绕组线行业“智改数转”的探索和实践

张小波

(无锡统力电工有限公司,无锡 214196)

0 引言

近年来,在国内外制造业低速增长的严峻形势下,绕组线行业各企业之间的产品同质化竞争比较激烈,生产效率与世界强国的水平相比还有较大差距。复杂多变的市场经营环境对企业的应变能力、决策能力和创新能力均提出了更高的要求。如何通过创新驱动,推进企业“智改数转”,提高企业的信息化、数字化及智能化制造水平[1-2],进而提高产品服务质量和企业运营管控效率,最终达到提高企业综合竞争能力,是当前绕组线行业企业管理者亟需解决的重要问题。

T 公司顺应国家的导向,进行“智改数转”的探索和实践,取得了阶段性成果,积累了可借鉴且有价值的经验。

1 针对行业痛点确定转型思路

绕组线作为传统的劳动、资金、资源三密集型行业,面对市场竞争剧烈、用工管理难度加大、环保管控趋严、综合运营成本上升等一系列企业运行痛点,如何通过大数据及工业互联网等信息技术,有效提高企业的流动性管理,柔性化制造,稳定质量,特别是如何缩短产品制造周期、减少在制品和库存、减少操作引导时间、降低生产误操作、提高人均销量和劳动工效、降低产品缺陷率、降低单位能耗、提高生产安全监控覆盖率和达标率等,是各个企业管理层普遍关心的问题,也是企业精益化管理的方向。

企业“智改数转”是一项庞大、科学的系统性工程,要对传统的管理思路和管理方法进行变革,赋予先进、正确的管理理念来塑造其灵魂。企业的信息系统是“智改数转”建设的神经枢纽,也是企业生产经营活动的重要平台。企业信息要在信息技术的支撑下,渗透到企业关注的管理点,使管理决策者能够及时地收集、利用信息资源,把握市场机会,更好地组织企业的人、财、物等资源,提高快速反应效率和精益管理效益。企业的大数据建立,要解决信息孤岛的问题,其处理模式要能使数据真正成为具有高利用率、高价值和多样性的信息资产,有效解决企业运行痛点。能够精准地发现降低沟通成本、优化产品生产流程、提高效率的需求,同时有针对性的提出问题解决方案,改进经营协同管理模式。企业的智能化建设,是要创建智能化单元、智能化生产线、智能化车间、智能化物流,推动智造能力及物流的优化升级。

2 数字化工厂建设的规划探索

T 公司自2016 年始,致力于智能制造信息化建设,不断探索实现企业价值最大化的发展模式。采取整体规划思路,着力对传统体系进行应用模式和管理模式的改造升级,建造高效节能的智能管控系统和信息管理平台,推进业务与系统双向落地。架构的设计,重点是构建车间、企业、协同层级系统。从企业结构细分,信息化应用到销售管理、客户管理、生产控制管理、工艺质量管理、采购管理、库存管理、人力资源管理、绩效管理、薪酬管理、办公自动化管理等方面并形成整体业务、数据的闭环。与供应商和客户搭建沟通的桥梁,与员工达到信息资源的共享,使生产流程更可控、高效,信息化应用更灵敏、普及,从而实现企业经营效率的提高。生产信息化改造,物流智能化改造,在实现装备自动化的同时,把信息技术运用到产品设计、过程控制、工艺优化、异常纠偏、安全环保管理、经营智慧决策之中。基本步骤是从智能车间、智能工厂、数字化企业、新智造。智能制造分层建设示意图见图1。

图1 智能制造分层建设示意图

通过有效的数据处理可以解决的企业运行痛点,物料统一管控、降低呆滞库存、实现以销定产,加快财务回款,加速资金周转;完善工艺数据、完善生产数据、设备物联监控、能源在线监管,工艺在线监控;各部门数据共享、业务流程联动、生产计划精益化管理、部门和人员绩效可视,提高运营效率。随着数据分析和可视化技术发展,可视化的数据运营模式将逐渐成为企业管理的“标配”、成为企业的数据资产及企业数字化运营创新的原动力。

2020 年,T 公司加大“智改数转”的投入,实施5G+MEC 工业互联网项目。以5G 技术为核心,以智能为驱动,有效接入了多种新型基础设施,设立5G 虚拟企业专业网,建立“T 智造”全流程智能管理工业互联网平台,覆盖了智能化生产应用 6 类场景,初步建成在绕线组行业领衔的基于5G+MEC 工业互联网融合应用的“T 智造”数字化工厂。

