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亨通力缆:建设“一网双平台”,引领电缆行业数字化革新

2025-01-24e-works整理

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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

       江苏亨通电力电缆有限公司(简称“亨通力缆”)成立于1995年9月,注册资本149500万元人民币,是亨通集团旗下的一家主要生产电力电缆的重点高新技术企业。公司正由生产型企业向生产服务型企业转型,建立了产品集成化开发体系,正在形成电网传输、海洋工程、新能源、智能电网、建筑楼宇、轨道交通、 矿用电缆七大系统线缆解决方案,成为业内领先的综合系统配套服务供应商。

       亨通力缆先后通过国家CCC认证、ISO9001质量体系认证、ISO14001环境管理体系认证、ISO45001职业健康安全体系认证以及测量管理体系认证、知识产权贯标管理体系认证、电能认证、煤安认证,并通过TUV欧美市场产品准入认证等。

       截止2022年底,公司已申请专利363项,其中PCT及境外专利申请24项,发明专利申请153项,现拥有有效专利108项,其中有效发明专利46项,有效PCT专利4项。

       目前公司居于中国线缆行业最具竞争力企业10强榜首,并被评为中国最具创新力企业、国家大型工业企业、江苏省创新型企业、江苏省优秀企业、江苏省两化融合示范企业、江苏省民营科技企业、江苏省出口基地骨干企业等荣誉称号。
 
江苏亨通电力电缆有限公司
图1 江苏亨通电力电缆有限公司

二、企业在智能制造方面的现状

       亨通力缆装备有芬兰NOKIA交联生产线、德国TROESTER挤橡生产线、德国SKT同心绞、美国HIPO局放测试系统等一系列国际先进设备,并在业内率先导入了SAP、MES、APS等多种信息化管理系统,通过自主研发改造设备,包含铁路安防电缆智能生产线、YTTW防火电缆配套设备、风能电缆生产线、CCV高速交联生产线、自动物流车等设备,在行业内保持装备领先的竞争优势。并通过以工业互联为基础的人工智能物联网建立,实现包括智能化生产控制中心、智能化生产执行过程管控、智能化仓储/运输物流、智能化设备及生产线集群、以及信息安全管控等环节的智能工厂。

       在工业化方面,亨通力缆的智能化、自动化设备总数约160台套(产线),其中车间生产设备采用现场总线、以太网、物联网控制系统等信息技术和控制系统进行数据联网的设备量合计约124台套(产线),占智能化、自动化设备总量的90.1%,通过建立交联智能集控平台、地链输送系统、ABB码垛机器人、德国SKET同心绞、CCV高速交联生产线、全自动立体库、产品检测人工智能图像识别等技术及设备的研发应用。

       在信息化方面,建立订单全流程信息化,以CRM系统满足全球客户需求收集,IPD导入和PDM实现个性化定制,SRM产业链协同(订单、生产过程、采购交付、质量、BTB客户交付协同),通过SAP下达订单,APS/MES满足个性化/规模化(柔性)生产;叠加亨通物联网、边缘计算、大数据、人工智能等自有技术,构建边云协同的海量数据采集和分析应用的服务体系。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

       1.项目背景介绍

       亨通力缆将在“中国制造2025”总体规划的引导下,依托集团上市公司的优势资源,突出品牌优势,以三化(精益化、信息化、智能化)出一化(国际化),一化(国际化)带三化(精益化、信息化、智能化),打造高效生产的智能化、数字化工厂,助力亨通集团进入世界500强。

       项目建设目标:

       ●以数字化工厂为导向,以智能化改造为基础,进一步促进数字化转型,激发企业发展新动能,重点打造集线上交易、支付结算、仓储物流、供应链金融、数字化运营、智能深加工服务功能为一体的全产业链服务平台。

       ●以数据为核心,进一步优化业务流程、调整组织架构、利用新型技术提升数字化运营、精准制造、柔性生产,使运营水平、盈利水平和成本控制水平达到战略规划目标。

       2.项目实施与应用情况详细介绍

       亨通力缆按照集团规划,聚焦典型数字化应用,在设备智联、生产智控、大数据管理决策、协同制造等方面深度耕耘。以工业互联网平台为核心,将设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地连接融合起来,形成跨设备、跨系统、跨厂区、跨地区的互联互通。

