通过平台建设,太重集团实现了生产指挥中心生产计划的下达和生产运营状态的远程监控、运营调度以及应急指挥,实现生产管理精益化、生产过程透明化、作业执行标准化、质量控制在线化、终端设备智能化的数字化工厂,实现了提升企业生产管控能力、产品质量和交付能力等精益化管理的目标。
1.实施背景
太重集团有限公司始建于1950年,是新中国自行设计建造的第一座重型机械制造企业。作为“共和国长子”,太重累计为国家重点建设项目提供了3000余种、40000多台套、约1000万吨装备产品,创造了500多项中国和世界第一,为新中国的建设、改革和发展做出了重要贡献,被誉为“国民经济的开路先锋”。主营风力发电设备、轨道交通设备、锻压设备、矿山设备、起重设备、轧钢设备、焦化设备、化工装备、海洋工程装备、港口机械、工程机械、核电容器、齿轮传动、铸锻件、轧机油膜轴承等产品及工程项目的总承包,产品广泛应用于冶金、矿山、能源、交通、海工、航天、化工、铁路、造船、环保等行业。
为实现高质量转型发展,太重集团借助退城入园契机,拟在山西转型综合改革示范区全力打造山西(太重)智能高端装备产业园区。新园区占地1700亩,聚焦“六新”突破,以5G、云计算、大数据、人工智能等新技术为支撑,形成六大系列新装备,打造智能设计、智能制造、智能产品、智能服务新业态。将前端下料、涂装工序进行集中管理,利用智能设备、自动化生产线、数字化系统、云计算、大数据等高新技术与产品的生命周期深度融合,实现起重设备、矿山设备、焦化设备、核电设备、工程机械设备、铸锻件产品、油膜轴承设备等装备的智能制造。
2.业务痛点
太重集团横向覆盖矿山、起重、焦化、冶金、工程机械、核电主机分公司,铸锻、油膜、电气、齿传、包储等配套件分公司。纵向覆盖营销中心、制造部、技术中心、采购中心、理化中心、下料中心、涂装中心等新园区规划核心组织及分公司内部组织生产安全室、技术工艺室、生产保障(运行)室、各生产工部、生产班组、质检工部、设备保障工部、生产现场一线等各层级。通过对太重集团详细调研总结出以下4大核心痛点问题:
(1)痛点一:组织结构复杂,流程模板多样化。新园区进一步探索生产模式创新,将各分公司的备料工部整合为新的下料中心组织,原组织分工下各分公司在业务流程、职能设置、工艺资料、使用工具等多维度存在差异,因此,组织流程的优化及标准化建设成为太重数字化建设的重要前提和要求,尤其是如何将长期积累的行业和生产经验进行提炼,实现知识化、模型化的构建和应用。
(2)痛点二:多系统进行集成,需要统一调配规划。太重本次数字化建设,涉及ERP、PLM、工艺平台、CRM、OA、MOM等多系统平台的联合建设,横跨多职能领域和复杂场景。进行多个单向应用系统部署,再进行多系统综合集成的建设方式,存在以下问题:1)技术架构不统一,维护成本高;2)厂商依赖程度高,自由团队升级困难;3)烟囱式系统建设,数据共享困难;4)业务响应时间长,无法持续能力沉淀;5)以内控为主,无法满足外延客户运营。
(3)痛点三:产品高度复杂,生产协同性差。针对太重的三级计划运行现状,各层级间的协同困难,大量信息依靠纸质单据进行传递、对变更或异常的反应延迟、大量的人工作业效率低等问题,如跨组织的业务协同靠人员经验和关系进行沟通判断、各分公司工部间的协同靠调度去现场进行查看、车间内工序间的协同需要作业人员及时反馈等,各层级的生产协同性主要依赖于人员的能动性,作业效率低、反应迟缓,无法满足太重发展的要求。
(4)痛点四:生产周期长,过程追溯困难。在车间生产执行层面,目前更多依靠“老师傅”的经验式管理,对人的依赖程度过高,缺少高效的工具手段替代人工经验,难以进行有效的过程控制。主要体现在以下几个方面:1)生产数据反馈的实时性无法匹配实际需求;2)过程管控数据的准确性无法保障;3)生产过程的可追溯性实现困难。
3.实施方案
构建太重集团统一的制造运营管理MOM平台,涵盖6大应用系统共230个子功能,深度集成数字化设计、数字化工艺、业财一体化等平台,紧密对接车间智能设备,实现了设计-工艺-制造全业务贯通,组织层级横向、纵向全局融通,重构装备制造企业全业务过程,优化资源配置,提升流程执行效率,形成生产制造的完整管理闭环,实现全场景、全流程、全系统的数字化。整体方案十余个工厂同步实施,是国内少有的集团级MOM平台。包括生产执行MES、设备管理EAM、仓储管理WMS、质量管理QMS、实验室管理LIMS、厂内运输管理LES、厂外运输管理TMS等,以及与ERP、SRM、CRM、工艺平台等第三方系统接口集成等功能,打通设计、工艺、计划、生产、质量、能源、物流、发运等制造全过程的业务流、数据流。解决太重集团目前面临的痛点问题。
(1)全业务协同在线化:订单驱动的业务计划协同,项目一级计划从集团层面对于项目整机维度的里程碑节点制定和管控,同时指导各个分公司按照一级大部件的维度编制更细化的里程碑节点二级计划,实现了按照产品结构分层级管理项目,能够线上协同获取各个里程碑节点负责的责任单位反馈的执行进度。
