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iMES系统助力广汽传祺打造智能标杆工厂

2020-01-13e-works整理

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本文为“2019年度中国智能制造最佳实践奖”参评案例。本次活动将评选出2019年度,在智能制造各领域有实践案例,或者有突出效益的最佳实践工程,全面介绍企业实施智能制造的过程、步骤、重点与难点、获得效益等,分享建设过程中的经验,有效推动中国智能制造应用,供广大制造业行业企业学习供鉴。

一、企业简介

    广汽乘用车有限公司(下称“广汽乘用车”)是由广州汽车集团股份有限公司设立的全资子公司。公司成立于2008年7月21日,注册资金82.7亿元,目前从业人数超1.5万人,总部坐落于广州市,在杭州、乌鲁木齐设立了异地工厂,形成覆盖华南、华东、华中、西北的产能布局。广汽乘用车致力于生产和销售具有国际先进水平的传祺品牌整车、发动机、零部件、汽车用品以及进行汽车工程技术的研究和开发,为国家高新技术企业。

    广汽传祺自诞生便立足国际视野,坚持国际标准,构建了以广汽全球研发网、世界级生产方式、全球供应链体系、广汽营销方式为核心的世界级造车体系,走出了一条“定位高端、品质优先、创新驱动”的发展路径,发展速度和盈利水平均居中国品牌前列,致力于打造“世界级品牌,全球化企业”。根据广汽集团“十二五”发展规划和广汽乘用车公司自身发展需要,广汽乘用车于2017年4月收购“广汽中兴”40%股权,作为广汽乘用车第四工厂,即宜昌工厂。项目总投资35.5亿元,2018年年中实施改造、建设,旨在打造国内自主品牌年总生产能力24万台的智能标杆工厂。

广汽乘用车宜昌工厂

图1 广汽乘用车宜昌工厂

二、企业在智能制造方面的现状

    “匠于心 品于行”,广汽集团将始终坚持“人为本、信为道,创为先”的企业理念,努力成为客户信赖、员工幸福、社会期待的世界一流企业,为人类美好移动生活持续创造价值。广汽举全集团之力发展自主品牌(广汽传祺),实现自主品牌事业的跨越式发展。

    目前广汽乘用车已在全国布局四条汽车生产线(广州一线、广州二线、杭州产线、新疆产线),广汽传祺品牌信息化建设从2010年至2018年期间配合业务产线产量的提升稳步推进,信息化平台已覆盖了从销售到生产、采购、物流、财务管理等核心业务环节,基本适应产能快速扩充的能力建设需求,是产业价值链重塑、提升生产效率的有力保障。

广汽乘用车宜昌工厂

图2 广汽传祺信息化建设历程

    广汽乘用车2010年完成10万产能IT建设,实现了ERP/MES/DMS上线、报账系统上线、呼叫中心一期上线;2011年继续实现了EDMC系统上线、SOA企业总线接口平台上线、厂内通同步物流系统;2013年规划并配合一线二期20万产能扩充,实现了综合采购系统上线、预实推移系统上线、售后三包一期上线;2014年完成二期20万产能IT建设,实现了ESB平台上线、GPS物流系统改造、新能源车间生产功能上线;2016年实现三期二线18万产能扩充信息化系统改造建设、先进新销售系统建设;2017年再完成杭州、新疆产线信息化整体建设。

    广汽传祺坚持正向开发、坚持国际标准、坚持世界品质,秉承为“世界级品牌,全球化企业”的目标,以“创造愉悦的移动生活”为使命,在品质、安全等核心方面坚持“只做加法”,在采用自动化、信息化手段提升制造管理水平的同时,更注重融入精益制造的理念,将精益生产贯穿到所有生产环节中。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

