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东方电机打造“东电特色”透明MES工厂

发布时间:2018-02-07 作者:e-works整理  来源:e-works
本文为“2017年度中国两化融合暨智能制造应用领先暨最佳实践奖”参评案例。本次活动将评选出2017年度,为中国两化融合暨智能制造领域带来突出效益的最佳实践工程,全面介绍企业推进两化融合或者智能制造的步骤、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
 
    东方电气集团东方电机有限公司(以下简称:东方电机)是中国东方电气集团有限公司的全资核心子企业,是全球发电设备、清洁能源产品和服务的主要供应商。 公司主要从事水轮发电机组、热能发电机、风力发电机、交(直)流电机、电站控制系统及军工产品的研发、设计、制造和服务。
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    图1:东方电机车间生产现场
 
    二、企业在智能制造方面的现状
 
    东方电机作为国家重大技术装备制造业的骨干企业,从上世纪80年代初期开始着力于企业信息化的建设,属于国内第一批引入信息科技的企业。至 20世纪末期,信息化领域基础建设工作取得明显效果,实现了IT技术在主要专业方面应用(电子化),21世纪开始东方电机加快了信息化的建设的脚步,实现了CAD、ERP、PLM、DNC&MDC、OA等信息系统的推广与应用,数字化工程已覆盖产品的设计、制造、管理、试验测试等各个方面。
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    图2 2010年东方电机信息化建设情况
 
    但是,随着企业管理的改进和信息化建设的不断深入应用,信息资源共享不充分、业务协同性不紧密、管理深度和信息组织等问题都逐渐暴露出来,制造车间的信息“黑洞”成了企业信息化建设路程中亟待解决的问题,而实施MES系统成为企业解决这一问题的最佳途径。
 
    三、参评信息化项目详细情况介绍
 
    (一)项目背景介绍
 
    东方电机自建厂以来已有近60的历史,在多年的行业沉淀中其生产模式和经营管理上都形成了非常鲜明的特点,也造成了些多年难以解决的管理问题:
 
    1.复杂制造过程的精细化管控
 
    东方电机产品以大型发电设备为主,属于典型按单件、小批量生产的离散制造企业。产品基于销售合同驱动设计生产,个性化程度高,工艺流程复杂,质量要求高。面对复杂的制造过程如何在保证质量的情况下准时交付,实现精细化管控。
 
    2.项目全业务链的管理方法
 
    由于产品结构复杂,制造周期长,企业采用项目化的经营管理体系,按项目管理从研发、工艺、生产、装配、采购、仓储、物流、发运、安装、服务全业务流程。项目管理涉及的部门多、周期长,如何实现项目全业务链的高效管理。
 
    3.多分厂多组织的协同制造
 
    东方电机主要产品的生产制造环节涉及11个生产分厂,分别为焊接分厂、重金工分厂、轻金工分厂、水轮机分厂、成品分厂等,同时企业旗下还有多个子公司、事业部。每个分厂不论从管理方面还是生产业务方面都有其特别的关注点,如焊接分厂注重人员与资质的管理,重金工分厂注重设备的利用、监控以及维护保养管理,水轮机分厂注重零部件的齐套、质量过程管理,成品分厂注重成品包装和发运的管理。针对管理以及生产模式略有差异的各个分厂,如何统一、有效的管理多工厂、多车间业务,实现车间级到工厂级的制造协同。
 
    4.多系统间的信息联通
 
    企业在用的管理软件众多,如:SAP ERP、Winchild PLM、CAXA DNC&MDC、KOA、QMS等,但制造信息化缺少与上下游信息系统的统一规划和集成设计。各供应商的管理软件如何实现数据互通,打通企业数据流,避免“信息孤岛”。
 
