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北京发那科:MES系统赋能,驱动产业链数字化转型

2025-01-31e-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

       北京发那科机电有限公司(简称“北京发那科”)作为中国数控及工厂自动化领域的专业品牌,见证并深度参与了中国制造业蓬勃发展的30年,始终致力于FANUC全球领先的数控系统及工厂自动化产品及技术在中国的推广应用。产品与服务覆盖了汽车、通讯、电子、新能源、智能制造等先进制造各领域,已有超130万台产品应用于10万多家各行业企业,助力中国先进制造业的转型升级。

       北京发那科始终坚持切实创新和持续管理变革,以“成为智能制造价值型最佳伙伴”为愿景,以前瞻的行业洞察视角、有效的创新方法论、全价值链的解决方案、专业的人才梯队,长期陪伴客户一起成长;共同构建驱动未来的生态联盟,实现人、技术、产品和方案、资源和生态的互通与价值重构,成就行业永续发展,共创“智造无限”。
 
北京发那科机电有限公司
图1 北京发那科机电有限公司

二、企业在智能制造方面的现状

       北京发那科秉承着“成为智能制造最佳合作伙伴”的公司愿景,不仅全力推进公司内部的数字化转型建设,同时也为我们的客户提供了数字化转型的产品和整体解决方案。依托数字化车间建设的坚实基础,我们正深化智能制造转型,持续向更高水平发展。

       CNC生产销售是北京发那科的核心业务,MES系统作为生产管理的核心枢纽,已稳定高效运行并持续得到优化。它紧密连接着各个生产环节,从原材料的入库到最终产品的交付,均实现了全面数字化管理。通过MES系统,生产计划能够精准下达至各条生产线,包括现有的预生产自动线和即将新建的客户化自动线,实时追踪生产进度、质量数据以及设备状态,确保生产过程的高效透明。

       现有的CNC预生产自动线已具备无人化自动化水平,具备720小时无人化运行能力,涵盖了机器人、AGV等先进设备的应用。机器人在物料搬运、上下料以及检测环节发挥着重要作用,它们不知疲倦地重复着高精度的操作,替代了人工劳动,并大幅降低了因人为因素引起的质量波动及生产延误,确保了生产流程的顺畅与高效运行。

       MES智能监控系统作为整个MES的基石底座,如同敏锐的“神经中枢”,全面覆盖了车间的各个角落,对上游业务系统提供广泛的数据。通过分布在设备、生产线以及环境中的各类传感器,它实时采集温度、压力、振动、能耗等关键数据,并利用先进的数据分析算法进行深度处理。一旦数据出现异常波动,系统能够迅速发出精准的警报,及时通知维护人员进行干预,有效预防了设备故障的发生,提高了设备的整体运行稳定性和可靠性,同时也为生产过程的优化提供了数据支持。

       监控系统实现了所有生产设备之间的互联互通。设备运行数据、生产任务信息以及工艺参数等得以实时共享和交互,打破了传统车间的信息孤岛现象。这使得生产管理人员能够在中控室或移动端随时随地掌握车间的整体生产情况,及时调整生产策略和资源分配,确保生产流程的顺畅无阻和各环节的高效协同。

       MES的厂内物流系统,与仓储管理系统与自动化立库、AGV运输等设施紧密配合,形成了高效、智能的仓储物流体系。货物入库时,系统通过条码快速识别并记录货物信息,自动化立库根据系统指令将货物精准存储到指定位置,最大化利用仓储空间。出库时,AGV运输车辆在系统的引导下迅速准确地将货物搬运至发货区,大大提高了货物的出入库效率和库存周转率,有效降低了物流成本,提升了供应链的整体响应速度。

       这一系列智能制造体系的成功构建与高效运作,已然成为企业核心竞争力的关键组成部分,彰显出多维度的深远价值,北京发那科作为智能制造的典范,积极发挥着行业引领作用,为上下游合作伙伴提供了可借鉴的成功范例,推动了整个产业链的数字化转型进程,促进了产业生态的协同发展与繁荣。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

       1.项目背景介绍

       北京发那科长久以来一直非常重视信息化建设,在当今数字化浪潮的推动下,为进一步推动企业信息化建设迈向新的高度,全力打造全面数字化车间,精心策划了一系列关键举措。一方面,对现有的预生产自动线进行全方位的现代化改造;另一方面,积极推进新建的高度定制化自动线项目,旨在借助先进的、高度数字化与自动化的生产管理系统,实现生产效能的飞跃式提升。 

       整条数字化产线融合了尖端信息技术、领先自动化技术及革新的人工智能技术,深度集成了WMS(仓储管理系统)、SAP(企业资源管理系统)、自动化生产线、AGV叉车、数据中台及国际资源(如日本Yellow Page)等核心要素,构建了一个高度智能化、数字化与自动化的生产环境。其优势在于能够实时、精确地捕获生产过程中的各类数据,并运用高效的数据处理算法与智能分析模型进行深度挖掘,为生产决策提供强有力的数据支撑。

       其中MES作为中枢系统具备对生产设备实施24小时不间断监控与精细化管理的功能,通过实时追踪设备状态、故障预警及远程维护等手段,确保设备始终处于最优运行状态,从而精准控制生产流程,确保高效稳定运行,大幅提升生产效率与产品质量。随着公司业务的发展与管理水平的提升,公司将充分利用MES(制造执行系统)这一关键利器,实现生产计划至产品交付的全流程数据贯通,打破信息孤岛,推动生产过程实时可视化管理与精确调度。