    1.项目背景介绍

    根据发展需要,广汽乘用车宜昌分公司项目计划2018年年初开工,改造形成辐射华中地区的生产基地,支持20万及扩展,支持双班及扩展,实现定制化生产。该项目在中国制造2025及工业4.0信息物理融合系统CPS支持的大背景下,方案需满足工业4.0智能工厂的要求,实现生产设备网络化、生产过程透明化、生产数据可视化、生产文档无纸化、生产现场少人化等先进技术应用,做到纵向、横向和端到端的集成,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,从而建立基于工业大数据和“互联网”的智能标杆工厂。

    本次iMES项目(Intelligent Manufacturing ExecutionSystems下简称iMES系统)架构设计为多工厂架构,以整体宏观的视角规划制造、质量功能模块,连结总部与各分公司业务。iMES项目按多工厂协同(三个或以上)的制造、质量业务需求,打造以总-分方式为核心,智能、高效的制造、质量管理系统,同时项目整体设计需满足以下智能工厂的5个基本特征:

    1)生产设备网络化,实现车间“物联网”;

    2)生产过程透明化,智能工厂的“神经”系统;

    3)生产数据可视化,总部建立制造质量中心,大数据分析决策;

    4)生产文档无纸化,实现高效、绿色制造;

    5)生产现场少人化,逐渐向“无人”工厂转变。

    2.项目实施与应用情况详细介绍

    广汽乘用车宜昌分公司iMES项目以西门子工业软件的MES产品SIMATIC IT Unified Architecture Foundation为基础进行搭建,主要覆盖广州总部和宜昌生管物流、冲压车间、焊装车间、涂装车间、树脂车间、总装车间和整车质量六大车间的全生产过程和质量周期管理。

    iMES构建生产信息流为核心,贯彻广汽生产方式(GPS)、智能制造理念,打造以广州总部为主的“智能制造·智能物流·智能质量·智能服务”应用生态圈,实现工厂、供应商、合作伙伴之间高效协同、信息共享、智能运营;在充分做好顶层设计、建立有效的组织保障机制之后,融合精益制造的思想和方法,将系统、自动化设备的优势和人三者达到最佳结合,取得最优成效。

智能建设架构

图3 智能建设架构

系统功能设计

图4 系统功能设计

    iMES作为广汽乘用车宜昌分公司生产制造的核心系统,通过与上游ERP、下游LES、DMS等各IT系统的数据整合、与车间各生产设备管理控制单元的数据实时交互,衔接打通了广汽乘用车宜昌分公司从生产业务的宏观规划到各车间工位车辆生产制造和零件物流的微观管控的业务流和数据流,实现了宜昌分公司全面完整的业务管理闭环。

    除了具备一般整车MES系统的标准功能外,本项目还针对广汽乘用车宜昌分公司的业务特点,实现了如下的新亮点功能:

    1)自动化排产排序

    基于广汽传祺长期以来的排产排序模式,针对车型、传动类型、选装配置、颜色等参数,按照用户指定的各种具体条件,通过大量精巧复杂的后台逻辑算法实现,自动规划各车型每日产量以及生产顺序,将生产计划人员从长期的繁冗计算和校验工作中解放出来,并大幅提高了生产计划排产排序的效率与准确度;

自动化排产排序

图5 自动化排产排序

    2)大数据分析

    采集生产过程中焊装各机器人的电流、电压、夹压力等参数以及总装各拧紧机的拧紧结果,并结合整车质量数据,分析缺陷异常因子,输出诊断分析报表,并根据实时数据预测缺陷或基于异常发生的概率进行预警,实现智能化辅助决策,以最终达到改善工艺制程、提升产品质量;

大数据分析

图6 大数据分析

    3)返修车辆定位

    在返修区内,通过区域高精度实时定位技术按图索骥,实现了对返修车辆的准确定位,大幅降低寻车时间,提升返修效率,解决了长期以来困扰质量返修人员的返修区寻车难的问题;

车辆返修定位

图7 车辆返修定位

    4)远程质量诊断

    系统支持实时在线上传质量问题及图片,在广州总部或其他产线的专家可以同步线上查看并下载图片,第一时间解答现场制造出现的问题,并将问题存档便于后续作为知识库学习总结;