    面临种种问题,我们发现选择一款单纯的MES软件已经无法满足企业数字化制造长远规划要求。经慎重考虑,企业认为要贯通生产制造全业务链条,实现符合“东电特色”的透明工厂目标,MES软件必须具有平台一体化、柔性可定制、软硬件一体化、优秀的集成能力、安全可靠等特点,同时软件供应商必须具备丰富的大型集团企业信息化经验、拥有同行业的成功案例、优秀的咨询能力和全方位的实施服务能力。
 
    在经过多次的挑选和考察后,武汉佰思杰科技有限公司(以下简称“佰思杰”)由于各项能力均符合企业要求,从众多供应商中脱颖而出成为我们的合作伙伴。
 
    (二)项目实施与应用情况详细介绍
 
    东方电机旨在打造东方电机企业级的透明化、精益化、数字化的MES系统,但考虑到涵盖的业务链条较长、文档种类繁多,涉及部门及人员较多,对企业资金、人力资源投入、组织协调等方面都带来巨大挑战,因此我们认为东方电机的MES系统建设应该是分阶段逐步建立并深化应用的过程。并提出了以下实施原则:
 
    ●以信息化项目运作的方式展开整体策划,分步实施,重点突破,逐步完善;
 
    ●重点在基础数据的规范和建立,关键在管理方法的变革和改进;
 
   ●方法上借助平台软件的成熟技术为我所用,辅以一定的定制开发,但不求大而全,功能边界划分清晰,以实用、适用为佳;
 
    ●在各分厂独立使用好其MES系统基础上,把握好MES系统与其他信息系统之间、各分厂MES系统之间的数据流和接口,策划好系统集成的思想方法,达到分布和集中的统一。
 
    项目组基于该实施原则于2010年对全公司展开了整体的业务梳理,分析企业管理痛点、信息化断点,并设计完整的业务蓝图方案来帮助车间提升生产制造管理的整体性和组织间、业务间的协同性。
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    图3 生产执行主要业务蓝图
 
    在充分的准备后,轻金工分厂成为东方电机首个成功上线运用MES系统的车间,目前经过项目团队多年的实施工作,已将MES系统在其他几个车间推广运用,东方电机的MES系统已经涵盖计划管理、派工及执行管理、物料管理、异常管理等多个功能模块。
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    图4 MES核心功能模块
 
    (三)项目效益分析
 
    最终经多年项目组的共同努力与MES的应用,该项目已经取得了以下建设成效:
 
    1.实现纵向数据联通和横向业务贯通
 
    通过与SAP深度集成,实现从基础数据导入->主计划的创建->生产计划数据的导入与分解->任务的派工执行->生产汇报数据回传->完工入库的一体化计划执行管控平台,不仅联通了ERP与MES纵向数据流,消除了生产计划与制造执行之间的信息“黑盒”,同时也贯穿了制造环节的业务链条,达到了闭环管理、精细化管理的要求。
 
    2.实现多分厂在制品的高效协同管理
 
    对于东方电机生产的零部件由于工艺流程复杂,零部件在在制过程中往往会需要在多个分厂之间流转加工。在制品是否能够按时流转到相应的加工分厂很大程度影响了各分厂的生产计划执行。MES通过对在制品的管理,实现了对在制品的加工情况、物流情况的实时跟踪,对多分厂的高效协同起到了关键性的作用。
 
    3.实现成品装配的齐套管理
 
    对于东方电机的总装分厂来说,对成品装配前的齐套检查是重要的管理环节之一。由于东电采用项目制造的生产模式,齐套检查也必须按项目的维度进行检查,同时这类总装分厂也拥有一定的加工能力,会对一些零部件进行最终加工,所以他们的齐套检查不仅仅需要对半成品、采购件检查,也需要对在制品进行检查。针对这种复杂的齐套检查模式,人工统计不仅费时费力,且容易疏漏。通过定制开发的项目物料齐套检查跟踪功能,集成MES中物料管理、在制品管理、生产计划管理模块的业务数据,实现对物料齐套的自动检查,大大减少了因为物料原因导致的计划调整、缺料停产的情况,确保装配生产顺利进行。
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    图5 物料齐套检查功能图
 
