持续发掘e-F@ctory的数字化价值

作者:三菱电机(中国)有限公司 文章来源:MM《现代制造》 发布时间:2019-08-15
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传统U型线、柔性制造线和全自动生产线,很难想象在同一个车间内就能在不同的制造阶段随意“穿越”。就连智能制造“标志物”的大屏看板和各式工业机器人也不是俯仰可见,跟“无人工厂”和“黑灯工厂”更是有着天壤之别,她“朴素”得有些不像数字化车间。

这个车间中能同时流畅地生产上百个规格、不同订单的传感器产品,从产线规划到生产制造再到物流仓储,背后以e-F@ctory理念为框架的一整套数字化系统高效运转(如图),现实与虚拟完美结合,数据像血液一样在整厂内流转,这就是工信部智能制造新模式试点项目——兰宝数字化车间。

三菱电机的e-F@ctory架构
三菱电机的e-F@ctory架构

小产品大产业 为离散制造寻找合适解决方案

2018年9月,“兰宝数字化车间”通过了工信部项目验收,上海兰宝传感科技股份有限公司(以下简称上海兰宝)在e-F@ctory的赋能下完成了企业升级的第一步,为智能制造打下了坚实的基础。“我们是典型的多品种、小批量离散传感器制造企业,需要不停地换线生产。”上海兰宝副总经理谢勇先生表示,“国产传感器发展只有二三十年,需要超价值服务来营造品牌价值,这样无限制个性化就会衍生非常多的产品品种,仅‘排单’一个环节就是海量工作。”传感器产品规格非常多,按照敏感原理、组装方式和结构形式方面的区别进行排列组合,ERP中导入的品种就有8 000多种,单靠研发无法解决标准化问题。

在三菱电机集团和公司领导的关注和支持下,e-F@ctory获得了上海兰宝的青睐。“我们参观了很多工厂,最终选择了三菱电机合作。”谢勇先生表示,“首先,三菱电机自身就是制造企业,对电子产品的离散制造具有近百年的经验积累;其次,e-F@ctory能够将‘人、机器和IT’协同,有效降低供应链和工程链的总成本,锻造在一些特定领域中的后发优势;第三,项目成功最重要的因素是人,需要专业素养和职业素养过硬的负责人,这一点三菱电机值得信赖。”

三菱电机该项目负责人何经理表示:“2017年4月双方开始接洽,由于e-F@ctory从整体规划开始,拥有广泛的FA产品作为支撑,并在软件和通讯方面具有技术优势,而上海兰宝在传感器技术和系统方案设计、数据采集挖掘方面拥有丰富经验。三菱电机(中国)有限公司e-F@ctory推进统括部统括部长水嶋一哉先生多次上门拜访并交流,双方默契点越来越多,7月达成意向,9月就已经立项。”上海兰宝非常赞同e-F@ctory注重解决生产现场课题的理念,希望从现有工厂改善入手,导入自动化,进行工艺调整,在一定范围之内实施信息化、数字化,为未来发展提供可复制的蓝本。

谈起项目的首要挑战,何经理印象最深的就是“恐怖的多品种”。经过调查,上海兰宝有13个大类、256个中类和几千种小类,同一中类下的各小类工艺路线也不尽相同,工艺矩阵图分析就花了2个月时间。然而,海量产品的梳理还不是最难的。“梳理主工艺相当复杂,对每个种类产品的客户价值、未来市场接受度、利润等因素综合考虑,最终确立了三条主线使用自动化产线生产:9700系列、8EA智能兼容系列、PSK系列,其他品种实用柔性线生产。”谢勇先生介绍到,三菱电机的规划团队给予了很多产品本身的改型以及工艺改进建议,并且陪同客户进行了长达2个月的改型验证,诸如传统手工焊接线缆改为接插件形式以适用机械手自动组装、部分封灌工艺改为在线注塑平衡了工序间的节拍等,从设计源头开始规划以适应新产线的自动化、智能化。

在项目推进中,上海兰宝也遇到过非常大的困难。一是工艺标准化的难题,涉及供应商和经销商会遭到外部阻力,内部技术研发、生产协调等各个环节的工作量和技术难度也很大;二是管理标准化的难题,跨部门的作业流程需要重新定义;三是项目团队是抽调各部门人员兼职组成的,遭遇到很大压力。