远程质量诊断

图8 远程质量诊断

    5)生产状态整体监控驾驶舱和移动端实时展示

    基于大小互补、动静结合的理念,系统提供了针对办公及生产区域大屏的生产状态实时展示功能,同时也为了解决从公司领导到车间基层的管理人员在任意地点、时间查看生产状态的实际需要,提供了移动端实时信息展示或预警的功能:用户可以通过移动端实时查看生产、质量、设备等整体状态数据,也可以通过微信接受各类异常报警,及时分析解决生产相关问题,提高管理效率;

生产监控驾驶舱

图9 生产监控驾驶舱

信息推送及预警

图10 信息推送及预警

    6)工业互联

    基于CC-link、PROFINET等工业通信协议,构建多层互联通道,形成工业互联架构,实现冲压、焊装、涂装、总装、树脂和整车质量六大车间智能化设备互联,构建智能化全过程信息流;

工业互联

图11 工业互联

    7)触控式智能终端

    实现全工厂部署触控式终端,信息交互直观高效,操作简便快捷,缩短工作节拍内占用的时间;

触控式智能终端

图12 触控式智能终端

    8)能源管理

    实现对能耗实绩准确监视,精准能耗大数据分析趋势管理,为节能降耗提供辅助决策。

能源管理

图13 能源管理

    由于项目范围覆盖面广,为配合宜昌工厂的量产工作,此次传祺宜昌iMES系统的上线分为两个阶段,在6月27日工厂正式量产时,系统上线生产、质量相关核心主干功能以支持保障正式生产,然后在主干功能上线后,再分批上线其它辅助应用功能,在确保生产顺利的前提下实现项目实施工作的有序进行。

    3.效益分析

    通过iMES项目的实施和应用,为广汽乘用车宜昌分公司带来了如下显著效益:

    1)提高工作效率

    系统实现了自动排产排序,使最初每周少则一天多则数天的生产计划工作在最多几十分钟内就可以完成,排产效率提升5倍以上;

    生产过程中关键零部件信息、关键生产和质量设备数据等信息的采集和校验,也大幅减少了最初的手工处理的工作量并提升了准确度,平滑支持了产能爬坡阶段生产节拍从3分钟到2分钟的过渡,未来也能轻松支持52秒的设计节拍;

    系统自动产生的各类报表也消除了原来各科室人员在班后大量加班统计分析数据的工作,减少了95%以上的报表工作时间。

    2)提升产品质量

    通过对产品全生命周期的零件、设备、质量等信息的处理和追溯,确保了产品质量数据的完整性,并以此进行产品质量分析,为管理人员准确提供质量数据,以定位质量要点并促进质量改善效率;

    系统通过大数据和SPC等辅助技术,也从新的维度对质量原因进行分析定位,对过程质量进行管控,多维度提升产品质量。

    3)节约生产成本

    系统提高了业务人员的工作效率,减少了计划、生产、质量等各个环节的人工消耗,减少人工成本;

    对各车间能耗数据和设备开动数据的分析,为管理者降低能源消耗和设备运行浪费提供了指导信息,降低了能源消耗和设备维护成本;

    在生产过程中为操作人员或设备准确提供生产指导信息和参数以及对数据进行校验,指导人员和设备的正确生产,避免现场由于车型数据等信息不准确或人员的误操作引起的物料损耗甚至产品的报废。

    通过iMES项目使各车间自动化设备的信息交互率达到了95%以上,大大提高了各车间生产执行和沟通协作效率,提高了现场资源利用率,并完成了各车间线体生产的很多场景下的无纸化,降低了生产成本和人力成本,提高工作效率,提升产品质量,消除了企业内部的信息孤岛;建立生产制造体系,实现对生产过程自动化、生产要素信息化、工艺开发数字化及运营辅助决策四大领域突破,信息化赋能制造\产品\管理核心业务、提升效率并引领创新,建设最优QCD智能标杆工厂。

责任编辑:程玥
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