    4.JIT物料拉动
 
    通过领料申请,向SAP实时发送领料指令,实现车间生产物料的准时化生产与供应。
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    图6 物料拉动看板
 
    5.生产制造透明化
 
    通过可视化管理,及时、准确的采集与发布生产现场的各类信息,为管理决策提供数据支撑。
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    图7  计划完成情况统计报表
 
    6.设备集成
 
    通过与DNC&MDC集成,实现设备开机情况实时跟踪及生产过程能量消耗的统计、分析,提高整体设备利用率,初步达到节能生产的目标。
 
    7.精益落地
 
    结合MES质量模块实现了符合东方电机业务特色的E-SOP装配质量作业体系与流程,将原先停留在纸面上的精益管理思想得以落地。
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    图8 E-SOP执行结果统计表
 
    MES系统在长期的应用中得到了用户广泛认可,被公司评为科技进步成果奖。经生产业务部门统计实施该项目后,已实现计划完成率提高了30%,订单齐套率提高了20%,生产效率提高20%,物料出入库及在制品流转登记单据减少近5万份,取得了明显效果。
 
    (四)实施经验分享
 
    1.高层的支持
 
    MES推进“由上至下”非常关键。要实现传统制造向数字化制造的跨越,无可避免的会涉及到一些制度的改革、流程的变化,也意味着需要统筹众多部门,需要改变诸多员工的思想,本身就是一个艰难的挑战。所以公司高层的顶层设计和清晰导向非常关键,要引导全员树立正确的工作目标,并对“尚方宝剑”进行充分授权和提供强有力的资源支持。
 
    2.良好的团队协作
 
    东方电机的MES项目的实施工作是个大而系统的工作,涉及的部门人员多,业务领域广,功能分支多,对项目组的协调能力以及专业性提出了很高的要求,光靠乙方的力量来实施项目是不可取的。而企业内部员工的优势在于对公司业务、痛点、难点较为熟悉且对内部的工作协调相对容易,发挥好这一优势并能与乙方项目组建立良好的沟通机制,形成良好的团队协作关系。所谓人心齐、泰山移,只有凝心聚力,项目才可能获得圆满成功。
 
    3.可扩展的平台架构功不可没
 
    在实施完轻金工分厂MES项目向水轮机分厂推广的时候,项目组曾遇到了一个难题:轻金工分厂属于加工分厂,生产的零部件有一定的批量,生产节奏相对较快,而水轮机分厂属于总装分厂,虽然也有加工能力但是主要以成套装配生产作业为主。两个车间无论是从计划管理、生产组织、生产执行方面都有鲜明的区别,如何通过一套系统实现两种不同的管理模式,成为项目组首先需要突破问题,然而佰思杰可扩展的平台架构使这个问题引刃而解。通过平台提供二次开发功能,在不影响底层数据结构的情况下实现了不同的管理需求,同时相同的功能模块也可以实现直接复用,水轮机的顺利推广实施印证了我们选择平台化的软件这一正确决策。
 
    4.融合精益思想
 
    成功的MES项目并不是简单复制原先的业务流程,使字纸单据电子化,而是需要融合精益思想借助MES项目改善企业现状、优化企业流程、推动管理的提升。项目组结合精益理念与过往的实施经验形成了“东方电机新型精益体系”蓝图,MES系统在持续的优化与改善中朝着这个目标前行。
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    图9 东方电机新型精益体系
 
    5.选择优秀的合作伙伴
 
    我们认为一个优秀的合作伙伴必须具备丰富的行业经验、优秀的咨询能力、大型项目的管理能力以及有强力的开发后盾支撑。在实施过程中我们发现一个优秀的合作伙伴不仅可以保障项目顺利执行,也会给企业提供专业性的管理理念与思想,助力企业内部人才培养与管理提升。
 
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