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MES打通橡塑制造企业精细化管理之路

2020/7/7    来源:秦权软件    作者:佚名      
关键字:MES  精细化管理  橡塑制造企业  
通过MES项目的实施,系统性的提升了该企业精细化管理能力,节省了运营管理成本,生产数据准确率达到99%,数据及时率达到100%,为企业进一步实现智能化转型奠定了坚实的基础。
       汽车零部件行业作为汽车整车行业的上游,是汽车工业发展的基础,汽车制造业的竞争很大程度上也是其零部件产业水平的竞争。近年来,国内汽车零部件企业通过技术引进、合资合作、自主发展、多元化投资等相关措施,在装备水平、制造技术、产品质量、管理水平等方面均得到了大幅的提升,但仍面临着种种挑战,随着我国汽车行业供给侧改革力度的不断加大,产品结构调整和更新步伐持续加快,对于汽车零部件企业来说,如何快速的适应变化以应对挑战,已成了亟需解决的重要课题。
 
       某橡塑制造企业专注于生产汽车密封件、装饰件、辊压件等汽车零部件。经过二十多年的发展,已形成橡胶密封条、塑胶密封条、辊压件等三大系列,1000多种规格的汽车密封条产品,覆盖车身各个部位,具备整车全套车身密封条的配备供应能力,完全能够满足整车生产厂商整体配备的需求。
 
       在研发上,该企业已具备了强大的模具、工装独立设计开发能力,能够根据汽车厂商提供的车型数据进行全车密封条的同步开发。设计开发匹配优化的密封条产品,并进行性能模拟分析和预测,提高开发工作的技术能力,缩短产品的试制周期,在行业内具有突出的优势。在产品质量控制上,该企业以主流合资汽车整车厂的质量要求为标准,产品的材料性能、成品性能均达到行业领先水平,公司针对生产过程中的各个环节都制定了相应的质量控制程序,建立了完善的质量管理体系,并通过了ISO/TS16949:2009质量管理体系认证。
 
重压之下,生产管理瓶颈凸显
 
       对于汽车零部件企业来说,整个生产及供应链体系必须与整车厂协同,才能够确保品质、交期的要求。在2015年以前,该企业的产品主要配套本土品牌汽车,与国外品牌汽车相比,本土汽车无论在技术还是管理等方面都具有一定的差距。然而,随着传统汽车企业的竞争压力越来越大,国内汽车行业增长率逐年下降,在重压之下,企业提出了向高端市场转型的发展战略。
 
       随着竞争的加剧,车企正在不断追求更精益化的管理以应对市场挑战,而高端客户对配套企业在品质、成本、交期上也提出了更高的要求,如何以合理的价格提供最佳质量的零部件,有效地提升制造交付能力和成本管控能力成为了摆在该企业面前的难题。
 
       在成本管控上,企业正面临着人员招聘难、培养难,用工成本逐年增加的问题,并且随着人员的增加,管理成本也快速增长。尤其对于生产车间人员,如何有效地进行绩效考核和管控,以充分发挥人工潜力,给管理者带来了不小的挑战,此外,生产现场信息无法实时共享导致生产运营效率低的问题也会导致综合管理成本居高不下。
 
       为了减少人工成本的增加,该企业已逐步进行自动化改造,通过自动化设备代替人工,以减少人工成本增加的影响。但随着设备的增加,对设备的管控也随之带来压力,尤其在车间设备未联网的情况下,无法准确分析并改进设备利用率等问题,并且由于不能及时、准确地记录设备工艺参数和品质数据,对产品质量问题无法进行追溯分析。
 
       在产品质量方面,该企业的大部分客户针对产品的品质提出了更严格的要求,尤其对于品质追溯和先进先出,需要快速、精确地追溯产品生产过程,以便在发现问题产品时,快速锁定问题产品范围和质量问题发生的原因,以往仅仅依赖人工手段进行生产过程管控的方式已无法支撑客户的要求;在效率提升方面,该企业的生产工序主要分为炼胶、挤出、后工序三段,对于生产车间超过20条生产线,如何合理调配原材料、人员、设备等生产要素,加快生产节拍,快速响应整车厂随时滚动的要货需求对于企业来说是不小的挑战。作为以流程型生产为主的制造企业,无法准确、快速、科学地制定生产计划,不能及时对订单生产进度、物料使用情况及在制品进行实时跟踪和管理成为了制约企业交付能力的最大瓶颈。
 
       可以说,无论从企业自身发展还是满足客户需求的角度,该橡塑制造企业都面临成本、品质、效率等各方面的压力和挑战,如果不借助一套完善的生产管理系统,将直接影响公司发展战略的执行。
 
