,其次是药品以最快的速度、最低的成本和最优的质量占领市场。
(1)创新点
1)智能制造模式国内领先:本项目将先进的智能制造管理方式和技术引入药品生产领域, 成功解决了工厂各车间、生产与管理间的的数据采集、监控、上传,克服了传统方式中只靠人工采集的多种弊端,以及采集信息无法有效上传到上层业务管理系统形成的“信息孤岛”问题。增强了信息在企业传输的速度以及时效性,提高了数据采集的正确率。
2) 智能工厂的实施应用解决了底层智能装备、 上层应用管理系统以及企业资源管理系统之间信息交互集成的问题,实现了对生产过程的数据采集和过程控制,系统运行稳定,功能齐全,操作、维护简单方便,可配置性良好,在企业试点运行过程中取得了很好的应用效果。
3) 华润金蟾以华润集团信息化战略为指导,结合华润三九企业战略,以组织能力提升为目标,整合企业内部资源,建立统一的 ERP 业务数据运营平台,落实以运营中心为核心的管控模式,实现总部标准流程在下属业务单元的统一;同时推动金蟾智能工厂试点,建立生产执行管理、仓库物流管理、设备管理系统、客户关系管理系统;从而提高华润三九整体运营效率、降低成本、加快市场响应速度、改善客户服务水平,增强核心竞争能力。
(2)可复制性
针对 ERP、 MES、 LIMS、 WMS 等系统中生产数据进行建模,形成数据中心。完善的生产运营数据,通过模拟仿真,最终实现物理工厂到虚拟工厂的完全映射,实现虚拟现实的完全模式仿真,实现远程监控分布式智能工厂实时状态。利用云技术,在云平台上搭建 MES,提高应用系统高复用性,不同产线可复用。整体提升现代中药生产透明化、数字化、智能化水平。以仓储管理系统为基础,建立满足 GMP 要求的仓储标准化管理体系,逐步实现单体园区物流整体协同管理,最终实现集团内部多园区多业态协同的供应链整体信息化、数据透明化、执行合规化。
智能工厂数字化管理系统建立集生产管控、质量控制、设备监控等一体的生产监控指挥中心,对生产制造全过程进行实时动态的一体化管理控制,实现品质与效率的提升。
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