       公司深入实施CRM、SAP、SRM、PM、ECM、APS、MES、QMS、LIMS、TMS、OA、WMS、TMS、KPI、CAPP、国网数据维护(RPA)、销售订单自动应答系统等信息化系统,利用新型技术提升数字生产、智能制造、精益制造能力,实现各大系统与三大平台(力缆分析集控平台、亨通工业互联网平台、国家电网电工装备智慧物联平台)间信息流和数据的高度集成,使客户端、生产端、供应链端信息互融,实现车间内外部资源交互协同,实现订单全流程的高效互通、智能生产、快速交付、数字化运营管控。

       1)建设具有敏捷高效生产管控能力的数字化工厂

       通过数字化工厂,自动化生产设备的SCADA、PLC系统实现连网,建立力缆集控分析平台,实现生产数据的自动化采集、智能分析;通过挤塑机集中供料系统、填充绳自动物料系统、塑料自动物流系统、自动立库、码垛机器人系统、AGV等,实现车间和产成品高效物流系统。

       通过MES、SAP、APS、LMIS、PM、QMS、ECM等及IT系统集成,实现产品研发、制造、质量管理过程线上和数字化运行。

       通过IT和OT的集成、5G通信传输,工业网络、工业软件、工业云和工业大数据支撑,达成生产数据的自动化采集、智能分析,推动电力电缆生产制造全过程敏捷高效生产,实现生产效率的提高,合格率的提升,运输效率提升,降低人工劳动强度,制造成本的降低。

       通过ECM系统,将研发成果输出(包括结构图、成品检测报告、工艺流程图、新产品试制工艺文件、定额表、BOM、试制文件等)集中在同一平台管理,并作为生产过程的技术文件输入。

       基于IPD研发管理体系,通过PM系统,以客户诉求和用户反馈为起点,加强设计制造一体化,提升设计、制造效率和质量,对研发过程进度进行管理,持续缩短产品研发周期,从而优化产品生命周期管理,提升公司产品服务水平及用户满意度。

       通过KPI绩效考核管理系统,采用报表系统线上填报,系统分析输出汇总报表,减少手工统计报表时间填报内容每月20日锁定,填报后不能修改,修改或变更需走数据变更流程,设定上报的数据格式校验,保证数据合理和有效性。

       通过智能成品立库、光伏成品盘智能包装码垛系统,、AGV自动物流系统的导入,降低员工劳动强度,提升工厂自动化水平,提升物流效率,减少人工成本。

       主要涉及系统项目建设如下:

       1、设计生产一体化管理(IPD、PM、ECM、MES、LIMS)

       通过SAP系统下样品订单,关联到PM系统“SAP订单号”;在PM系统里完成产品研发项目全过程的实时管控,包括样品订单的基本信息、项目立项、项目实施、验收总结、项目后评价、项目报表等。

       产品研发项目的研发过程文档,研发成果通过ECM文档管理系统实现共享互用及研发技术的知识管理。

       研发产品转生产时,通过ECM文档管理系统将输出的产品设计文件包,导入MES系统进行工艺配置(工艺设计、产品结构维护、工艺路线维护)。

       通过MES系统将研发产品订单生成生产订单调度,在MES系统里完成样品试制,从而实现设计生产一体化管理。
 
亨通电力电缆设计生产一体化蓝图
图2 亨通电力电缆设计生产一体化蓝图

       PM系统主要功能:利用PM系统完成【新产品、新技术、新投资】项目的研发过程管理,包括:项目立项、项目实施、验收总结、项目后评价、项目报表;项目实施资料(基本信息、项目成员、项目目标、成果输出、进度管理、风险识别、变更管理、沟通管理、会议纪要、状态报告、实施完成)
 
PM系统
图3 PM系统

       设计生产一体化:(ECM、产品设计软件、MES)

