MES助力实现湘电股份精益制造

发表时间:2018-04-28 作者: e-works整理  来源: e-works
关键字:MES案例 e-works年度盘点 两化融合 湘电股份 
本文为“2015中国制造业信息化应用领先暨最佳实践奖”参评案例。本次活动评选出2015年度,中国制造业信息化领域带来突出效益的最佳实践工程,全面介绍企业信息化过程的步骤、重点与难点、获得效益等,分享信息化建设过程中的经验,有效地推动中国制造业信息化的深化应用,供广大制造业行业企业学习供鉴。

  一、企业简介
 

  湘电集团有限公司成立于1936年,公司一直专注于电力工业、节能环保、清洁能源、矿山运输、城市轨道交通等重大装备的研制和销售,依托于优秀制造品质,公司现已发展成为我国电工行业综合技术优势和产品配套能力的企业之一,是国务院确立的重大装备国产化研制基地,是中国电工行业的大型骨干企业。先后列入全国500家工业企业、中国企业形象AAA级单位、520户国家重点企业。公司目前拥有7家全资子分公司, 12家控股公司(含一家上市公司湘电股份),8家参股公司,5家分公司,在职员工10000余人,公司资产总额达245亿元,年营业额达140亿元。
 

  结构件事业部系湘潭电机股份有限公司旗下集焊接工艺研发、金属材料切割、电焊成型及加工于一体的全产业链大型钢构件制造专业单位,主要为湘电股份、集团以及相关单位提供配套焊装构件。事业部现有职工800余人,总占地面积33943.24m2,生产厂房建筑面积26838m2。拥有下料、钣金、机加工、焊接、去应力、油漆前处理、油漆等完备的工艺流程;拥有包括精细等离子切割机、数控折板机、强力铣、焊接机器人、福尼斯数字焊机等门类齐全的各种设备450余台,年钢材(薄板和中厚板)吞吐量达60000吨以上。
 

图1 湘潭电机股份有限公司
 

  图1 湘潭电机股份有限公司
 

  二、企业信息化应用总体现状
 

  1、基础设施: 湘潭电机股份有限公司(以下简称“公司”)企业园区铺设了8500m的千兆光缆,可接入主干网络的节点达5000余个,现已接入的节点达2000余个。同时建立了企业级的数据中心,服务器达50余台,对核心的应用(像财务系统、OA系统、PDM系统)的服务器,为了保证其可靠性,都采用了群集技术进行镜像备份。本项目实施的主体是结构件事业部下属的各车间,其网络都已通达到车间的管理科室和生产班组。
 

  2、软件配置: 湘潭电机股份有限公司的产品开发早在十多年前就甩掉了图板,使用的是正版化的CAD软件(二维用的是天河的CAD,三维是SOILDWORKS,CAE用的是ANSYS和ANSOFT);工艺人员使用的是天河和上海思普公司开发的CAPP;设计工艺人员同在思普的PDM系统环境下从事产品的开发和创新工作。大连华铁公司的天为MES系统,则是连接设计工艺及车间现场制造的纽带。
 

  3、 信息化人才:湘潭电机股份有限公司现有信息技术专业人员35人,结构件事业部有7人,结构建事业部近年来开发了内部网站、成本核算、车间生产计划等应用系统并成功组织实施了PDM、CAPP、MES、设备管理系统等管理系统,人员的素质得到长足的提高。完全承担本项目的实施工作。
 

  4、 信息化应用: 公司通过实施OA系统,实现了管理线的无纸化办公;通过实施甩图板工程和PDM、capp系统,实现了无纸化产品设计、工艺以及产品数据的共享;通过用友财务系统的应用,实现了会计电算化;而本项目实施的MES系统,则是连接上层计划与车间现场生产的纽带,通过强调制造过程的整体优化来帮助企业实施完整的闭环生产。是两化融合中业务融合的典型案例。
 

  三、参评信息化项目详细情况介绍
 

  1.项目背景介绍
 

  公司多年来一直致力于信息化建设,近年更是注重两化融合的建设,在计划层和生产现场的过程控制层之间,存在一个信息流上的断层,这就使得管理效益无形中打了折扣。而企业在管理上有强烈需求希望上通下达,管理者希望成为信息明眼人。本项目实施的MES系统(制造执行系统)则是连接上层计划与车间现场生产的纽带,集物料管理、生产管理、现场管理、工时管理、质量管理、辅助决策、报表打印等功能于一身,向上与事业部ERP及PDM系统资源集成,向下与数控套料排版系统集成,通过强调制造过程的整体优化来帮助企业实施完整的闭环生产,协助建立一体化和实时化的信息体系。
 

  2.项目目标与实施原则
 

  项目目标如下:
 

图2 结构件事业部MES平台目标定位
 

  图2 结构件事业部MES平台目标定位
 

  实施原则:
 

  事业部产品基本是按照从下料(下料车间)-零件加工(零件车间)-焊接成半成品交付成品事业部(焊装车体车间)的工艺流程流转,而各车间的业务不同,特别是下料车间,拥有众多的数控切割设备,首当其冲必须考虑MES与数控设备的集成,提高效率。因此事业部在搭建实施MES在统一平台下,按工艺流程所流转车间分步实施,也就是说,近几年来先在下料车间实施MES,然后到零件车间,最后是焊装车体车间实施,最终形成事业部生产控制的大MES平台。具体遵循以下原则:
 

