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
火星人厨具股份有限公司(简称:“火星人厨具”)是一家以高端集成厨电为核心业务,“让厨房生活更健康”为使命而进行产品研发、生产和销售的高新技术企业。2010年,火星人以“致力于解决厨房油烟问题”的初衷创立,经过15年的发展,打造了集成灶、集成洗碗机、集成水槽、水槽洗碗机、热水器、集成家居等集成精品。
2020年12月31日,成立十年的火星人成功于深交所上市,股票代码是300894。上市仅半年,就跃居行业上市公司营收第一,并保持至今。火星人实现集成灶行业2021-2024年连续三年全国销售额第一。目前,线下经销专卖店发展2100多家,线上连续多年保持全网集成灶类目销量领先,积极拓展KA、家装、下沉等新兴渠道,打造集成灶行业领先的销售体系。火星人拥有530多亩智慧工业园,7000㎡研发和品质双实验室,累计获得600多件国家授权有效专利,近700项荣誉资质。
火星人以“持续创新,行业领先”的企业总方针,正朝着“成为让人自豪的卓越企业”的愿景不断前进。
火星人厨具
二、企业在智能制造方面的现状
1、信息化建设概览
火星人信息化起步较早,经过了多年努力,已经应用了ERP-U8系统、智能制造平台(APS+MES+WMS+SCADA);商务智能系统BI,实验室管理系统LIMS,产品生命周期管理系统(PLM),全域领航(SCRM+商城),营销TPM&SFA系统,电商ERP系统,物流管理系统TMS,人力资源管理系统-EHR,火星人协同平台(OA),售后服务系统-CSS,智能客服U-Desk系统,火粉俱乐部,官方商场等系统与工具;其中用友U8系统基本覆盖销售、库存、采购、生产管理、成本管理、总账、应收、应付、固定资产等功能;通过智能制造平台实现产线数据互联,实时采集设备参数数据,结合人、机、料、法、环各因素实现行生产计划下达、生产稳定运行;通过帆软BI报表平台开发企业决策相关报表,整合企业内部外部数据,提供全面的实时分析,帮助管理层迅速做出数据驱动的决策。
然而,集成灶行业渗透率逐年攀升,市场前景向好,传统厨电龙头和新兴企业纷纷入局,行业竞争日趋激烈。房地产红利和人口红利逐渐消失,企业红利不得不来自于自身精细化管理水平的提升。2020年上市之后我司加大数字化领域的投入,先后在自动化仓储、智能制造平台、营销中台和智能售后等领域获得多个数字化荣誉。2022年公司制定迈向百亿企业的战略目标,确定以用户为中心,全渠道经营,产品技术领先和卓越运营的核心业务战略。2023年初基于核心业务战略制定数字化战略规划,明确“北极星项目”作为建立支撑百亿规模企业的管理体系的公司级数字化战略项目。
2、智能制造应用场景
(1)在人工智能方面,火星人开发了AI助手人工智能语言模型,可以自动生成人类语言文本响应。它使用了大规模的神经网络和机器学习技术进行训练,能够回答各种问题、完成多种任务,包括自然语言理解、生成、对话等。火星人AI助手通过不断地训练和改进,以提供更加准确和便捷的交互体验。目前在企业员工服务方面,后期将在企业内部及客户开发更多的场景应用。除此外,火星人使用AI智能客服参与产品咨询、投诉、服务咨询和配件咨询各类场景。在系统生成工单后,流转到相应的责任部门进行处理,直至闭环。智能客服机器人利用火星人产品知识库通过机器学习算法进行训练,能够处理多种售后场景,提升售后响应速度,提高用户满意度。
(2)在生产环节,工厂目前建设有自动装配线、自动喷涂生产线、自动焊接生产线、自动冲压生产线、自动立体仓库等专业自动产线。产线大量使用数控机床、机器人以及在线监测系统,所有自动线均已实现互联互通,并于MES系统实现连接集成。公司现有智能化、自动化设备102台,设备联网率达到100%。
