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
安徽省航嘉驰源电气有限公司(简称“航嘉驰源”)成立于2015年7月9日,是一家从事家用电器专用配件及模具研发,生产和销售,通过不断提升注塑、冲压、模具、智能产品设计的技术能力,致力成为一站式智能化控制产品制造&解决方案的服务商。经过多年发展,公司构建了多元化的产品体系,包括精密结构件部件系列产品、精塑结构件部件、机器人类产品和充换电柜产品。
公司立足与电力电子技术,专注电源、储能、散热产业,推动技术进步,引领产业低碳发展的企业使命,以技术创新为手段,质量保证为基础,秉承“成为受尊敬的企业”愿景,致力于有质量、可持续的进步与发展,为合作伙伴和社会不断创造价值! 努力夯实基础,持续改进,提高企业素质。2024年,省内市场占有率20%,营业收入突破5亿元。未来2025 年实现省内市场占有率15%。营业收入突破6亿元,增加劳动就业人员达 40 人左右,增加专业设备600万,实现净资产成长率50%以上。
图1 安徽省航嘉驰源电气有限公司
二、企业在智能制造方面的现状
按照公司实现“园区数智化”的整体推进规划:基于对制造业的研究和技术运用,通过自动化和信息化的融合,在资源整合、实时采集、信息系统集成、自动控制、多平台联动和先进制造等技术支持下,满足公司多业务、多平台的发展模式。对外实现协同的供应链,对内配合订单流,建立实用高效的信息系统平台,打通与设备互连,智能化生产运行,实现制造现场可视化,自动化、信息透明、控制系统可视的智能制造系统。平台业务包括智能工厂、智慧园区,整体项目的规划与实施,提高了企业生产能力、减少人力成本,增强企业核心竞争力。
截止2024年底,公司信息化、数字化涵盖了制造核心基础业务及园区管理辅助业务,其中制造核心业务,与计划、生产、车间、库存、客户端等业务紧密相关,通过 ERP 系统、CRM 系统、MOM系统等系统与产品销售信息与生产信息对接,建立了需求、生产研发、物流、运营等环节的内部集成和供应链集成。通过数字化建设,实现了制造价值链中各利益相关者的价值增值。通过产品和服务的融合、客户全程参与,构建了从PC端、移动端、现场端的全方位、多层次、多组织的数字化管理场景的智能化管理与服务型制造体系。
三、参评智能制造项目详细情况介绍
1. 项目背景介绍
随着企业规模快速扩大,产业链不断延伸,企业管理模式发生了深刻的变化。这对公司生产管理经营工作提出了新的要求,为了支撑企业战略实现,这需要对公司依次完成对核心业务流程进行梳理和优化。
数字化转型是复杂的系统工程,不只是简单的信息系统或设备的堆叠建设,而是要借助新一代信息技术,对公司作业模式、管理模式、运营模式和商业模式进行优化和创新。这就意味着数智化升级是一场深层次的变革,涉及到流程、组织、IT的改变,涉及到人的行为和意识的改变,需要全面分析、统筹谋划、分步开展,更需要一套行之有效的管理机制为这场长期的变革提供持续保障。进而,基于按照公司实现“园区数智化”的整体推进规划,实施全流程业务数字化运营管理升级。
图2 合肥科技园数智化规划
项目依据“总体规划,分步实施,流程优化,业务整合,循序渐进,持续改进”指导原则,在实施过程中分为三个阶段目标进行推进:
第一阶段为基础建设与完善,从0 进入变革规划,通过外部合作和自主开发方式结合,可持续性的应用系统,完善基础性硬件投资,打造标杆应用示范。
第二阶段为功能过渡制造管理模块样板建设完成,该阶段以核心系统建设为基础,梳理公司的定制化需求,完善核心系统各业务模块的功能,逐步将公司各个信息化系统上到核心系统中。
第三阶段为成熟系统并深入升级优化,在企业完成统一的应用架构部署,各系统间能够实现良好的信息流转和共享,公司的大多数业务都能够在这个平台上良好的运作,持续优化系统功能,实现现场工艺与自动化、信息化的协同配合,构成了面向制造的全流程运营框架,提供全方位多层次、多组织、多平台的数字化管理。
图3 智造产品地图
经过多年的系统性搭建与经验,航嘉探索出了有效的实施方法论。平台的搭建不是一蹴而就的工作,公司需要根据现状及未来战略发展考虑自身的智造整体框架,结合企业的规模、管理、流程、市场情况,制定一个可行的基础建设规划,然后分成若干阶段来实施,实现生产现场的设备、模块、单元、信息系统之间的相通与联动。自动化的前提是工艺的精益化,信息化的前提是流程的标准化,建立智能制造模式,首先要确立基础业务流程的管理模式,企业人员需要开放的思维,要用现代科学的管理理念实现企业生产模式和管理模式的创新。同时在智能制造推进过程中,需要正确处理好业务与信息化的关系。从规划层面需要对系统战略框架与公司的发展规划、业务角色的定位、职责的定义、流程的合理性、有效性等进行深入的探讨,从执行层面需要高层的强制推行和操作层的有效引导。与此同时,建立有效的配套执行标准和规范、绩效的综合评价等机制,保证现场的执行,才能使智能化投入和产出的均衡,凸显最终效益。