慎重选型,明晰生产管控突破之道
 
       在长期的发展中,该企业早已认识到信息化对于零部件企业的重大作用,已使用金蝶K/3 ERP多年,期间也做了不少二次开发,积累了丰富的应用经验。在决定通过实施应用MES系统来突破管理瓶颈时,为了确保MES的实施对原有的开发及ERP的流程不造成大的影响,无论是对MES系统需求的确定还是MES软件商的选择上,该企业都经过了慎重的考量。
 
       MES必须能够与现有设备互联:在MES应用之前,公司已对现有22条生产线及设备进行了自动化、数字化改造,各条产线都可通过PLC控制,提升了生产品质和生产效率。因此,该企业希望能通过设备联网,实现MES系统与自动化设备间的集成,实现对设备工艺参数、产量、生产速度等数据的实时采集,以便进行分析和考核。
 
       MES必须与ERP集成:公司认为,MES虽然与ERP系统从概念到实际使用情况完全不同,但是ERP有很多数据是可以供MES使用的,包括BOM、物料、工单等,并且ERP的成本核算也需要MES系统提供更加精确详实的信息,这些数据也会用于公司的绩效考核过程中。因此,集成能力成为了MES选型的必要条件。
 
       MES厂商必须熟悉ERP:该公司认为,所选择的MES厂商应对ERP系统必须具备深入的了解,这主要是考虑到如果MES厂商对ERP系统不熟悉,那么在项目实施中设计的方案很难充分考虑现有ERP的使用,并且会增加额外的沟通成本,带来不必要的投入。
 
       MES厂商必须具备信息化整体规划的能力:除了ERP系统,该企业内部还经有多套信息系统在运行,包括HR、OA、SRM、PLM、天然气管理系统、炼胶管理系统等。MES作为新引入的系统必须考虑到如何与其他现有信息化系统相互协作,以减少数据的重复输入,提升数据的一致性,同时,MES系统对管理需求的实现及系统接口的定义也需要规范、合理,因此企业希望MES厂商能够站在公司整体信息化的角度进行方案设计,以减少重复投入,提升整体信息化的效益。
 
       MES厂商必须具备汽配行业实施经验:由于MES的实施不仅仅需要满足企业内部的需求,还要应对不同客户对企业的各种要求,因此,公司希望MES厂商能够具备汽配行业MES的应用经验,以方便实现与主机厂的协同。
 
       经过慎重的考察和比较,从多家国内外MES供应商中,该公司选择了深圳秦权软件。秦权MES在设计之初就考虑MES必须建立在ERP系统基础之上,与ERP系统集成,从制造业信息化整体规划考虑,在遵循ISA95国际标准的前提下,合理设计MES系统及与ERP系统的功能分布和接口,最大化减少用户的投入和应用的复杂度,成为了打动企业的关键。
 
精细化管理,MES开启变革之路
 
       该企业的MES系统实施分两期完成,在一期的实施中,主要针对炼胶车间、挤出车间进行实施,完成MES系统在两个车间的上线,以及实现原材料及半成品仓库的条码化管理、物流配送管理,并且实现MES系统与ERP、HR、OA等系统的集成。
 
       在二期项目中,主要实现后加工工序的MES系统上线以及成品仓的条码应用、RFID应用、仓库亮灯拣货系统应用。

某橡塑制造企业MES系统功能架构

图1 某橡塑制造企业MES系统功能架构
 
       (1)生产排程
 
       由于该公司的产品分炼胶、挤出、后工序三段生产,半成品保质期短,同时库存空间有限。在制定生产排程时,需要考虑到材料的保质期、半成品库存、相同模具的产品合并生产、优先产能的约束、交期约束、白夜班优先级等因素。MES系统上线后,系统在排程时首先针对各段的关键工序进行排产,并按照约束要求将排程精确到了5分钟,其他工序则参照关键工序执行。当生产过程发生异常时,生产排程模块能够自动根据设备采集的数据进行判别,并快速调整产能。
 
       (2)炼胶车间管理
 
       炼胶车间属于流程型生产,产品批量大,因此对投料的控制、保质期管理、检验数据的要求非常严格,MES系统需要实现与设备控制系统、检验设备的集成。
 
       1)投料管理。投料管理能扫码识别物流及批次,做到防呆处理。在具体的应用中,由于物料包装大,搬运困难,所有原料均在来料时粘贴条码,包含物料代码、批次、数量等信息。系统通过无线串口扫描枪扫描物料条码,并根据条码及投料规格要求自动识别物料规格,根据物料批次及先进先出规则判定投料是否正确,如果正确,则通过语音提示“投料正确”,同时通过串口发送开盖指令,投料口自动打开,从而满足防呆的要求。
 
