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中航工业永红:MES赋能 升级制造未来

2020-11-22e-works整理

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MES系统的上线,极大地改善了永红换热生产管理的能力,提升了企业的核心竞争力,为企业从“制造”到“智造”升级,打造高效智能工厂奠定了坚实的基础。

    贵州永红换热冷却技术有限公司(以下简称永红换热)是贵州永红航空机械有限责任公司的全资子公司,隶属于航空工业旗下的上市公司——中航重机,是航空冷却系统(附件)和民用热交换器的专业化生产企业,产品包含国内多种飞机、发动机配套件,工程机械、农林机械、空压机、风力发电、铁路机车、医疗、特种车辆、化工等行业的液压系统、润滑系统,以及输变电、新能源汽车的SVC、IGBT模块、电池的散热系统等,目前国内市场位于领先地位。

    永红换热从事热交换器研发制造已有50年历史,作为专业化的研发制造型企业,公司牢牢把握“国内第一、国际名牌”的战略定位,紧跟热交换器行业发展需求,努力打造全球供应链,与多家国际知名企业建立了合作伙伴关系,产品远销欧洲、美洲、大洋洲和亚太地区。

以单定产,生产面临重重挑战

    为了满足各类客户的不同需求,永红换热的生产主要采用按订单设计ETO(Engineer to Order)和按订单生产MTO(Make to Order)两种模式。按订单设计是指产品为特定客户度身定制,这些产品有可能只生产一次,产品生产批量较小,但产品结构复杂,需要的原材料也多种多样,往往还需要大量的新材料、特殊组件、新工艺、新设备;按订单生产是接到客户订单之后再组织生产活动,需要根据客户订单的需求量和交货期来安排生产,生产产品具备批量小、种类多、交期短、变化多等特点。

    永红换热的主营产品是散热器,该产品由两大模块组合,一部分是厂内自制的模块,以冲压翅片为主,通过钎焊工序形成散热器的主模块。另一部分是外购模块,外购模块需要配合厂内自制模块进行统一装配,并进行后续的焊接以及喷漆等工作。产品生产工艺流程图见图1。

散热器产品主要工艺流程图

图1 散热器产品主要工艺流程图

    基于现有产品特性及生产模式,企业在实际生产管理过程中主要面临以下问题:

    (1)物料齐套性问题生产过程涉及的工艺较多,需要不同的零部件进行集成,因此一般是齐料后再投产,以确保生产过程连续性。但由于零部件有的要外购,有的需在不同工序之间集结,常常由于外购件未到或者工序延迟交货等问题使得一方面齐套情况很难顺利实现,另一方面还造成了大量半成品库存积压问题。例如,在“清洗”步骤之前发现封条或侧板没有到货,导致“清洗”工序停滞。

    (2)生产计划问题由于影响生产的不确定因素多,生产部门一般只制定近3天的作业计划,无法进行长期生产规划,一旦计划不及时,就可能出现因没有工单执行而设备停滞的情况。同时,由于现场报工采用人工点数、Excel记录的方式,生产数据只能在当天班次完成之后才能统计,不能及时反馈,因此计划制定者无法及时了解生产计划、以及计划执行状况是否合理。

    (3)生产排产问题排产不能有效合并需要使用相同模具的工单,导致机器频繁更换模具(一次换模可能需要2个小时),影响生产效率。另外,对于钎焊工序,需要配炉(即将需要相同或接近钎焊之间的产品,根据炉膛体积进行合并,集中进行钎焊,实现利用率最大化),传统方式是依靠操作人员经验进行,无法精准高效利用炉膛容量。

    (4)信息反馈实时性问题不能实现信息流的共享,对于任何订单的变化无法第一时间调整计划,生产过程中的计划调整信息不能及时反馈给其他部门。生产过程中的质量问题由制造工程部进行处理并记录于Excel文件内,质量部门未及时介入质量问题的处理。

理顺需求,铺就管理精益化之路

    为了实现高效的企业运营,有效进行按单设计和按单生产,企业对生产管理系统提出了更高的要求。在合作伙伴Monitor(莫宁特)的帮助下,永红换热认真分析生产管理中存在的问题,理顺需求,以MES系统为核心,构建先进的生产管理平台,帮助企业打造智慧型工厂,走精益化管理之路。

    永红换热MES系统主要功能需求如下:

    (1)BOM和工艺路线管理

    以单定产的生产方式使得企业产品种类多、结构复杂,产品结构BOM、工艺路线维护难。因此,灵活高效的BOM和工艺路线的功能是MES系统的基础。

    1)全面管理物料清单和工艺路线,准确定义产品的工艺和BOM,为制定准确的生产计划提供条件。

    2)支持类比方法,从以往类似项目的产品结构中进行复制,并通过适用性修改,快速构建出符合项目要求的产品结构。

    3)可以通过工程变更解决生产过程中产品结构的调整、细化和完善。

    4)项目物料清单和工艺路线中的信息可以统计,便于后期绩效考核、对物料消耗进行管控等。

    (2)生产管理

    产品种类多、批量低,导致生产进度和完成期限难以把握;产品结构复杂导致生产流程及工艺路线复杂多变,计划排产及管理的难度大,科学的生产管理要能根据企业各项资源情况进行柔性管理。

