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四两拨千斤:南通通润全方位打造智能示范车间

2020/1/6    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:智能车间  e-works岁末盘点  智能制造  南通通润  
本文为“2019年度中国智能制造最佳实践奖”参评案例。本次活动将评选出2019年度,在智能制造各领域有实践案例,或者有突出效益的最佳实践工程,全面介绍企业实施智能制造的过程、步骤、重点与难点、获得效益等,分享建设过程中的经验,有效推动中国智能制造应用,供广大制造业行业企业学习供鉴。

一、企业简介

    南通市通润汽车零部件有限公司(以下简称“南通通润”)是常熟通润汽车零部件股份有限公司在海安投资建成的千斤顶生产基地,专业从事汽车配套千斤顶的研发、制造和销售,已认定为国家高新技术企业。公司总占地面积136亩,一期工程于2012年3月在海安正式投入生产,总投资1亿元,配备了现代化的千斤顶生产流水线和功能齐全、能完成国家和行业标准所有试验要求的千斤顶检测中心,拥有专业的千斤顶设计、研发团队。公司执行IATF 16949质量管理体系和14001环境管理体系。

    公司主要生产载重在2吨以下的乘用车及商务车用螺旋千斤顶,载重在2吨至30吨之间的轻小型卡车及重卡用油压千斤顶以及为汽车换轮胎配备的辅助工具类产品。公司产品主要给全球各大汽车厂配套,包括福特汽车、通用汽车、VOLVO汽车等知名汽车公司。产品远销世界各地,并在美国洛杉矶有销售公司,在日本有销售代理,在底特律、德国有物流仓储。在给各大汽车厂配套过程中享有很好的口碑,是福特全球Q1供应商,通用A级供应商,NISSAN的B级供应商。

    公司生产的剪式螺旋千斤顶凭借先进技术、稳定的质量、优质的服务和超高的性价比受到各大汽车厂的青睐。据中国重型机械工业协会统计,公司螺旋千斤顶国内市场占有率约23.4%,全国排名第一;全球市场占有率21.45%,全球排名第一。

南通通润办公大楼

图1 南通通润办公大楼

车间总览图

图2 车间总览图

二、企业在智能制造方面的现状

    目前,南通通润已实施示范智能车间管控系统,实现千斤顶制造过程中的全部数字化管理与控制,包括生产计划、作业派工、库存等管理以及设备联网、数据自动实时采集、工业大数据分析、决策支持和现场看板化展示等。在生产过程中,从组装-装配-检测-电泳-装箱-打包等流程全面实现自动化、数字化、网络化、智能化。

    该智能车间共建设6条千斤顶自动装配生产线,产线内设备台套总数为15台套,其中智能化、自动化设备为14台套,占比93.3%。车间内自动化、智能化设备联网数12台套,车间内自动化、智能化设备联网数占自动化、智能化设备总数的85.7%。上线实施MES系统,并实现与ERP、DCS、PLC等系统的集成运行。采用条码管理系统实现在北美福特产品物流管理中使用,并实现产品单件条码化管理。通过自主研发千斤顶装配及检测智能一体化设备、建设智能检测中心和上线质量管理系统,产品质量信息可在线自动检测、自动记录及报警。集控系统提供温湿度监测管理,具有温湿度数据采集、显示、存储、统计报表、打印、告警等功能。建立管控一体的企业能源管理中心和能源管控平台,主要用能设备实现实时监测与控制。创建软硬件安全运行环境,确保网络安全应急响应、实时恢复及安全可控。

    同时,智能车间与ERP系统、条码系统、MES系统、EDI接口系统、供应链管理系统等外部信息系统实现联通,可实现车间内外数据实时接收、自动反馈。智能车间集成应用了ERP、条码系统、MES系统、EDI接口系统、供应链管理系统等信息化系统,实现车间智能化管控。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

    1.项目背景介绍

    近年来,随着移动互联网、大数据、云计算等新一代信息技术的快速发展及广泛应用,汽车智能化、网联化发展趋势已成必然。

    在汽车产业智能化方面,以生产智能化及产品智能化趋势尤为明显。当前,智能制造已被普遍认为是第四次工业革命的核心动力,汽车行业作为制造业中技术含量、智能化程度较高,产业集中度较高的代表,是制造业向智能化转型的先导阵地,汽车生产模式将沿着数字工厂、智能工厂、智慧工厂等路径向前发展,带来的是质量持续不断改进、成本不断下降及技术和管理不断成熟;汽车产品的智能化以当前智能汽车的快速发展为主要代表,智能汽车技术将引领汽车新一轮产业变革,未来将以传感技术、信息处理、通信技术、智能控制为核心。

    同时,在“互联网+汽车”的背景下,汽车产业技术快速升级以及消费者需求不断提升,将自主知识产权的变速器及传动系统的设计、加工、装配等核心技术转化为产品竞争力,进一步提升核心基础部件智能制造能力水平,并集成国产高档机床、机器人、智能传感与控制、智能检测等装备,建立全价值链的离散型智能制造模式将成为汽车零部件企业的智能发展之路。

    公司希望通过实施示范智能车间管控系统,实现千斤顶制造过程中的全部数字化管理与控制,包括生产计划、作业派工、库存等管理以及设备联网、数据自动实时采集、工业大数据分析、决策支持和现场看板化展示等。在生产过程中,从组装-装配-检测-电泳-装箱-打包等流程全面实现自动化、数字化、网络化、智能化。

    通过智能车间信息化项目的建设,充分发挥自动化、数字化设备的优势,实现生产准备过程中的透明化协同管理、智能化的设备互联互通、智能化的生产资源管理、智能化的决策支持,从而全方位地实现智能化的生产过程管理与控制。