       在CCV交联生产过程中,通过定制的maillefer ncc_win产品设计软件集产品设计、配方生成和下载、自动控制、结构检测于一体,全过程实现自动转化。

       ECM:(项目管理、项目准备阶段、蓝图设计阶段、系统实现阶段、试运行阶段、上线支持阶段、验收管理阶段
 
ECM系统
图4 ECM系统

       工艺配置:(工艺BOM、工艺路线、产品结构)

       MES系统中的工艺管理模块,将工艺中严格按照国标、企标或其他标准的数据在MES系统内进行标准化工艺配置管理,达到产品型号及规格标准管理。
 
工艺路线维护
图5 工艺路线维护
 
产品结构维护
图6 产品结构维护

       与国网协同研发:通过MES与程析Lims系统集成,向国网客户开放接口,工艺路线、工艺参数、工艺变更、工艺水平能力等相关技术数据与客户高度协同,作为客户协同研发的数据支撑,工艺经验与产品实现研发协同管理。

       2、生产排程数字化:(SAP、APS、MES系统)

       SAP系统生产订单根据计划单下达后,集成给MES系统,MES的完工情况反馈给APS。通过系统集成,从SAP等上游系统读取主生产计划后,利用APS进行自动排产,按交货期、精益生产、生产周期、最优库存、同一装夹优先、已投产订单优先等多种高级排产算法,自动生成的生产计划可准确到每一道工序、每一台设备、每一分钟,并使交货期最短、生产效率最高、生产最均衡化。
 
生产订单调度
图7 生产订单调度

       3、生产作业数字化(APS、、MES、LIMS、SCADA、OA、力缆集控分析平台)

       通过MES系统与APS的订单对接,与设备OT系统集成,实现订单下达、计划、排产、生产执行、设备管理、质量管理、报工打码、入库管理的全流程数字化管理。

       MES实现功能:基础数据、工作流、采购管理、销售管理、库存管理、生产工艺、生产计划、生产制造、生产领料、生产入库、质量管理、车间核算、零星领料、车间触屏、库存触屏、员工、财务基础数据、MES接口查询、江苏亨通力缆JSERP、远程监造、销售订单等。
 
销售订单评审
图8 销售订单评审

       Lims系统:客户采购订单、生产订单、销售订单、排产计划、工单、原材料检、原材料基础信息、原村料批次、出厂试验、成品信息、供货单信息、视频监控、数据导入等。
 
生产订单详情
图9 生产订单详情

       力缆集控分析平台:关键工序生产线安装大量传感器,实时探测温度、压力、负载、状态等关键数据,根据参考数值和大量的历史数据进行分析,一旦某个工艺参数偏离标准工艺,及时进行报警预判,提示相关人员进行及时处理。
 
力缆集控分析平台(生产驾驶舱)
图10 力缆集控分析平台(生产驾驶舱)

       4、质量追溯数字化(QMS、MES、电工装备智慧物联平台)

       亨通力缆实现了对整个生产流程的质量监控及追溯,计划生产时,订单开始在MES系统进行开工作业,通过PLC接口将设备关键参数采集到数采服务器,通过摄像头将关键工序生产过程将录像保存到NVR,同时关联生产订单的原材料检验数据、过程检验数据及成品检验数据集中发送至汇聚服务器。在智慧物联平台可进行生产过程的实时监控和历史追溯,生产过程出现与平台设定的标准值出现偏差,及时发出报警由技术人员现场确认解决问题后警报取消。

       电工装备智慧物联平台可实现生产过程透明化管理。运用图像识别等人工智能相关算法,对生产过程中产品状态、质量进行分析判断、监控预警,如交联偏芯自动检测仪、电缆表面缺陷智能识别装备等,从而提高生产效率、产品质量。
 
质量管理
图11 质量管理

       5、生产管控数字化(SAP、APS、MES、WMS)

       MES系统对工厂内所有制造过程进行管控,包括:生产制造基础数据管理、作业计划管理、生产车间现场管理、生产物料管理、质量管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等环节,完成与SAP、WMS、数据采集系统、集控系统集成,能够做到及时协调与实时控制,保障生产过程稳定运行,实现高效生产与智能分析。
 