MES实施 打好智能制造攻坚战

“智能制造不是大而全,也不是面子工程,更不是赶时髦,是要根据企业所在的行业、企业自身的状况来确定适合自己的模式,企业的战略定位、品牌地位,以及对行业和技术的认知更重要。”谢勇先生非常清楚自己需要的是什么,建设数字化车间,上海兰宝不仅仅为解决当下难题,更有着长远的目标,“我们考虑未来5年的发展,希望在并购、异地建厂后,先进的运营模式和经验能够快速借鉴和复制。未来也将布局产品芯片化,对供应链管理水平也将提出更高的要求,这些e-F@ctory都能一一满足。”

基于e-F@ctory贯穿研发、生产和维护全流程的数据利用能力,上海兰宝 “一个中心、三大系统、六大模块“的整体数字化体系非常明确:产品数据管理系统PDM作为统一的数据源,现场的实时数据传输到数据装载系统DLS,生产执行系统MES从数据库中抓取需要的信息,统一调度把整个生产运营系统盘活。“整体系统体现了e-F@ctory最核心的技术,即FA与IT的融合,通过数据采集、传输、分析和反馈来提高运营效率,让工厂运营实现可视化、可分析和可改善。”谢勇先生表示。

工信部验收很严格,而且只有一次验收机会。为了确保按期交付,何经理带领团队付出了巨大的精力。当时,三菱电机被上海兰宝授予了最高调度权,协调五家系统供应商做资源统合,工作人员从ERP接收订单,APS排单下发到MES系统,MES系统进行备料拉料以及生产过程控制,并及时的将生产过程各项数据(产成实绩、物料消耗实绩)等情况反馈给ERP及APS,做到动态更新。期间随时变更数据,测试系统应对能力,全部要把接口测试通畅。

“在智能制造项目中,ERP也占据非常重要的位置。”何经理分享经验时这样说。因此在项目设立之初,需要ERP咨询顾问一起梳理业务流程,调整核心架构以及开发接口。“如果是模块化接口,就很简单很多,只要将数据上传即可,能够节省很多的时间。”在项目型管理中,目标应该是客户满意,目的是项目验收。“自始至终,三菱电机相关部门的资源支持都很到位。”谢勇先生表示。

上海兰宝强化e-F@ctory的纵深服务能力

随着项目接近最后验收,获得了e-F@ctory赋能的上海兰宝的“二三三四战略”也更加清晰有力:两个竞争战略,包括扩展产品种类的战略,以及国内同价高质、国际同质低价的竞争策略;三种作业模式,包括单品大规模自动化产线制造,高附加值的柔性制造,以及U型生产线的小批量多批次灵活生产;三种盈利模式包括单品的大规模生产,高附加值的特殊品生产,“传感+系统”模式;“四化”工程包括通用产品兼容化,个性产品智能化,技术平台化,平台技术芯片化。战略背后是e-F@ctory项目在咨询、规划、仿真、实施、测试、维护等各个流程阶段提供的标准化、数字化、网络化、智能化的产品和技术。

如今,兰宝数字化车间运行顺畅。“车间的产品品质提升了,业务模式改变了,生产经营和市场能力提高了,综合收益难以估量。”对于项目延伸,谢勇先生有着更深远的思考,“在双方合作中,积累了很好的资源,包括IT团队和项目管理,有很好的项目经理、架构师、IT工程师和工艺师,三菱电机和上海兰宝未来能够在智能制造领域进行深入合作。”智能制造是高投入、高产出的行为,信息化系统需要一次投入也需要长期维护,还需要升级更新,这些长期的投入如果能以合作的模式进行,将会让更多企业受益,这也跟e-F@ctory Alliance合作伙伴计划的宗旨相当契合。

上海兰宝IT部技术经理徐军表示,目前电力电子行业智能制造项目的难点在于,现场数据采集和有效利用,上海兰宝具有设备层数据采集的能力优势,能够轻松化解这一难题。同时,与封闭式数据库形式不同,e-F@ctory采用开放式平台为客户提取和分析数据,帮助客户以最小投入实现智能制造改造升级,在设备数量多、老旧设备占比多的工厂中,这一成本优势将更为显著。

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