       此举旨在促进信息化与工业化在更高层次上的深度融合,加速向“工业4.0”与“中国制造2025”示范企业目标迈进,在智能制造的浪潮中树立行业典范,引领产业升级新航向。

       2.项目实施与应用情况详细介绍

       在北京发那科智能工厂里,先进技术在多个关键领域发挥着重要作用:

       1)数据采集与传输:依靠精密多样的传感器和专业采集模块,精准、实时抓取设备运行关键指标,如状态、工件及加工参数等海量数据,并经稳定高效网络接口传至MES系统,为后续分析管理筑牢数据根基,让企业能敏锐洞察生产动态,及时解决问题,保障生产稳步推进。

       2)实时监控与管理:MES系统凭借强大数据处理和信息交互能力,实时整合生产一线全方位信息,对生产流程进行全面深入监控与科学管理,像“智能管家”般快速预警并解决异常,保障生产效率与产品质量,提升企业市场竞争力。

       3)生产过程优化:运用先进算法和智能模型深度挖掘生产数据,精准定位影响效率和质量的关键因素,据此制定实施优化策略,突破生产瓶颈,实现经济效益与环境效益双赢,为可持续发展增添动力。

       4)故障诊断与维护:MES系统实时监测设备状态和故障信息,进行智能化诊断并生成精准维护方案,如同“专属医生”,减少设备停机时间,确保生产设备良好运行,为稳定生产提供硬件保障。

       在北京发那科智能工厂项目的推进过程中,既需缕清思路迅速抓住项目实施重点,还要在遇到项目难点与挑战时,不断改进提升:

       重点:一是确保各技术系统无缝集成协同,发挥整体优势,实现高效自动化和智能化管理;二是培养和引进一支既精通信息技术又熟悉生产制造工艺的跨学科专业人才团队,可以有效操作和维护智能工厂中各类复杂且先进的系统设备。

       难点:数据安全与隐私保护,大量生产数据的采集、传输和存储面临泄露风险。

       面对这些挑战,我们采取了有效措施:

       1)系统集成方面:我们成立了技术攻关小组,携手供应商共同制定统一的技术标准和规范。经过多次测试与优化,我们确保了各系统之间的稳定、高效互联互通与协同工作,从而充分发挥整体技术优势。

       2)人才培养与引进方面:我们与高校及科研机构建立了紧密的合作关系,设立了实习基地和联合培养机制,以吸引并培养具备信息技术和生产制造工艺知识的跨学科人才。同时,我们组织内部培训与交流活动,邀请行业专家进行授课指导,并鼓励员工自学提升,从而打造出一支高素质的专业人才队伍。

       3)数据安全保护方面:我们投入大量资源构建了完善的安全防护体系。我们采用了加密技术、防火墙等安全措施,对数据存储、传输和处理等各个环节实施严格的权限管理与审计。此外,我们还制定了详细的数据安全制度和应急预案,并加强了员工的安全意识培训,从技术和管理两方面共同筑牢数据安全防线。

       通过这些举措的实施,北京发那科有信心克服各种困难,顺利推进智能工厂的建设与发展。我们将致力于实现企业数字化、智能化的转型升级,开创更为广阔的发展空间。在智能制造领域,我们将持续前行,为产业发展贡献力量,不断提升企业在市场中的综合实力和影响力。我们期待引领行业迈向新高度,塑造更具竞争力的产业格局,以智能创新驱动企业与行业的共同进步与繁荣。

       3.效益分析

       MES系统有效在降本增效方面提升了企业竞争力,统计数据如下:
表1 统计数据
 
统计数据

       其他效益改善如下:

       1.生产效率与产能大幅提升:

       高度自动化:广泛应用智能设备,实现生产流程的高度自动化,显著提升了关键产品的产量,更好地满足了市场需求,增加了销售收入。

       智能排程优化:通过MES系统的智能排程与优化,我们减少了设备的闲置时间,进一步提升了生产效率,实现了降本增效。

       2.产品质量卓越且稳定:

       精准质量控制:传感器与检测设备实时监测生产过程,MES系统分析处理数据,有效识别出不良品,不良品拦截率实现100%,提升了客户满意度。

       质量追溯体系:通过信息化手段实现CNC生产追溯,我们能够快速定位问题根源并进行改进,从而增强了市场竞争力与品牌声誉。

       3.成本降低与资源优化配置:

       人力成本节约:自动化生产减少了人工需求,降低了50%的人力成本,减轻了员工的劳动强度与风险。

       能源消耗降低:能源管理系统使单位产品能耗显著下降,节约了能源成本,促进了企业的可持续发展。

       原材料利用率提升:通过优化技术与控制手段,我们提高了原材料的利用率,降低了采购成本,进一步提升了盈利能力。

       4.市场响应速度与定制化优势:

       敏捷生产能力:强大的柔性生产能力使我们能够快速响应市场需求,缩短CNC定制化周期,提高客户满意度与竞争力。

       5.决策精准性与管理高效性

       数据驱动决策:通过分析海量数据,我们为管理层提供了精准的决策支持,预测设备故障、优化产品与计划,提升了市场适应能力与盈利能力。

       流程优化与信息化:信息化手段优化了管理流程,减少了人工干预,缩短了审批与订单处理周期,实现了精准库存控制,提高了运营效率。
责任编辑:程玥
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