(3)在研发设计环节,基于物联网技术,通过各类物联网通信模组,以物联网云平台为核心,对产品终端通过APP实时链接,获取用户的行为数据,并利用大数据技术,进行模型计算,对数据进行挖掘分析及分析潜在价值,分析用户对产品功能的喜好程度,使用的频率、用户所在的区域等,从而对在产品设计提出有效改善。通过虚拟仿真/参数化建模和大数据技术,基于数字化产品结构设计、性能分析、设计过程数据管理、产品数据管理和支持数据库的数字化平台,加强模块化种子库建设和产品库优化,提升设计效率,结合公司多年生产销售积累,建立了庞大的数据库和参数化“产品库”,使公司在销售设计端能够快速满足消费者的个性化设计需求,效果可视化,实现所见即所得。
3、 智能制造应用成效
通过智能制造与信息化的应用提升,拉通跨营销、制造、供应链和财务各领域124个业务流程,协同1500+经销商和200+供应商实现企业内外部高效运营,实现多领域数字化转型收益,如:计划准确率从65%提升到80%,提升库存周转率,上线全年采购降本3500万元,有效管控客户信用风险等;同时夯实多年在各领域获得数字化成果,从公司层面实现数据共享,建立支撑数据驱动运营的公司级数据资产,利用AI等先进技术探索创新应用,为火星人成为全数据智慧企业奠定坚实基础。近年来,公司荣获荣获浙江省“智能工厂”、高新企业技术认证、浙江制造“品”字标、浙江省“未来工厂”等多项认证,为产业上下游供应链企业提供积极示范意义。
三、参评智能制造项目详细情况介绍
1、项目背景介绍
通过“北极星项目”的规划,识别到数字化转型过程中供应链关键业务环节系统支持度低、部分流程缺少统一管理规范支撑、标准化程度较低、缺少内外部协同通道、重要信息交互仍在线下、信息未有效共享与记录等问题。急需建设高度集成供应链数字化平台,消除流程断点,全面提升全渠道经营能力,制造供应链协同效率和业财一体化水平,为高效决策提供数据依据;构建支撑百亿发展目标的数字化管理新蓝图。
为实现项目目标,通过自建IT开发团队,与SAP、毕马威、汉得、阿里云、泛微等国内外知名数字化软件产品厂商和咨询服务商合作,完成“智慧供应链”项目整体规划设计和实施落地的过程;IT管理部牵头组建项目组,项目组根据项目需求确定项目总体目标,并贯彻到所有相关部门及人员;项目实施过程中,将项目实施分解为多个阶段;以结果为导向,将项目目标分解到各阶段,逐步推进项目实施,降低项目风险;同时,针对做好项目风险管控,针对项目实施过程可能存在的问题,及时拉通项目组成员全策全力,消除项目风险,保证项目稳步运行。
4.2项目实施与应用情况详细介绍
火星人智慧供应链平台打造客户需求驱动、数字化的端到端集成供应链为目标,对整个供应链,从供应商、工厂、物流、分销商、零售商等各个环节进行综合管理,从采购、物料管理、生产、配送、营销到消费者的整个供应链的物流、信息流和资金流,把物流与库存成本降到最小。整个智慧供应链平台包含供应商关系管理平台、智能仓储平台、物流运输平台、与SAP和智能制造平台高度集成的供应链计划方案等,实现企业的计划、财务、库存、销售、生产、质量等业务流程的集成化管理,实现信息共享,提高供应链快速响应和协同效率。提升客户的最大满意度,提高交货的可靠性和灵活性;降低公司的成本,降低库存,减少采购、生产及销售的费用;企业整体“流程品质”最优化,降低错误成本,减少异常事件。
1、供应商关系管理平台(SRM)
项目围绕采购供应链端到端各环节进行整体梳理及重新设计,涵盖供应商生命周期管理、寻源管理、模具管理、供应商考察&绩效管理、需求管理、订单管理、交付管理、结算管理、预变更管理、质量管理10大功能模块,覆盖采购全部业务链端到端流程,完成以价值采购为中心,打造高效率、标准化、透明合规、一体化的数字化采购平台建设, 大幅提升采购业务数字化运营水平。

