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科瑞技术:数字化研发设计制造运营协同工业互联网应用

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

       深圳科瑞技术股份有限公司(简称“科瑞技术”)成立于2001年,股票代码:002957。公司专注于自动化技术在先进制造领域的跨行业应用,是领先的自动化设备及智能制造整体解决方案供应商。随着传统制造向智能制造转型,公司行业专用产品和各类通用技术平台的丰富,能够为多行业客户提供包括行业专用设备,工厂物流、立库、智能制造信息系统等全流程、系统性的智能制造解决方案。

       2023年营收达18.57亿元。全球员工总数近3000人。荣膺2023中国智能制造解决方案上市公司百强榜。

二、企业在智能制造方面的现状

       智能制造系统包括工厂设备、流程管理及工厂信息化系统、数据报表中心三大层级,作为自动化与智能制造领域的领军企业,科瑞技术以制造过程中的生产要素数据采集、工艺过程管控、数字化运维管理形成了一站式数字化解决方案。通过MES+ERP+CAD+PLM等系统的集成及信息打通,做到实时产线设备联网及智能运维、过程监控工艺流程系统管控、在线质检管控、可视化产能分析、在线排产等流程任务。

       科瑞技术通过研发协同、生产管理与质量追溯和战略到执行的工业互联网的融合创新应用,将研发设计环节与公司产业链各环节打通,解决了数据孤岛的问题,缩短了产品研制周期,可以更有效地提高产品开发效率和质量管理能力;同时QMS、设备IO调试信息化系统、设备运维管理系统和iDSTE战略软件系统的实施应用,提高生产效率和品质,降低生产成本,提高企业核心竞争力和市场占有率‌。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

       1. 项目背景介绍

       工业互联网是指互联网和新一代信息技术与工业系统全方位深度融合所形成的产业和应用生态,是工业智能化发展的关键综合信息基础设施。其本质是以机器、原材料、控制系统、信息系统、产品以及人之间的网络互联为基础,通过工业数据的全面深度感知、实时传输交换、快速计算处理和高级建模分析,实现智能控制、运营优化和生产组织方式变革。

       当前,以数字化、网络化、智能化为本质特征的第四次工业革命正在兴起。工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,通过对人、机、物的全面互联,构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型生产制造和服务体系,是数字化转型的实现途径,是实现新旧动能转换的关键力量。

       质量和成本对产品来说十分重要,而研发设计对产品质量和成本起着决定性作用。为全面保障产品质量和控制成本,需要将研发设计和生产环节打通,实现数据共享。针对公司在研发过程中存在设计效率低、设计质量不高的问题,本项目将SOLIDWORKS设计软件进行二次开发,通过Teamcenter建立单一的产品和过程知识源,与研发设计软件(3D、CAD、SolidWorks等)和SAP系统集成,可以快速找到产品全过程开发的所需信息,提高产品开发效率和质量管理能力,促进内部沟通与协作,实现全面信息化管理和提供决策支持,优化供应链管理并降低成本,同时引入Teamcenter Shape Search User,实现查找和重用相似零件,缩短设计周期。IPO对企业的业务流程和内控制度提出了高要求,本项目在MES的基础上通过QMS全面质量管理和巡检功能优化开发实施,在关键工序采用数字化质量检测设备,实现产品质量检测和分析,通过信息系统记录生产过程产品信息,每个批次实现生产过程追溯;开发设备IO调试信息化系统,实现I/O检查表等表单数字化管理,结合数据采集自动生成IO调试报告,显著提升产品调试效率;开发设备运维管理系统,将设备、厂房、员工、管理等要素数字化,驱动生产要素在工厂范围内更高效的流转,使要素投入的效益最大化,通过持续数据采集,统计数据,进行环比/同比,直观地看出运营的效果,如:故障率、产能等。为提升企业的战略执行能力‌,本项目主要应用iDSTE战略软件系统的战略解码及KPI管理、组织及个人绩效、仪表盘/经营BI、重点工作(或关键战略举措)管理等模块,使DSTE从战略到执行的全过程能够在iDSTE平台上实现贯通、穿透化管理,从而实现战略管理全面数字化,使企业战略管理能力显著提升。

       工业互联网是产业数字化转型的关键,是实现制造业高质量发展的重要手段。本项目通过工业互联网的融合创新应用,将研发设计环节与公司产业链各环节打通,解决了数据孤岛的问题,缩短了产品研制周期,更有效地提高产品开发效率和质量管理能力;同时QMS全面质量管理的实施,也提高了生产效率和品质,降低了生产成本,提高企业核心竞争力和市场占有率;为应对市场变化‌,iDSTE战略软件系统的应用,使得企业在复杂的市场环境中能够快速响应和调整,有助于企业更好地利用数据驱动决策,优化资源配置‌。

       2. 项目实施与应用情况详细介绍

       智能制造系统包括工厂设备、流程管理及工厂信息化系统、数据报表中心三大层级,科瑞以制造过程中的生产要素数据采集、工艺过程管控、数字化运维管理形成了一站式数字化解决方案。通过MES+ERP+CAD+PLM等系统的集成及信息打通,做到实时产线设备联网及智能运维、过程监控工艺流程系统管控、在线质检管控、可视化产能分析、在线排产等流程任务。