    1)通过先行件处理、MRP(Material Requirement Planning,物料需求计划)排产、资源平衡等功能,进行生产过程控制。

    2)支持不同细化程度的排产要求。

    3)可查询物料的到货计划,并根据物料情况进行生产计划调整。

    4)可根据钎焊工序的配炉要求进行灵活排产。

    5)合理安排现场机台的生产,能合并相同模具的工单,减少换模时间。

    6)需要配套生产的产品,系统能柔性安排。

    7)自动收集现场的报工数据,以便修正产品生产参数,及时反应车间的运营状态。

    8)出现了变化或异常能及时调整物料和工序,并及时反馈到相关部门。

    9)支持基于订单的生产进程跟踪和调整、资源和能力平衡、实时成本查看。

    (3)物料管理

    多样化的产品结构使得原材料种类多样,但由于各种产品的采购量较低,采购进度不一致,因此物料情况与生产数据的联动管理也是系统重点关注的内容。

    1)在生产开始之前,可以进行物料齐套情况的查询,解决物料齐套性管控问题,保证工序有序生产。

    2)对于物料的到货计划支持实时查询,便于对生产计划进行调整。

    3)支持不同工序、工作中心可以使用不同扣料方式的物料管理。

    (4)外协管理

    对于外协工序而言,由于外协供应商的运营管理能力较为薄弱,要帮助供应商管理其库存和工序,追踪外协生产进度,以匹配内部生产的物料需求。

    1)管理外协供应商的生产排产和库存。

    2)及时跟进外协成本和交货时间,对异常及时提醒。

    (5)产品信息采集及追溯管理

    1)通过搭配条码系统,实现系统中实物的料、号对应,实时跟踪物料的所有状态。

    2)通过搭配PLC,实时收集机器的相关信息和数据,并自动进行分析,生成报表,搭配MI看板,让管理者对所有信息一目了然。

    3)采集并记录原材料批号、钎焊炉批号、热处理、气密合格与否等信息,以便进行统计查询。

    4)提供产品的唯一识别以保证产品的可追溯性。

    (6)生产成本管理

    1)以项目的形式进行项目预算、项目费用和项目成本归集。

    2)通过现场报工数据的收集,分析工作中心、人员的工作效率,以及实际成本等生产指标。

    (7)质量管理

    1)实时收集生产现场数据,并实时分析、实时反馈。

    2)跟踪原材料进厂到成品入库的整个生产流程。

    3)实时采集和分析生产现场质量信息,并及时传递到质量部门进行处理。

    4)详细记录质量问题的统计信息,以便分析统计,为确定质量问题及质量改进提供依据。

MES赋能,让生产更高效透明

    永红换热自MES系统上线以来,通过BOM和工艺路线管理、生产管理、物料管理、外协管理、产品追溯管理、生产成本管理、质量管理等功能模块的实施应用,有效解决了生产管理中物料齐套难、生产计划难、排产效率低、信息反馈及时性差等问题,大大提升了企业的生产效率,让生产更透明高效。

    (1)供应链改善,产线在制品库存率降低

    相关功能的实现使物料齐套性问题、自制模块与外购模块的供应链衔接不当问题,以及由此造成的生产混乱与半成品库存大量挤压等问题显著改善,产线在制品库存率降低50%。

    (2)多维度资源平衡,排产效率提高

    以大批量含模具冲压工艺为例,系统针对冲压翅片的冲床+模具+生产任务交期三个维度进行有效排产,解决了生产过程中生产执行顺序难以决策的难题,提供了最精确的排程建议,并将物料管理以及外购件的管理进行了协同处理。MES系统的应用使得生产排产从原来的2天降低至10分钟内完成。

    (3)信息实时反馈,装配准备时间减少

    系统提供条码、移动终端等方式进行生产进度跟踪,所获得信息为后续钎焊以及装配等工序调整提供了指导。这样不仅保证了物料的可追溯性,使得有质量问题的产品情况能及时反馈到各个部门,确保大家能及时发现问题研究对策,同时也有效地减少了装配的准备时间,车间生产月产量提高30%。

    (4)生产现场可视,信息流转效率提升

    通过拉动式生产看板,让用户可以提前预判生产任务,并能够有效地根据生产任务调节产能,实现现场的流转有序性。同时MES系统通过各种指令专递方式(单据、终端消息、邮件等)提高了现场信息流转效率。图2为生产现场拉动式生产看板。

拉动式生产看板

图2 拉动式生产看板

    (5)成品库管理改善,订单交付准时率提高

    通过标签以及条形码,动态地识别每个成品库位的库存情况,用户通过系统就可以快速地识别发货指令的产品所在位置,以及当前成品仓库所有库存产品和位置明细。通过成品库位管理以及动态库存管控,以往问题得到有效解决,订单交付准时率提高20%。

    多品种、小批量、交期短、变化多是永红换热生产的突出特征,高质、高效、低成本是市场竞争的要求,在竞争日益激烈的市场环境下,信息化是降低成本、提高品质、提升效率的有效工具,是企业高速发展有力的支撑。MES系统的上线,极大地改善了永红换热生产管理的能力,提升了企业的核心竞争力,为企业从“制造”到“智造”升级,打造高效智能工厂奠定了坚实的基础。

责任编辑:程玥
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