图1 火星人智慧供应链平台
1)供应商生命周期管理
建立从供应商注册、准入、资格认证、潜在、储备、合格、绩效考核到降级淘汰的全生命周期闭环管理;系统流程驱动业务执行,规范供应商升降级、供货能力调整、分类调整、过程全程可视;
内外部系统供应商信息共享,供应商资质逾期自动提醒,供应商信息全面线上管理、业务管理线闭环(生命周期闭环/送样管理闭环流程)

图 2供应商生命周期管理流程
2)采购协同管理
采购协同方面,对需求管理、订单管理、交付管理、结算管理等四大核心业务流程进行了梳理;同时与SAP、OA、MES等系统打通,通过采购预测平台建立供应商、采购、PC线上反馈的统一通道;实现采购履约线上化,追踪及回溯方便快捷; 订单可由线上发布至供应商,代替线下邮件/微信的工作,规范化业务的同时提高人员效率;送货单与标签自动与MES集成,完成收货线上闭环管控;对账管理模块实现从订单确认、结算对账、发票到付款的全流程在线协同线上对账开票,集成索赔等加减项,可以减少人工对账处理加减项的时间和成本,提高工作效率,释放采购精力,投入到更有价值的工作中。

图 3采购协同核心管理业务
3)质量协同管理
通过多来源驱动8D整改单/索赔单,避免遗漏、节省时间,提高效率;系统记录8D整改过程,透明可追溯8D整改/索赔过程支持消息提醒,提高协同效率;逐步加强供应商侧质量监控水平。

图 4质量协同管理流程
4)寻源管理
通过个性化定制寻源模块,提高采购寻源的合规性和效率:配套在线询价,保证公开、公平、公正的竞争环境下的合理压价;搭建成本结构模型,通过系统提供的价格分析工具辅助采购员提升谈判能力和价格管理能力,改善价格的合理性。

图5寻源管理特性

图6 成本结构模型
5)供应商绩效管理
通过对供应商的质量和绩效进行监控和评估,及时发现问题并采取相应的措施、实现对供应商的全面管理和监控,降低质量风险和提升客户满意度;提高供应商管理的效率和精准度;通过对供应商的绩效进行评估和激励,建立良好的合作关系,提高供应商的忠诚度和合作意愿。

图 7供应商绩效管理流程
6)外协模具管理
通过推进外协模具线上化管理,记录模具台账从创建、转移、维修、报废的生命周期管理拉通研发,采购,供应商,财务多方协同;以模具台账的形式呈现模具信息,为模具盘点工作提供数据支撑。

图 8外协管理模具优化
2、智能仓储配送平台(WMS+WCS)
火星人厨具股份有限公司,2019年成功实施WMS系统,同期完成SAP的条码数采以及与WMS系统的集成改造。同年建设完工集成了WCS系统的自动立体仓库。
图9 智能立体仓库
通过WMS系统与SAP、自动立体仓的集成应用,构建了企业内部物理系统智能化基础。关键技术采用标签、二维码等技术实现原材料、中间产品、成品数字化标识(单件、批次、最小包装量),使用PDA、扫描枪等技术实现自动或半自动识别出入库管理,能及时更新记录,全部产品能够通过条码管理等数字化技术实现自动或半自动入库管理。
成品自动化立体化仓库是由车间产品装配线输送至立体库入库输送系统的全自动化物流系统。自动化立体仓储设备用于成品等物料的接收、储存、发货、退库的管理,使得成品等物料的接收、储存、发货、退库、移库、账务处理、盘点、报废、统计报表等全部实现自动化处理,对成品的流向进行全方位、全过程的跟踪,对库存物资品种和资金占用情况等做出精确的分析和考核。系统设计主要包括以下部分:货架、堆垛机、出入库输送系统、电控系统、计算机信息管理系统、监控调度系统、其它必要的设备及控制系统。

图10智能立体仓库中控系统
WMS系统具备具仓储资源管理、货物管理模型定义的能力,对货位容积需求分析和货物建模分析,存货水平建模分析,进出库作业效率建模分析等功能应用,可根据产品数据进行仓储资源配置调度,实现了仓储搬运系统作业效率极大提升。
通过WMS系统、MES系统与WCS系统以及自动立体仓的硬件集成,通过物、车、路等的自主匹配,实现装载能力优化以及运输配送线路优化,实现了工位物流需求的自动响应,实现了基于信息系统实现全部物料配送请求并提示及时配送。
图 11WMS系统
3、物流运输平台(TMS)

