本文为“2020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2020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
山东华建铝业集团有限公司(简称“华建铝业”)位于中国铝业之都—山东临朐,始建于2000年,铝型材年产能达70万吨,年销售收入80多亿元。是国内铝合金建筑型材和工业型材重点生产科研企业,中国建筑铝型材企业前三强,拥有“五区五园两平台”,五个生产厂区:华建铝业一分厂、二分厂、三分厂、华建科技(四分厂)、五分厂;五个产业园区:中欧节能门窗产业园、中国铝模板产业园、华建工业园、华建科技园、华建农业生态园;两个服务平台:中国国际门窗幕墙博览城会展平台、山东标正检验检测有限公司检测平台。
建有CNAS国家认可实验室,通过CMA中国计量资质认定,高标准的省级企业技术中心、山东省工程实验室、山东省工业设计中心。2019年,华建铝业员工4481人,技术中心研究人员592人,内部高级专家和博士12人,外聘专家8人。其中:教授8人,教授级高工2人,副教授2人,国家专项津贴获得者2人,“万人计划”入选者2人,构成了多层次、专业化的人才梯队和管理团队。

图1 山东华建铝业集团有限公司
二、企业在智能制造方面的现状
华建铝业集团历来高度重视工业互联网的建设,在建有完善的集团内部办公网的同时,同步建设工业互联网。对工业互联网建设有清晰的规划,以新建分厂、新上设备为突破点,以新带旧,分布实施,逐步展开。
1.企业运营管理方面
自2018年3月份开始,集团与浪潮集团合作,投资数百万元,建设基于浪潮GS7的供应链云协同平台,搭建供应商门户、客户门户平台,通过工业云平台实现和所有供应商等往来单位的在线协同,实现了集团所有核心供应商的在线下单、发货、招投标、报价、供应链数据共享、供应商评价、资金管理等业务协同,实现集团统一招标、采购、资金归集。通过供应商、客户业务协同的大数据积累,构建企业BI大数据平台,为集团生产经营提供有效决策支持。
针对该平台,集团制定了明确的规划,在通过云平台实现了与企业已有的往来单位进行协同的同时,进一步对平台进行开放,吸引相关企业和供应商入驻,相关业务在公网上开放,将平台打造成行业的采购云平台。
2.智能制造方面
2013年,为加强对厂区所有的喷涂生产设备运行情况的在线监控,在三个厂区所有的喷涂车间率先建立了工业互联网,所有喷涂设备全部联网,设备运行状况一目了然,大大提升了设备管理和运维的水平,从而有效保障了生产效率的提升。

图2 喷涂车间实时监控
2014年,为精确高效的统计设备能耗状况,精准分析车间设备能耗情况,全面启动挤压设备天燃气耗用远程计量项目,对所有挤压机的天燃气计量表全部联网,计量数据实时可查,能耗一键分析。
对新上车间,新上设备,设备全部建立完善的工业互联网架构,所有设备全部能够通过工业组态软件监控和控制,如三分厂新上挤压三车间,挤压设备的温度、能耗、工艺等KPI指标全部在线展示,且能够反向控制设备。
同时,为加强污水,华建铝业自行研发设计了污水远程在线监控平台,对污水车间处理后的废水实时监测,各项指标实时报送,出现异常实时触发报警,既能满足企业内部管控需要,也符合国家环保相关规章制度要求。

图3 污水在线监控平台

图4 华建铝业整体信息化发展历程

图5 截止目前信息化建设成果
三、参评智能制造项目详细情况介绍
1.项目背景介绍
华建铝业目前ERP系统在集团级计划管理、质量管理、模具管理的关键业务管控已经比较完善,在以订单为主线的铝型材行业中,设备、人员仍旧存在高负荷现象,造成制造成本的增加,生产效率、生产协同仍是制约制造的瓶颈。本次实施的MES系统,以订单为主线,在ERP的计划、质量、模具管理的框架下做车间级的信息化管理,从设备、人员、生产效率、规范化生产的角度建设数字化工厂。

图6 业务现状及需求分析

图7 工艺流程现状以及建设要点分析
2.项目实施与应用情况详细介绍
结合前期的需求分析,本项目的具体实施方案如下。
1)信息化平台建设思路总体介绍
集成ERP的计划、模具、质量等业务数据,关联制造业务;
建立标准化数据库,包括质量标准化数据库、工艺标准化数据、工艺路线的整理;
工序级计划的精细化管理,关联设备、人员信息;
系统扩展:由MES提取通用功能辐射其余数控车间。
2)总体规划与建设目标

图8 信息化建设目标

图9 MES系统整体蓝图规划
3)具体模块介绍

图10 生产建模

图11 工艺管理

图12 生产管理

图13 车间执行

图14 车间中央指挥室与监控大屏
3.效益分析
通过本项目建设,华建铝业的整体业务管理从问题驱动转变为数据驱动,部门业务数字化转型初步形成。

图15 项目收益

图16 运行效果
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