       质量和成本对产品来说十分重要,而研发设计对产品质量和成本起着决定性作用。为全面保障产品质量和控制成本,需要将研发设计和生产环节打通,实现数据共享。基于科瑞技术已有的MES、SAP、OA、WMS等系统基础上,本项目将SOLIDWORKS设计软件进行二次开发,PLM和SAP系统集成,实现产品全生命周期管理;在MES基础上开发QMS系统,将MES、WMS与QMS系统集成,实现全面质量管理;开发设备IO调试信息化系统,实现I/O检查表等表单数字化管理,结合数据采集自动生成IO调试报告,显著提升调试效率;开发设备运维管理系统,数字化设备、厂房、员工、管理等要素,驱动生产要素在工厂范围内更高效的流转,使要素投入的效益最大化。通过持续数据采集,统计数据,进行环比/同比,直观地看出运营的效果,如:故障率、产能等。应用iDSTE战略软件系统,实现战略管理全面数字化。通过PLM、MES、WMS、QMS和SAP系统集成,将研发、采购、生产、仓储实现研发制造一体化,提高了产品开发效率和质量管理能力。

       本项目通过研发协同、生产管理与质量追溯和战略到执行的工业互联网的融合创新应用,将研发设计环节与公司产业链各环节打通,解决了数据孤岛的问题,缩短了产品研制周期,可以更有效地提高产品开发效率和质量管理能力;同时QMS、设备IO调试信息化系统、设备运维管理系统和iDSTE战略软件系统的实施应用,提高生产效率和品质,降低生产成本,提高企业核心竞争力和市场占有率‌。
图1 科瑞智能工厂构建蓝图
图1 科瑞智能工厂构建蓝图

       主要建设内容有:

       (1)研发协同

       针对公司在研发过程中存在设计效率低、设计质量不高的问题,本项目将SOLIDWORKS设计软件进行二次开发,引入形状搜索,通过Teamcenter建立单一的产品和过程知识源,与研发设计软件(3D、CAD、SolidWorks等)和SAP系统集成,可以快速找到产品全过程开发的所需信息,提高产品开发效率和质量管理能力,促进内部沟通与协作,实现全面信息化管理和提供决策支持,优化供应链管理并降低成本,同时引入Teamcenter Shape Search User,实现查找和重用相似零件,缩短设计周期。

       (2)生产管理与质量追溯

       许多制造企业都面临着品种多、批量小的生产情况,同一个批次的零部件可能会用在多个产品型号、不同批次的订单生产中。当质量出现异常需要调查出问题零部件所用订单、批次和产品条码等详细信息时,企业只能手工对大量的纸面产品流程卡、领料单等信息展开清查。这往往会浪费大量人力及时间,甚至等调查清楚时存在潜在风险的产品已经发货,对公司的品牌建设及售后成本都造成很大损失。

       1)引入QMS系统

       IPO对企业的业务流程和内控制度提出了高要求,本项目在MES的基础上通过QMS全面质量管理和巡检功能优化开发实施,质量监控全员数字化、移动化,提高了产能分类、返工返修、在线完成IPQC/OQC并快速出报表提高报表准确性和及时性,在线检验减少QA误判。

       2)开发生产电子看板

       工厂的生产效率和质量控制成为了企业生存和发展的关键。为了实现生产过程的全面优化,科瑞技术开始在车间投入使用生产电子看板,可与MES、QMS等工业系统连接,并轮番展示系统信息及数据,不仅提高了生产效率、优化了资源配置、保证了产品质量,还增强了团队的协作能力。
图2 生产电子看板展示
图2 生产电子看板展示

       3)开发IO调试系统

       科瑞技术主要产品是非标自动化设备,随着自动化设备复杂度的提升,I/O输入输出点数动辄就几百上千,要将这些遍布设备各个角落的元器件连接到控制器的正确的布线非常关键,如果用传统的IO调试方法效率低下,因此公司自主开发了设备IO调试信息化系统,实现I/O检查表等表单数字化管理,结合数据采集自动生成IO调试报告,调试效率提升30%以上。

       4)开发设备运维管理系统

       通过设备运维管理系统,构建设备数字化生命体,让系统自动完成设备全生命周期履历信息的管理;从报修到验收全程数字化,智能推荐维修方案,自动汇总数据辅助故障分析;对设备进行预防性维护,确保设备处于完好状态,充分发挥设备效能;多种智能提醒方式,工单找人,有效提高完成率;日常点检+专业巡检,保障设备稳定运行,设备利用率提升了15%;沉淀了强大的设备知识库,如从历史工单建立故障库,协助维修人员快速处理故障。

       3. 效益分析

       科瑞技术作为装备工业自动化系统细分领域龙头企业,本项目进行工业互联网融合创新应用,通过将研发设计软件与MES、SAP等软件集成,并实现落地,形成一定的规模和示范效应。本项目对智能装备制造业继续深化实施《中国制造2025》,向数字化、智能化、绿色化升级有着积极促进的作用,推进智能装备制造业向智能制造转型的进程。

       本项目建设完成后,加快了公司数字化转型的步伐,进一步深化工业互联网的融合创新应用,降低了运营成本,缩短了设计周期,提高了产品质量。
责任编辑:吴婕
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