    2.项目实施与应用情况详细介绍

    本智能车间建设的根本目的是提升企业在千斤顶产品行业的综合竞争力。

    具体建设工作如下:

    1)开展车间级智能化升级改造,建设一个“剪顶自动化总装智能车间”,装配14台智能设备,并实现车间设备的互联互通。智能工厂建成后将引进全自动装配及组装生产线、在线检测设备、装箱机器人、全自动打包机等设备,建成从原材料输入到产品直接输出的智能制造生产线。

    2)实施MES系统,设备全部连入集控平台。该MES系统在实现设备信息自动采集、基于工业大数据分析与管理的基础上,实现智能化的生产过程管理与控制,从6个方面打造适合中国国情的智能车间。

    ●智能计划排产,从计划源头上集成ERP,进行精细化的排产。

    ●智能生产协同,从生产准备过程上,实现物料、刀具、工装、模具、工艺的并行协同准备。

    ●智能的设备互联互通,实现数字化生产设备的分布式网络化通讯、程序集中管理、设备状态的实时监控等。

    ●智能资源管理,包括对物料、设备、刀具、量具、模具、夹具等生产资源进行精益化管理、库存智能预警等。

    ●智能质量过程管控,对影响产品质量的生产工艺参数进行实时采集、控制,确保产品质量。

    ●智能决策支持,基于大数据分析的决策支持,形成管理的闭环,以实现数字化、网络化、智能化的高效生产模式。

    系统分别从计划源头、过程协同、设备底层、资源优化、质量控制、决策支持等6个方面着手构建智能车间,实现全面的精细化、数字化、智能化的管理与控制。

    3)开展大数据分析,让管理“智上加智”

    生产管理是个不断优化提升的过程,信息化也是一个不断深入挖掘系统价值的过程。在系统运行一段时间后,企业积累了大量的生产、设备等工业大数据,这些数据就是企业进行深挖潜力的金矿。公司基于深厚的制造业知识,对这些数据进行深入的挖掘与分析,反过来再优化生产过程,全面打造“工业自动化+管理数字化+决策智能化”的新一代智能工厂。

    智能车间具体情况介绍

    (1)智能装备应用情况

    南通通润“剪顶自动化总装3号线智能车间”共建设6条千斤顶自动装配生产线,产线内设备台套总数为15台套,其中智能化、自动化设备为14台套,占比93.3%;其中工业机器人数量为12台套,为企业智能制造和技术创新提供装备保障。

    此前,通润公司通过与高校对接,进行产学研合作,已自主生产出5条自动化生产线;2016年,公司的技术团队又自主研发出世界上唯一的一条智能化生产线。该车间组装、加油、检测、在线实验等工序全部实现自动化,单个工序时间只需要10秒钟。

    (2)车间设备联网情况

    目前,智能车间内自动化、智能化设备联网数14台套,车间内自动化、智能化设备联网设备12台,占自动化、智能化设备总数的85.7%。

南通通润车间设备互联互通情况

图3 南通通润车间设备互联互通情况

    (3)生产过程实时调度情况

    公司于2018年上线实施了金思维MES系统,该系统基于增强企业快速响应市场能力,提高生产效率、提升产品品质为目标,以实现生产过程透明化为抓手,规划建设车间排产、过程管理、实时监控、质量管理、生产追溯、设备管理六大功能,如图4所示:

生产过程管理

图4 生产过程管理

    该MES系统涵盖了实际生产制造过程中绝大部分业务过程,从计划指令的下发,生产执行,过程巡检和成品入库管理,通过系统进行业务流程优化和约束限制,保证业务执行高效稳定。

    (4)物料配送自动化情况

    公司采用条码管理系统,条码管理在北美福特产品物流管理中使用,在生产入库前需将实际条码扫描进入系统,同时在销售发货时也必须通过扫描自动校验实际发出的货物是否和系统条码一致,要符合先进先出原则,真正实现实物管理和信息管理完全一致和同步的数据集成管理。

    公司条码管理系统实现与手持移动扫描终端的集成应用,通过物料条码标签、移动扫描终端等实现了物料流转的自动化、信息化和柔性化。

    公司目前已实现产品单件条码化管理。通过在产品上喷印唯一标识的条码,在装箱时进行扫描识别。实现生产数据与管理业务的无缝连接,减少产量统计的工作量,增加生产数据收集的及时和准确性,避免整箱漏装等低级错误。并且实现与箱条码的绑定,为后续按箱、按产品标识码进行生产数据追溯提供了可能。

车间二维码扫码

图5 车间二维码扫码

来料管理中,ERP自动推荐库位

图6 来料管理中,ERP自动推荐库位

    3.效益分析

    南通通润智能车间建成后,生产智能化程度大幅提升,劳动强度大幅降低,车间人数大幅减少,工作环境明显改善,生产效率明显提升;不良品率显著降低,产品质量明显提升。具体运行成效如下:

    1)智能车间组装、加油、检测、在线实验等工序全部实现自动化,单个工序时间只需要10秒钟。

    2)实时、准确的排产优化制造资源的利用,车间人数由改造前的77人到现在的65人;大大提升了生产产能,车间产量从280万台提升到350万台,产能由改造前的60082万元上升到72543万元。

    3)通过示范智能车间创新改造后,车间不良品数量降低到0.1%。

    4)从自动到智能,让通润公司的标准化生产能力有了巨大的提升,产品质量的稳定性和可靠性也有了足够的保障,深得通用、福特、沃尔沃、上汽等著名汽车生产企业的信赖,牢牢掌握着国内60%、世界20%的市场份额,成为全球千斤顶行业智能化生产的领军者。

    5)凭借“零次品率”,南通通润公司通过全球80%汽车主机厂家的体系评审,是福特Q1供应商,通润全球质量优秀供应商。

责任编辑:程玥
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