生产管控(生产订单调度)
图12 生产管控(生产订单调度)

       6、物流管理数字化:(APS、MES、自动配送系统、TMS)

       利用自动物流技术,结合RFID技术应用,开发完成工厂内部立体仓库,降低厂区半成品及成品运输调度时间,提高资源利用率。

       利用TMS物流管理系统,配合物流跟踪卡,实现产品发货过程智能管理,物流运输过程可实时跟踪。通过基站+GPS双重定位,100%精准定位,运输轨迹实时上报,货物/车辆动向实时掌控。
 
开销售发运单(MES)
图13 开销售发运单(MES)
 
运输任务单(TMS)
图14 运输任务单(TMS)
 
可用的送货计划(TMS)
图15 可用的送货计划(TMS)

       7、生产设备管理(SCADA、PLC、MES、SAP)

       通过运用西门子SCADA(WINCC)平台,实现对各类生产设备、检测设备等数据采集,各工序系统通过PLC系统、OPC系统、现场仪表接入通讯环网中,分析数据并建立数据展示模型;在关键工序安装监控,将数据存储到NVR。与MES和SAP系统相连,将排产信息-工艺配方-设备参数绑定,生成实时数据曲线、历史数据曲线、历史数据报表,保证所有数据的稳定性、完整性和统一性。
 
生产设备(MES)
图16 生产设备(MES)
 
设备产能(APS)
图17 设备产能(APS)

       2)建立亨通工业互联网平台

       自建亨通工业互联网平台,采用基于OpenStack的云平台架构开发,能够兼容第三方云平台,同时实现PaaS和SaaS的高级服务。平台的远程可视化信息架构以工厂智能化、车间远程可视化为核心,实现工厂与客户间信息流的打通。

       通过建设统一的远程可视化展现平台,便于公司内外部相关人员分权限查看订单信息、生产制造信息、质量信息、工艺信息、现场视频信息。建立元数据管理机制,建立数据模型,来提供视频处理、视频直播、数据采集、数据同步等底层组件,便于远程可视化具体应用的快速开发,提供系统接口。对内对接公司内部各类信息系统、设备、SCADA等系统。

       亨通工业互联网平台以工厂智能化、车间远程可视化为核心,实现工厂与客户间信息流的打通,支持向海内外客户提供远程监造、远程厂验的服务,同时满足公司内部经营管理需要,将来进一步用于监控OEM以及材料供应商生产过程以及质量。

       3)接入国家电网电工装备智慧物联平台

       通过运用国家电网电工装备智慧物联平台,预测产品的过程控制,基于工业互联网平台采集的实时生产、设备状态数据,利用人工智能分析系统对不同数据类型区别处理,形成产品生产数据建模,对生产过程异常参数进行在线分析、监控预测和纠错,最终实现产品整体生产过程智能管控,实现国家电网对工厂生产、检测及试验设备信息全程实时采集,并依据设定的参数阈值对制造过程自动监控及预警,打造“透明工厂”。
 
国家电网电工装备智慧物联平台
图18 国家电网电工装备智慧物联平台

       4)上线CAPP-商务-生产一体化系统

       通过CAPP系统将线缆结构设计、成套工艺编制、尺重表定额计算等工作在系统上自动生成相关的文档和报表,实现降低技术人员的工作量,提高技术设计效率、提升技术管理。在CAPP系统完成产品结构设计基础上,实现销售报价系统、CRM系统、SAP系统、MES系统集成应用,实现产品定额共享、报价转订单,订单转生产的集成应用,避免数据重复录入,实现信息共享。
 
CAPP系统功能架构图
图19 CAPP系统功能架构图

       通过CAPP建设,强化产品数据管理,系统化提升提高业务运行效率,降低企业运营成本,进一步深化一体化管控体系、推动管理创新,最终实现定额线上管控→线上报价→CRM合同关联→SAP下单→MES技术定制→工艺文件SOP→成品检验标准。
 
CAPP-SAP-MES系统架构
图20 CAPP-SAP-MES系统架构

       项目分二个阶段实施:

       第一阶段建设内容:线缆结构设计管理(CAPP)、销售报价与商务一体化。

       通过CAPP系统的建设,将目前技术部门关于线缆的结构设计、成套工艺编制、尺重表定额计算等工作全部由Excel转移到系统上进行完成,通过技术系统辅助工程师完成设计任务,并自动生成相关的文档和报表,实现降低技术人员的工作量,提高技术设计效率、提升技术管理的目标。

       在CAPP系统完成产品结构设计基础上,实现销售报价系统、CRM系统、SAP系统、MES系统集成应用,实现产品定额共享、无合同则报价转订单,有合同则报价转合同到合同转订单、订单转生产的集成应用,避免数据重复录入,实现信息共享。

       第二阶段建设内容:BOM及工艺自动派生、临时工艺、生产工艺管理(SOP)、采购规范、检验规范。

       在CAPP第一阶段的基础上,CAPP系统自动派生标准BOM及工艺路线等数据,实现CAPP系统接受MES系统定制订单,配置临时工艺下发至MES系统。根据产品制造工艺流程开展产品工艺设计,形成产品加工过程中的工序管理、工序关键参数管理、快速生成电线电缆制造过程中的工艺文件及生产工艺参数、原材料检验规范、产品检验规范,实现工艺数据、技术规范的数据化管理、提高工艺信息的准确性和一致性,使工艺数据、技术规范实现共享和应用,做到工艺文件生成、维护、审核、查询、版本追溯、权限分配,再到工艺卡片输出的全过程工艺管理,最终指导生产、采购、和质量。

       5)上线销售订单自动应答系统

       销售人员在与客户谈判或预接订单时,在CRM里通过客户订单交期预查询实现交期查询以及答复客户。

       销售订单下到生产排产后,通过企业微信推送,告诉销售哪个订单开始生产,预计交期是多少等。

       销售订单整单完成或分批发货部分完成时,如果订单长期未发货,通过企业微信推送销售人员以及相应的领导。

       发运装车发出后,销售人员能收到微信消息推送,告诉他的订单发出了多少货、司机电话、车牌号码等信息。
 
维护产能组
图21 维护产能组

       3.效益分析

       亨通力缆实施SAP、PM、MES、APS、CRM、SRM、TMS、ECM、QMS、OA、CAPP、RPA等系统,利用新型技术提升智能制造、精益制造能力,实现各大系统间流程和数据的高度集成,使客户端、生产端、供应链端信息互融,实现车间内外部资源交互协同,实现高效互通、智能生产、快速交付,数字化运营,推动亨通力缆营收的大幅上涨。

       取得的成效:

       ●随着亨通力缆两化建设,信息系统的部署、公司数字化运营管控能力提升效果明显,近几年在公司厂房面积不变的基础上,实现了产值、销售等大幅增长。

       ●实现整体生产效率提升,运营成本降低,产品不良品率降低,能源利用率提升。

       ●亨通力缆已全面使用SAP、CRM、SRM、OA、PM、ECM、MES、APS、WMS、TMS、CAPP、RPA等信息系统,实现数字化业务流程管理、数字化车间的敏捷制造管理能力。

       ●荣获《江苏省示范智能车间》、《苏州市智能工厂》、《江苏省智能工厂》、《江苏省智能工厂》。

       ●打造成为“一网双平台”智能工厂,实现智能化管理模式,打响“苏州制造”品牌,为整个电缆行业数字化、智能化转型树立标杆。

       ●借助先进的工业互联网技术打造行业领先的新一代智能工厂,围绕“生产集控中心、自动仓储及物流、智能化设备及生产线集群、数字化可视化生产现场”来打造现代化智能工厂,实现车间生产设备操作、生产执行管理、经营管理及决策三个层面全部业务流程的智能化闭环管理。

       ●响应国家碳达峰、碳中和的“双碳”政策,通过数字化建设,达到节能减排的效果。2020年获评江苏省绿色工厂,2021年获得绿色电力购买证明、绿色企业评价证书。

       ●导入AGV自动物流系统、智能成品库、光伏成品盘智能包装码垛系统后,自动化程度提高,人力成本降低,生产效率提高。
责任编辑:程玥
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