       2)保质期管理、检验管理。胶料的保质期很短,通常以小时计,因此在系统中需要精确到每箱产品的生产日期及时间,并在到期前根据不同状态进行预警,确保胶料处于最佳的使用状态,同时每箱胶料必须注明检验结果及质量等级。系统上线后,胶料半成品在装箱前即进行检验,在检验过程中输入对应的批次,系统自动抓取检验数据,并在胶料箱标签打印时将检验数据、质量等级、有效期等打印到标签上,实现箱标签的精确记录,帮助车间目视化管控。同时通过电子看板等手段展示胶料的保质期及最新需要发出的批次、箱号、位置等,确保防呆的同时也实现发货的自动提示和过期预警。
 
       (3)挤出车间管理
 
       挤出车间主要是通过加热胶料与钢带复合挤出成型,并按照一定长度裁断后形成半成品的过程。在挤出车间,MES主要实现物料自动配送、工艺参数记录、异常停机管控、半成品标签自动打印及自动推送检验单等功能。
 
       1)物料自动配送。MES系统可以统计线边仓的库存及实时物料消耗情况,达到配送需求后,系统自动通过看板发出配送需求及位置;
 
       2)异常停机管控。产线异常停机时,物料自动停止配送,并通过微信发送异常消息给责任人,超时则自动向上级反馈;
 
       3)半成品标签自动打印。为了防止物料标签错误,MES系统可以通过与PLC通讯,当产品切换时,只需要在MES中扫码开工,系统会自动发送工单号到PLC,以自动调整喷码内容并将工艺参数与工单信息关联。同时,为了防止标签打印与实际产品不一致,系统中还设置了自动打印功能,当产量达到标准装箱数后,系统自动打印一张标签,这样即减少了人工操作,又能防止错误的发生。
 
       (4)仓库管理
 
       仓库管理涉及到原材料、半成品及产成品的管控,通过MES系统的实施,实现了仓库货物按箱管控,通过PDA扫码进行出入库管理,同时自动生成ERP单据,完成记账工作。为了进一步提升效率,该企业还在部分仓库启用了RFID产品自动识别系统及LED亮灯系统,代替PDA作业,实现无感出入库,同时自动生成ERP单据。

RFID自动识别系统及LED亮灯系统

图2 RFID自动识别系统及LED亮灯系统
 
       RFID识别系统集成了三色报警灯、语音提示、仓库地图指示等手段。当系统感应到货物出入库,会自动核对每箱货物的状态,当发现有不合格品或者不匹配的产品出入库,红色报警闪亮,同时语音提示说明原因;当正确的仓库作业发生,绿色报警灯闪亮,同时语音提示货物箱数、规格等,并通过地图展示相关的货架,同时货架的LED等会闪亮。
 
       通过MES系统的实施,给公司带来了极大的改善:
 
       1)提升生产运营管理水平。在MES系统实施前,该企业的生产运营管理主要依赖员工经验进行,生产信息无法实时沟通,协同性差,在下达工单时,经常出现库存积压和短缺,影响交货的情况。系统上线后,实现了按有限产能排程,并且考虑到成本最优及交期符合的策略,减少产线切换时间,降低了生产成本,同时半成品库存得到了有效控制;
 
       2)全程双向追溯,加强品质管控。通过对原材料、半成品、成品的生产全过程中的相关人员、设备、工艺参数、质量数据等的记录与追溯,当产品出现质量问题时,能够快速锁定问题产品范围和质量问题发生的原因。此外,通过条码系统的应用,强化批次管理,强调先进先出,避免了人为错误的发生,加强了对产品品质的管控能力;
 
       3)实现数字化生产管控,提升异常处理效率。在系统上线前,公司在生产过程管控上,依赖手工记录产量、工艺参数、物料用量、废品废料数量,工作量大、不够及时,且难以识别和防呆。系统上线后,现场手工记录和报表减少80%以上,通过设备数据采集,结合MES防呆控制,不仅减少填写、统计报表的工作量,更重要的是减少了很多错误的发生。同时,通过安灯系统的应用,实现异常时及时呼叫并记录追踪过程,超时自动反馈到上级,异常处理效率提升了50%以上。
 
       总的来说,通过MES项目的实施,系统性的提升了该企业精细化管理能力,节省了运营管理成本,生产数据准确率达到99%,数据及时率达到100%,为企业进一步实现智能化转型奠定了坚实的基础。
责任编辑:程玥
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