计划分层管控
生产工单进度管理界面
订单进度的透明化与实时追溯,在项目计划的任何一个里程碑节点均可以通过订阅的方式直接获取到其对应的关重件或指定部件的生产、采购、工艺、配套等实际业务的执行进度,全面进行项目维度的监控、可视、一探到底,真正做到进度的所见即所得。
实现零件工序级进度可视,根据关键资源的产能负荷情况,辅助计划排产,以甘特图形式呈现,并通过简单的“拖拉拽”方式反向调整项目计划。各级计划管理采用相同的产能模型,保证计划一致性。通过MRP运算,得到生产和采购建议,并可一键转计划订单,辅助计划员进行计划排产。
通过计划自动调整,继承一二级计划约束,生成生产订单。结合生产物料的齐套情况,查看是否缺料以及采购进度,在具备生产任务后进行生产任务下发。在工序计划层,结合各生产中心的资源负荷情况和空闲时间进行快捷派工,极大提高派工效率。
工艺质量一体化,图档、工艺、BOM在线管理,引用工规要求生成检验标准,面向生产过程的质量数据记录与分析,实现检验记录全面数字化管理;计划与执行进度自动关联,实现四级计划体系联动运行,“横向到边”打通部门墙,“纵向到底”贯通各车间工序,“斜向互补”通过计划流程对各层计划进行策略配置,形成环环相扣、一贯到底的一体化计划管理。同时可通过对每个订单灵活进行计划流程配置,适用于多种生产场景。
项目进度协同界面
(2)全制造过程数字化:车间生产计划作业线上化,车间制造的任务信息、物料信息、报工工时等全过程数字化,支持用户【按数量】或【按百分比】报工。用户可以随时随地打印带有二维码标识的工序流转卡、工序码或产品编码,操作人员可以通过扫码,快速定位到当前的加工任务,便捷实施生产报工和品质检验数据的录入,提高生产记录的便捷性、准确性和及时性,实现生产进度实时管控。
根据生产任务绑定的工艺规程版本进行对应文件的下发、控制、下达,确保技术文件信息准确、自动传达。在生产现场,操作工人可以在线按需查阅工艺卡片和产品加工图纸,在线记录实际加工过程的工艺参数、实际使用的配套件明细、工装明细、产品自检数据等,满足企业生产制造过程的质量控制要求。
内外协作管理,协作类型分为整体外协、工序外协、内供转储、工序内协。基于零件或整体部件的委外协作流程,在生产订单层发起;基于实际加工过程的工序内协或外协,在生产工单的工序层发起。本着能自制不内协、能内协不外协的原则,系统支持在集团下统一调度生产资源,最大化利用集团内可用资源,降低生产制造成本。
系统的生产追溯功能,自动汇集技术工艺、生产制造、质量管理、物流管理各模块产品业务数据,可根据工单码或产品编码进行一键查询,即时获取产品BOM版本、工艺版本、生产报工信息、质检信息、物流信息、异常信息、内外协信息,大大节约查询时间,快速响应客户问题。
生产报工界面
过程检验界面
(3)运营管理数据化、智能化:以项目交付为核心的运营管理数据化,项目管理人员为跟踪计划管理进度,可以通过订阅方式,直接获取每个里程碑节点的关重件或指定部件的实际执行进度,实现项目全进度的可视化及全链条监控。将大量动态数据和信息直观化,基于QCD管理的过程绩效可视化,辅助经营决策。
运营管理可视化界面
采购中心仓储关联可视化平台
(4)企业级集成平台:基于数字化工艺平台实施时机,实现工艺数据数字化;建设与业务管理维度相匹配的PBOM和工序模型;明确各业务系统边界,统一各主数据入口。
太重集团智能装备制造指挥中心
4.成效及经验
通过平台建设,太重集团实现了生产指挥中心生产计划的下达和生产运营状态的远程监控、运营调度以及应急指挥,实现生产管理精益化、生产过程透明化、作业执行标准化、质量控制在线化、终端设备智能化的数字化工厂,实现了提升企业生产管控能力、产品质量和交付能力等精益化管理的目标。
(1)管理效率大幅提升
基于全业务协同在线化、全制造过程数字化、运营管理数据化、信息系统集成化及平台化,人员管理效率得到很大提升。集团与各分公司、计划室与工部之间、生产工部之间的岗位重合性工作减少。
(2)制造速度提升,项目交付周期缩短21%
基于各组织多层计划的协同化管理、各生产工部制造的生产透明化、质量检验的全过程监控以及仓储物流管理的流程标准化,项目交付的各业务环节协同效率提升,全面实现装配齐套料管理、物料供应链协同、生产制造协同,保证生产计划的有效执行与落地,预计可缩短项目交期21%。
(3)产品不良率降低17.9%
建立生产异常管理流程、质量问题处理流程、工艺变更及偏离管理流程,通过一项目一工令,一产品一SN码的全面数字化标识体系建立,实现数字化的生产管理,透明化的过程监控。通过全面工艺数字化控制,过程生产数据完整记录和全面质量监控追溯,预计产品不良率降低17.9%
(4)组装效率提升25.4%
业务环节、制造环节和人机环节的协同管理,实现客户订单-研发设计-制造-包装-运输联调的业务协同,实现基于产品结构的制造协同,实现通过ERP、CRM、MOM、SRM等平台的应用集成,实现人机交互的高效协同,装配工部生产效率提升,整体组装效率提升25.4%。