3 T 公司实践的步骤和效果

根据绕组线行业以销定产、专业化定制产品的模式,公司进行“智改数转”的整体规划,采用“顶层设计、流程驱动、系统固化”的方法,通过分期实施,推进业务与系统双向落地。业务、财务一体化建设示意图,见图2。核心系统建设平台,主要包括销售管理、工艺管理、采购管理、质量管理、仓储管理、财务管理。

图2 业务、财务一体化建设示意图

3.1 项目实践一期

通过设备互联互通及信息平台,MES 系统集成了生产现场相关数据,包括人员数据、设备数据、物料数据、工艺数据、生产数据、能源数据等,让管理层即时掌握各生产环节的状况。MES 系统的集成接口。

此阶段,完成了以ERP 进销存、财务、生产过程和质量为核心的流程梳理和信息互通,完成了数据采集与接入、数据存储与计算、数据管理与分析等,建立了“T 智能制造平台”。

3.2 项目实践二期

在生产系统进行数据分析和数据应用的基础上,根据项目实施规划和进程需求,继而打通核心系统以外的软硬件。完成了人员考勤、薪资、绩效系统建设,并和生产运营的数据进行对接;实现了生产工艺的在线管控和报警;建立了数字化运营管理平台,所有人员的工作汇集到BPM 系统进行统一管控和审批。

通过持续推进数字化平台体系建设,把生产任务派单、设备运行、销售业绩、订单交付、能源消耗、生产产量、品保检测等信息,通过系列数据的展现,建立了“T 数字化平台”。

3.3 项目实践三期

以OA 为中心集成所有业务系统,通过ERP、EH&S、CRM、SRM、BI 软件系统,建立事件消息、审批流程、企业报表一体化BPM 数字平台,能够实时了解企业实时事件、业务进度及企业运营报表,用数字呈现企业运营动态。在此,OA 端手机也可以访问,实现了移动办公。

3.4 项目实践四期

5G 网络实现厂区室内外一体化全面覆盖,5G工业互联网系统在产品研发、生产制造、工艺控制、质量检测、安防监控、仓储物流、设备运维等实际生产运营场景中进行运用,实现了六大应用场景。

3.4.1 5G 赋能设备无线数据采集及可视化展示

通过传感技术将新型智能网关等物联网设备部署于生产现场,正确采集生产设备所产生的重要数据,包含:设备启停状态的生产工艺参数如温度、风机转速、张力、产量等。采集上来的数据在设备管理系统中进行数据分析运用与可视化展示。当工艺参数设备启停状态产生异常变化时,系统可以进行报警,报警信息通知对应的操作人员。实现了企业从局部的事后处理方式转向全局的、实时处理方式,产品的正向追溯及反向追溯。

3.4.2 5G 赋能能源管控与优化

对设备电能使用实时在线监测,员工可通过办公电脑实时远程监控企业电能使用的具体数据,监控电能使用异常。系统能实现异常报警;能进行能源数据分析,对设备之间能源数据进行比对,为未来设备采购提供数据参考依据;能按照日、周、月、年进行电能用量统计和追溯;能按照每台设备分时段进行统计,分析电能数据和产量的关联;能输出单吨能耗数据,还可在线进行生产任务的科学分配,更精细地核算财务成本。

3.4.3 5G 赋能设备维护及专家指导的远程应用

采用了VR 专家远程指导方案。当生产现场出现产品质量问题或设备故障时,现场人员可以通过AR 眼镜,把问题状况传送给场外的技术专家或相关人员。场外人员能看到现场的实际情况,用远程协助的方式提供方案,帮助现场人员完成产品质量的纠正或设备的维护与调试。专家可将指导信息投影在现场人员的眼镜上,指导其完成工作。精轧机设备维修远程指导现场,见图3。

图3 精轧机设备维修远程指导现场

3.4.4 5G 赋能智慧仓储物流系统

创建了智能物流场景,员工统一通过平板电脑和移动扫描枪对物流进行智能化管控。使用5G、边缘计算与AGV 小车相结合的方案。在设备生产完成后,通过AGV 小车,将产品从生产设备上下盘,车上搭载电子称,在下盘自动装载过程中,进行称重计算,通过AGV 自带5G 通信模块,将车辆行驶数据与调度系统进行交互,将称重信息发送给生产执行系统进行产品数据统计分析。