  ⑴数据同源
 

  事业部计划按工艺流程从生产科统一下达流转到各车间班组,形成各车间的车间班组计划。
 

  ⑵平台统一
 

  生产科及各车间在统一平台下对产品生产进行有效管理和控制,使MES系统从计划到下料到零件加工、最终焊装车体存栈的逐步应用,实现MES系统的全流程覆盖。
 

  ⑶充分集成
 

  系统以事业部生产科计划制定为源头设计,通过与事业部ERP(包含产品BOM、CAPP、财务价格数据)集成,在MES系统内生成批量汇总表、成套计划、工序计划等信息指导生产。
 

  与数控套料排版软件集成,套料计划直接输入机床切割生产。
 

  3.项目实施与应用情况详细介绍
 

  本项目在事业部信息化总体规划基础上,着重研究生产制造执行系统及制造执行系统与其它相关业务数据及系统的集成。如下图所示的中间生产管理运行层,选用天为MES系统作为我们的生产控制管理平台将上层工艺设计及计划与下层现场各车间生产班组及数控设备有效连接,达到数字化制造智能化生产的目的。
 

图3 事业部各项管理系统
 

  图3 事业部各项管理系统
 

  详细情况描述如下:
 

  ⑴搭建了一个将上层计划、工艺设计信息与生产现场反馈信息实时沟通的统一的制造管理专业平台 — 天为MES系统,在同一框架下同时服务于事业部生产科、各车间,统一数据源头,统一规划业务流,并通过对流程的不断优化固化,实现事业部生产情况的充分信息交流。
 

图4 MES系统业务流程
 

  图4 MES系统业务流程
 

  ⑵在事业部各车间应用统一的车间计划作业管理控制平台,确保生产科计划在各车间均应用同一界面进行各自车间的作业任务下达,并通过该界面可以跟踪查看其它车间的作业进度情况。业务流通过工艺流程规范内部衔接,统一规划,生产信息从源头环节贯穿于整个工艺流程始终。
 

  ⑶不仅能通过触摸屏派工、开完工进行现场作业信息的采集,更是丰富了终端采集数据的模式,引用手机终端等形式,辅助工人现场的数据填报工作,手机端的完工存栈、手机端的报工操作,使数据采集形式多样,更为方便。
 

  ⑷本项目实施MES系统不仅与PDM、CAPP、事业部erp高度集成,使计划、产品数据、工艺数据直接流入车间班组指导生产,更是与数控车间数控机床高度集成,订单计划直接下到数控机床排版系统生成NC代码直接指导机床切割,大幅度提高生产效率,与两化融合思想不谋而合。
 

  ⑸丰富的报表功能,提高管理者对生产的掌控能力和反应速度,为生产管理与决策提供可靠的量化数据,为提高生产管理水平发挥积极作用,促使生产经营管理由经验管理逐渐向科学精细管理转变。
 

  4.效益分析
 

  搭建了基于事业部的MES统一平台,各车间在同一套系统平台内既可以跟踪查看上游车间的完工进度,又可以同步指导本车间的作业执行,在业务沟通上及各工序协作方面,大大节省了沟通时间,提升事业部整体的工作效率,管理人员在办公室便可以实时跟踪各车间的生产节拍。
 

  通过本项目的实施,使我们的设计图形、制造工艺、生产计划等通过数字化的手段直接传送到车间班组,生产现场也可实时采集生产进度情况、质量数据、人员工作状态等数据进行反馈,这样降低生产计划排产的难度,缩短制造周期时间,大幅度提高了工作效率,达到的精细管理的功能。原有需要纸质传递的数据均可通过MES系统功能进行数据信息传递,如取消成套计划表,取消下料卡,计工票和流程卡的打印,至少全年节约纸张、打印机及耗材5万元,节约人工工资3.5万元/年。缩短时间1/3以上不可估量。特别是通过与数控软件的整合,通过套材和有效管理余料,至少节约人民币150万元/每年,大幅度提高经济效益。
 

  强大的报表功能,提高管理者对生产的掌控能力和反应速度,为生产管理与决策提供可靠的量化数据,为提高生产管理水平发挥积极作用,促使生产经营管理由经验管理逐渐向科学精细管理转变。如:各种生产看板报表,为生产组织、进度控制提供了直观快捷的服务;为财务科成本组设计了实用高效财务报表,直接读取生产成套表并价格刷新,简化了繁琐的手工统计工作。至少提高效率50%以上。
 

  总之,本项目实施在节约成本、缩短制造周期、提高效率、精细化管理上均有很大的提升。项目成功运行,可推广运用至股份公司其它车间部门或其它单件小批量制造工厂,将起到非常现实的示范效应。
 

  四、企业信息化未来发展规划
 

  数字化工厂建设成为当前制造业车间的发展方向,以各种数字化技术的应用为手段.融合先进管理思想,提高生产效率、降低企业成本。因此充分利用现有扎实的数据资源、利用和开拓软件资源、全局规划网络资源,打造一个全新的数字化工厂,努力向现代化的工厂迈进,实现全数字化精细管理,无纸化办公生产的信息化总目标。

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