本文为“2024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2024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
南京化纤股份有限公司(简称“南京化纤”)是一家国有控股企业,专注于化学纤维的研发、生产和销售。公司主营业务涵盖粘胶纤维和Lyocell纤维等高性能纺织材料的制造与销售,产品广泛应用于纺织、服装、家居等多个领域。南京化纤凭借过硬的产品质量和持续的技术创新,在行业内具有较高的市场知名度和竞争力,是国内化纤行业的知名品牌之一。
作为国内纤维制造领域的领军企业,南京化纤坚持以技术创新为核心驱动力,持续提升产品性能,注重绿色环保和可持续发展。Lyocell纤维作为公司重点产品,因其生态友好、高强度和多功能性,深受市场青睐,是公司拓展高端市场的核心竞争力之一。此外,公司还不断优化粘胶纤维的生产工艺,提升产品附加值,以满足多样化市场需求。
南京化纤始终秉承“以质量求生存、以创新求发展”的经营理念,紧跟行业发展趋势,积极探索数字化和智能化的创新路径。未来,公司将进一步优化资源配置,推动业务多元化发展,致力于成为国内化纤行业的标杆企业,为推动行业转型升级和区域经济发展作出更大贡献。
图 南京化纤股份有限公司
二、企业在智能制造方面的现状
南京化纤公司紧扣智能制造与信息化发展的趋势,积极推进数字化转型,全面部署了OA系统、ERP系统、MES系统等核心业务系统,覆盖研发、生产、质量、销售、采购、财务等全流程。通过系统集成和数据互联,公司实现了设备状态监控、生产计划优化、质量追溯以及能耗管理等智能化应用,大幅提升了生产效率和产品质量,同时降低了运营成本。在营销与售后领域,通过客户信息整合和销售数据分析,优化了市场响应与服务能力,全面支持企业高效运营与业务持续发展。
三、参评智能制造项目详细情况介绍
1. 项目背景介绍
随着互联网、信息化技术的高速发展,云计算、大数据、移动互联、物联网、智能制造等管理理念不断向企业日常管理渗透,硬件设备智能化程度日益提高,加上国家“中国智能制造2025”政策强势倡导,很多企业已经走上“管理升级、智能改造”的信息化升级之路。
目前,南京化纤已架构了ERP 系统(含销售管理、采购管理、物资管理、人力资源管理和财务管理等)、办公自动化OA 系统,特别是办公自动化系统还接入了控股子公司的DCS 系统与监控系统,信息化应用比较全面。然而,生产制造环节尚未应用信息化系统,车间实时数据未能实时采集,ERP 系统尚未与其他信息化系统实现集成运行。为了有效提高生产效率、优化资源配置、提升产品质量,公司亟需实施数字化转型和智能制造项目,为集团的数字化转型提供技术支撑,确保公司在智能制造领域的持续领先地位。
2. 项目实施与应用情况详细介绍
在全面推进数字化转型的战略背景下,公司以提升运营效率和降低成本为核心目标,实施“南京化纤数字化转型和智能制造项目”,主要实施项目有中心集成机房建设项目、金羚生物基莱赛尔工厂全流程条码化管理系统建设项目、生物基工厂MES制造执行系统一期项目、智慧仓储(一期)项目、MES系统设备模块赋能企业降本增效项目、数字化管理平台建设项目等。
1)中心集成机房建设项目
项目规划了超融合基础设施(HCI)以提升资源利用率和系统扩展性,项目目标是减少系统宕机时间,提升数据处理能力,并为未来扩展提供支持。项目采用了多副本冗余、高可用性技术,确保数据和业务系统的稳定运行。项目内容还规划对现有网络架构的优化,确保业务系统与管理网络的物理隔离,增强安全性。
2)金羚生物基莱赛尔工厂全流程条码化管理系统建设项目
实施应用全流程条码化管理的智慧仓储解决方案,功能主要包括条码配置、条码输出、扫描入库、扫描出库、库内操作、扫描查询、称重系统接口等,不仅可以实现对企业机物料、原材料、产成品的入、出库的扫码管理,还可与当前应用的金思维智慧管理云平台系统进行无缝连接和信息自动共享,使仓储管理更及时、准确、便捷、高效,简化繁琐工作,减少人力处理时间,提高仓储管理效率,将仓储管理提高到一个新层次。
3)生物基工厂MES制造执行系统一期项目
项目旨在提升化纤行业的生产效率和产品质量,通过引入MES(制造执行系统)实现车间生产智能化和透明化管理。项目采用先进的MES平台,集成生产调度、设备监控、质量追溯等功能。通过与设备、传感器及自动化控制系统的对接,建立起全面的生产数据采集和实时监控体系。通过项目实施,提升实现生产效率,增强质量追溯能力。拟通过项目实施,降低公司生产过程中断率,使得生产节奏更为平稳,设备利用率得到有效提升。
4)智慧仓储(一期)项目
规划和实施一套自动化和智能化的仓储管理系统,旨在通过引入RFID和物联网技术,实现物料出入库的实时记录和质量追溯。该项目的目标是提升库存管理的准确性和仓储效率,减少人工干预,缩短作业时间。项目包括仓库管理系统(WMS)的升级与智能化改造,实现物料从出库到入库的全过程追溯。项目在仓储管理中应用自动化设备,如自动分拣机和机器人搬运系统,结合RFID技术实现物料的实时监控。