3.4.5 5G 赋能超高清实时视频监控应用

采用高清实时视频监控,通过5G 终端实时访问监控系统,观察厂区内的进出场景,对车间人员活动区域进行安全监督,对操作人员不规范的行动轨迹,进行告警处理。在厂区进出口处安装人脸识别系统,对企业内外出入人员统一管理。

3.4.6 5G 赋能工业现场机器视觉应用

视觉检测系统通过前端摄像头采集数据,在设备侧通过边缘计算技术进行质量检测,系统得出检验结果后,通过5G 技术传输给后端生产执行系统,在质量统计分析中进行呈现。大大提高了现场的检测效率和提高了检测精度,并且能够将检测数据自动上报给系统,减少人工输入的时间,减轻工作量。挤压生产线视觉检测场景。

通过分期系统的实践,取得了可圈可点的效果。以2021 年与2019 年同期相比,制造周期平均减少47%;劳动工效增长13%;操作引导时间平均减少30%;纸面工作和设计损失降低57%;在制品减少51%;产品平均缺陷率降低19.9%;企业运营效率提升53%;员工生产安全监控达标率100%;厂区重点区域监控覆盖100%,为企业的可持续发展起到了关键的作用。

4 绕组线企业“智改数转”的对策与建议

4.1 企业信息化需要更新管理思想

企业信息化建设的目标是利用新一代信息技术与企业人、管理、体系、信息、设备等多维度融合,建立以产品为根本,以客户为核心,自适应、自增长、自循环的智能制造体系,打造拥有高端产品技术、不可复制的客户资源为核心竞争力的可持续发展企业。企业信息的有效性和完整性是企业科学管理和决策的基础,企业信息化并非只是简单的把信息技术加在原有的企业经营模式上,“智改数转”工作必须是企业“一把手工程”,信息技术要与企业的战略定位、管理思维等方面有机结合,需要有先进、正确的管理理念来支配,信息技术应赋予其灵魂。从这个意义上来说,企业信息化应该是将先进的管理思想与现代信息技术相结合,是将企业的制度创新和管理创新相结合,是将企业的实际状况与管理目标相结合,企业信息才能发挥出其真正的作用与价值。具体的方法需要通过制度的建立健全、流程的快捷通畅、信息的准确共享、行为的标准规范来实现。

4.2 企业数字化需要系统协同推进

传统企业的所谓“数字化转型”,是顺应新一轮科技革命产业变革的趋势,不断深化应用云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链等新一代信息技术,激发数据要素创新驱动潜能,打造提升企业生存和发展能力,实现转型升级和创新发展的过程。其中,多渠道获取数据,多层次应用数据,多角度管理数据,是数字化建设的重要环节。绕包线企业的信息系统来源应以企业运营为中心,向客户、供应链两端延伸,采集海量数据,建立大数据新的处理模式,使数据成为具有高利用率、高价值和多样性的信息资产。管理系统数字化建设,可通过ERP、OA、SRM、CRM、APS、WMS 等管理数字化系统,对企业的客户关系、供应链、仓储物流、财务、安全、人力资源、行政办公等实行全流程的数字化管理,使企业每个环节业务数据快速流动。

4.3 企业智能化需要持续挖掘潜能

作为一个系统性工程,必须要从组织上予以保证,要建立高层为首的项目体制和运行机制。首先,必须是决策者亲自挂帅,从全局、专业的角度出发,详细制定企业智能制造规划系统,保障资金持续投入;其次,建立专项工作组,专注项目层层递进,及时落地阶段性成果,关注员工操作体验,持续完善系统;接着,发动员工人人参与,其中员工知识素质的提高和潜在能力的发掘将是一项长期的工作,培养员工的操作技能和创造价值的能力,从而助力企业智能化高效、顺利推进。对设备的智能化改造投入和信息化软件的助力应用,要着眼长远立足当前,结合行业的特点与企业实际运营情况,持续投入挖掘潜能,期望通过人与信息化软件及智能机器的合作共事,使企业生产经营管理扩展到柔性化、智能化和高度集成化。

5 结束语

在数字经济时代,智能化改造、数字化转型既是中央和省市的新要求、新任务,也是企业加快建设高质量发展的新考题、新支撑。谁能够掌握数字赋能,软硬协同,切实推动企业降低成本、提高质量、增加效益,用坚实的基础推动企业“智改数转”,谁就能把握先机、掌握主动、开辟出产业发展新格局。未来,加大智能制造核心技术研发力度,聚焦推进工厂数字化转型,将是企业在新常态下创新驱动发展的新动能和新模式。