图 12TMS系统
公司以TMS运输管理系统为核心工具,与 WMS,MES 协同,实现干线物流由运输订单接收、订单排车、车辆调度、装车协同、出库数量过账、出库单据打印、货物在途追踪、收货确认、有损坏索赔、订单关闭、回单核验、运费对账、运费支付和货损索赔的全过程管理。
运输订单接收:成品申请方在销售管理系统建立发货单信息,通过库存的汇总匹配对发货各计划订单进行审核和确认后,把发货订单信息通过传至 TMS、WMS。订单排车(TMS):TMS 根据后台维护的各线路车型配载&承运人分配规则信息,对进入 TMS 的所有发货订单实施基于固定规则的或有集拼单,自动生成运输订单(实际运输车辆调度的输入),并生成订单发货日的整体排车计划。
车辆调度(TMS):由发货订单生成的运输订单会根据承运人分配规则自动在 TMS 中下发给承运人,承运人在系统中需要维护每一个运单的实际承运车辆。
出库单据打印(TMS):根据出库过账信息,结合订单中收获人等基本信息,在 TMS 中自动生成固定格式的运输清单,交由承运商及实际承运车辆作为交货输入与收货凭证。货物在途追踪(TMS+APP):根据运单的时效要求,对在途货物实施基于APP定位的车辆线路追踪,并允许司机通过APP上报在途的异常信息, 司机在 APP 内进行运抵操作,实地收货人进行签收确认,配合电话卸货预约,以提示收货人做相应的卸货准备。
收货确认、有损坏索赔:收货人根据系统发货&运输单信息,实施收货,并将实际收货信息通过同步到 TMS,对或有存在的运输损坏,实施索赔追偿。
订单关闭(TMS):对收获人已经完成收货的订单,实施干线订单关闭,完成货权的转移与库存条码的移库。同时对到货时效、质量数据同步 TMS,在 TMS 中对干线运输的时效数据、质量损失数据进行报表呈现,精细化管理。
回单核验(TMS):对已完成系统关单的运单,物流公司可根据纸质运输回单的回收情况,在 TMS 系统中,实施回单核验确认,确定订单的完全履约,并作为运费结算的输入。
运费对账/支付(TMS):根据后台维护的运费规则,运单会自动生成运费,承运商与商务可对或有特殊订单的运费实施手工干预,并在 TMS 中达成对账共识,生成运费账单,实施运费支付,并将支付信息同步 TMS,TMS 可监控到费用支付完毕的信息。干线 TMS 作为集成系统可实现从基础数据维护到运单承运规则配置到订单全流程可视的业务功能,并集成商务结算功能;在使用者方面通过分层权限控制,可支持干线人员,承运供应商,司机,收货人,结算人员等全流程相关人员共同使用,确保业务数据的完整记录与便捷追溯。
对承运商的全过程管理:从承运商的招标和投标,到订单和车辆分配,到账单审计和支付,以及货损索赔,集成管理到平台,同时在系统内对承运商的到货时效、质量进行数据汇总。
根据物流运输订单的型号,数量及库存地址,自动匹配运输模型,计算出订单整体的体积,并安排运输形式和车型安排。同时根据模型优化调度,实现车辆最优装载路径,单点集中发货或者多点发货,实现物流成本和效率的最优。
优化调度策略:通过接收订单产品发货库位信息,依据运输优化调度策略(成本&效率)分配不同订单的发运模式,系统推荐最优调度方案。TMS 根据订单产品体积、匹配车型、库存储位推荐成本最优装载方案。效率优化策略为渠道订单满足紧急发货需求,将订单产品集中单仓发货,确保发货效率最高。

图13 TMS路线规划

图 14TMS移动端APP
4、智慧供应链集成方案
1)供应链计划智能化
通过APS+MES+SAP+SRM集成,构建火星人供应链计划体系。
以市场的要货需求为基础,把 SAP、MES、WMS 等系统的数据共享集成在 APS 系统中,建立人员、设备、物料、工艺等生产要素的多约束条件(物料产线优先级、产线饱和度、最小经济批量等),通过 APS 系统的计划编制模型,自动输出满足市场要货需求的主生产计划。MES系统根据APS的排程计划,进行派工管理,并收集生产过程的产出信息和异常信息。当出现资源异常和产出异常时,实时报警。并将进度结果传输到APS系统中,APS系统根据现实进度和待排产计划,自动进行调整干预,并将调整计划输出给MES系统,如此反复,实现计划——信息收集——调整——计划的反复跟踪监视。
SAP系统整合了MES系统的整机月度计划和周精准生产订单,并结合物料BOM清单进行原材料需求的滚动计算;对于长周期物料,通过SRM系统向供应商发布预测并收集库存反馈;对于需要精准送货的物料,则采用精准要货计划体系,SAP滚算精准要货计划,SRM系统整合要货计划、采购订单、送货计划形成要货计划体系全链路闭环管理;提升数据明晰度,提高供应商侧协同效率;有效降低原材料仓库资金占用。

图15供应链计划体系框架

图16要货计划体系框架
2)供应链生产智能化
通过SAP、MES、WMS系统构建了一套全新的智能制造体系。这一体系综合了车间资源管理、生产任务管理、生产过程管理、质量过程管理、物料跟踪管理、车间监控管理、库存管理以及统计分析等多个功能模块,实现了生产制造的智能化控制、生产过程的透明化、制造装备的数控化以及生产信息的集成化。这些进步促使生产制造过程变得更加可视化和可控化。火星人作为集成灶行业首家成功实施MES系统的企业,正推动着整个行业向数字化制造管理的方向发展。

图17 生产执行过程框架
3、效益分析

图18 IPCS大屏