5)MES系统设备模块赋能企业降本增效项目
该项目将MES系统的设备管理模块作为试点项目,以全面提升设备管理能力为目标,针对设备全生命周期管理中存在的数据孤岛、管理流程滞后及故障维护被动性等业务痛点,制定系统性实施方案,建立MES系统设备模块。项目聚焦于设备数字化台账建立、动态维保计划设计、维修与维保流程优化,以及数据链路的全面打通,力求通过MES系统的设备管理模块实现设备管理的精益化与智能化。
项目建设目标:优化设备管理流程,提升设备运行效率,降低维修成本,从而为实现精益化管理和智能化运营提供有力支撑。在项目规划与实施过程中,公司遵循“以业务需求为导向、以技术手段为支撑”的原则,结合工业软件与智能化技术,科学规划实施路径,确保项目有效落地并发挥实际价值。
项目实施内容:
(1)建立设备全生命周期管理体系
通过MES系统的设备管理模块,建立设备全生命周期管理体系,整合设备从采购到报废的所有数据,形成统一的设备数字化台账。系统支持设备信息的实时更新与动态管理,实现对设备关键参数、运行状态及维保记录的全面数字化跟踪,解决设备管理过程中信息分散、更新滞后的问题。
(2)动态维保计划设计
基于MES系统的高级分析功能,结合设备使用频率、历史故障数据及运行关键参数,优化维保计划。系统通过大数据分析支持动态调整维保计划,从传统的固定周期模式逐步向基于设备状态的动态维保转型。此举可有效提升维保效率,延长设备运行周期,并降低设备突发故障率。
(3)优化维修与维保流程
依托MES系统中的数据分析和预测性维护功能,对维修和保养流程进行重新设计。通过挖掘设备历史故障数据和分析运行状态,逐步向预测性维护转型,减少不必要的维保工序,提升资源利用效率。此模块尤其针对核心设备进行深度优化,大幅缩短设备停机时间,保障生产连续性。
在项目推进过程中,面临了诸多难点,包括设备数据整合难度高、预测性维护模型精度不足、以及系统与业务协同效率低等问题。针对数据整合问题,公司开发了数据清洗和整合工具,设立标准化流程,确保多来源数据的统一性与准确性;针对预测性维护模型精度偏低的挑战,通过扩大数据采集范围并不断优化算法迭代,显著提升了预测可靠性。
6)数字化管理平台建设项目
在设备管理模块的基础上,进一步打通与生产计划、能源管理模块之间的数据链路,实现设备运行状态与生产任务的协同调度。通过数据联通,实现设备使用率的最大化配置,降低生产过程中的能源消耗和时间浪费,为企业的精益化生产提供坚实保障。
在系统协同方面,公司通过优化数据接口及开发实时调度功能,成功实现设备管理与生产计划的深度协同,为企业智能化运营奠定了坚实基础。
3. 效益分析
通过南京化纤数字化转型和智能制造项目建设实施,公司在提升生产效率、降低成本、优化质量控制等方面取得了显著成果。
1)效率提升:通过智能制造和信息化系统的引入,多个项目提升了生产调度效率、降低了设备停机率,并在库存管理和生产调度方面取得了突破性进展。
生产效率提升:生产调度优化后,生产调度效率提升了30%,设备停机率降低了20%。
库存管理准确率提升:项目完成后,库存准确率达到了100%,解决了传统仓储中的数据差异问题。
停机时间减少:通过实施精准的设备维保计划,设备平均停机时间缩短10%,生产计划的执行稳定性明显增强,按时交付率大幅提升,客户满意度随之提高。
质量追溯能力增强:通过系统化的数据采集和质量检测,产品的一次合格率提高了15%,有效减少了返工率和不良品。
管理效率提升:通过设备信息的数字化和实时更新,查询时间由平均30分钟缩短至不足5分钟,维保计划的准确率提升至98%。管理人员能够快速获取设备状态和相关数据,管理工作效率明显提高。
2)成本控制:项目实施有效减少了人工干预和生产浪费,为公司节省了大量运营成本。
维修费用显著降低:通过引入预测性维护和优化维保流程,设备故障率同比下降15%,零部件更换次数减少20%,进一步降低了设备维护成本。
设备利用率和生产效率提升:关键设备利用率提高10%以上,整体生产效率提升约8%,有效减少了生产资源浪费,为企业创造了更大的经济价值。
作业效率提升:仓储作业时间减少了50%,提高了仓库操作效率。
3)数据治理与决策支持:有效推动了数据治理体系的建设,使公司能够通过数据分析进行实时决策,管理效率显著提高。
数据透明化:通过智能化技术,所有物料的进出库流程实现了数字化和自动化,确保了仓库数据的实时性和可追溯性。
安全隐患降低:实时监测与预警机制的引入,成功排查并处理了20余起潜在安全隐患,有效防止了生产安全事故的发生,为企业运营提供了更安全的保障。
资源利用率提升:优化后的资源配置提升了机房的计算与存储资源的利用率,进一步支持了企业未来的扩展需求。
数字化推广示范效应:设备管理模块的成功应用为其他模块的数字化推广树立了良好的标杆,为全面推进智能化和数字化管理奠定了基础。