2. 项目实施与应用情况详细介绍
1)全面协调的标准化过程,实现制造运营数字化管理
深化MES应用,推进仓库WMS系统的实施,通过 ERP 系统、MES 系统、CRM 系统、WMS系统多系统之间的集成整合,包括从需求、生产研发、物流、运营等环节的内部集成和供应链集成。构建物联检测方案、标准化SCADA平台,建立测试数据管理系统,实现产品试验、测试、在线检测数据的管理。建立产品数据管理系统,实现产品设计的管理。通过生产过程数字化、现场运行数字化、质量管控数字化、物料管控数字化等,提高了生产效率、控制了产品质量、降低生产成本,构建全流程数字化制造服务体系。
在引入集团自主研发的S-CEO管理软件的基础上, 基于MES、WMS、精益系统等管理系统方案的集成,通过各数据整合、服务运算和互联网集成,结合人、机、料、法、环、测等生产要素,以模块化的方式提供一系列的管理工具的思想,实现智能化、标准化的制造过程控制。设计研发包括MIS(制造信息)、EAM(设备管理)、QIS(品质管理)、CMS(成本管理)、中央综合控制平台等5大系统模块的MOM系统集成:
图4 MIS框架
2)推进现场重资产的数据获取与绩效分析
针对行业特性,现场设备重资产的全寿命管理,建立EAM平台对设备及治工具实施管理,应用场景涵盖PC端、APP端、现场端,实现生产现场设备的联机,生产数据和设备参数的实施获取、数据分析、设备异常预警、保养计划的智能生成、设备体检报告一键输出、设备备件的更换预警等;
基于对设备及治工具实施管理,实现资产管理、设备管理、设备运行状态监控、设备维护保养管理、设备盘点及备件、辅料等信息化流程及指标分析管理,包括设备档案的信息化管理、固定资产价值评估、制造设备寿命预警及保修、设备自动保养计划及预、TPM管理、生产参数的采集及警示、备件管理、设备盘点等;通过设备接口的二次开发或增加传感装备,关联设备展示实时采集数据,进行历史数据分析,设置预警阀值,超过阀值自动报警等,联网设备数据采集率均达95%以上。实现随时随地掌握设备使用状况,科学、客观统计分析设备运行、能耗数据,提供管理决策支持;
图5 EAM系统及设备绩效分析
图6 设备管理备件库存台账
3)建设全流程价值链数据运营管理
公司引入集团自主研发的S-CEO管理软件,采用先进软件技术打通企业原来分散隔离的ERP、PDM、MES、HR、CRM、DSS 等多个系统,打造一个从客户端到供应商、从决策层到执行层、从顾客到企业端充分共享的价值链体系。系统全方位提升企业所处供应价值链的核心竞争能力,使得公司的生产成本、工作效率、流程管控、资产效益等绩效表现得到全面的提升,让企业的管理思想在系统支持下得到稳定的传承,不会因为人员的变动而对企将各种资源、应用与管理全面整合,注重对全局管理的控制和细节管理的把握,注重“透视化”管理和对数据的统计分析,使企业在业务不断变化、数据不断增长的环境下,能及时有效的洞察信息价值的变化,进而主动获取到有价值的信息,做出最合适的决策。
图7 全流程系统总体架构
4)建设多层次的透明化的运营指标池
绩效管理的最大问题是如何衡量绩效的水平的高低,即如何将规划与实现结合得出反映实际情况的绩效得分。一般来讲绩效水平的高低要与规划值或公司期望值相比较要得出绩效分,规划值是各部门按期规划设置的目标值,该目标值带有很大个人盲动,一方面由于规划值是绩效分的计算依据,部门在制定目标时会偏低,另一方面,目标在实现过程中会出现很多意想不到的问题,导致目标与实际相差远。
图8 指标结构图
基于以上考虑,系统中将绩效指标分为两个概念,其一是PPI 指标,只针对其制定年度和月度的目标规划值,该规划值由具体部门或个人提出其可以达到的目标,与绩效得分的算法没有关系。其二是 KPI 指标,是由企业的绩效委员会在PPI 指标的范围内选择可能成本关键绩效指标的 PPI 指标,设置其最低,次低,标准,次高和最高的五段区间对应的得分及完成值,其五段的完成统计值可以与规划值没有直接关系,仅是作为设立五段值时的参考。
图9 指标设置图示
3. 效益分析
在此过程中实现多系统之间的互联整合,公司完成从需求、研发、生产、物流、运营以及园区经营等环节的内部、外部系统集成应用。同时公司在主营业务上家电、新能源控制类产品的独立研发、试验、制造能力得到有效提升。制造能力和质量水平的提高,有力的竞争了家电电控和变频控制市场,抢占了原先省外企业的份额。实现了规模的跨越。
更重要的是,随着数字化系统的正常运转,强有力的研发投入和运营保障,使公司已具备家电、汽车电子控制类产品的独立研发、试验、试制能力。企业整体销售收入比智能工厂建成前增加了38%,单位人员劳动生产率提高了56%,发料、找料效率提升80%,制造周期缩短35%等。
通过信息化建设和服务的融合、客户全程参与,在生产、营销、设计、开发、运营等各个经营环节实现服务型制造,达成了制造价值链中各利益相关者的价值增值。