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善誠科技:讓智能工廠的“修煉”之路更簡單

善誠科技:讓智能工廠的“修煉”之路更簡單

——— 破解生產管控難題,MES成為“良方”
2023/5/23 13:57:35

一家從事精密馬達制造的電氣行業制造商,隨著業務的快速擴張,發現生產任務眾多,生產過程控制變得非常困難;ERP計劃無法直達產線,生產計劃大量依靠人工線下制定,已經無法滿足企業對于數據的準確性和及時性的要求;原材料、半成品、產成品、廢品難已查找和追溯,物料狀態更新滯后,各種成本浪費層出不窮;生產訂單進度跟蹤完全依賴人工,各生產工序存在明顯的孤島現象,很難快速地了解生產訂單的執行情況;生產相關數據割裂,無法對生產瓶頸進行有效識別和分析,產能提升困難。

某國內重型汽車變速器與零部件制造企業,隨著主機廠對質量要求越來越嚴格,企業仍采用人工質檢的方式,檢驗效率低且容易出錯;同時,企業缺乏對產品全生命周期的監控與追溯,在出現質量異常時,缺少有效的問題分析定位手段準確追溯及鎖定不良批次,加大了企業質量處理成本與管控難度。

某電子電器制造企業計劃打造數字化、智能化的產線與工廠,雖引入了眾多自動化的生產設備,實現了設備聯網,但由于設備種類繁多,缺乏有效的數據采集,設備狀態及運行數據難以統計,無法計算OEE;設備只有在出現故障的時候才會維護,臺賬和維修管理粗放,維修過程記錄查找困難,效率較低;備件庫存高,安全庫存不合理,影響倉庫周轉;同樣的設備問題在不同的車間及工廠間重復發生,歷史知識無法得到有效利用。

如何破解生產管控難題?

面對當下的諸多挑戰,隨著內生需求的不斷釋放與政策的大力推動,制造企業紛紛踏上了數字化轉型的征程,積極推進工業軟件的應用,希望在實現計劃、研發、生產、物流、質量、服務等關鍵業務的信息化基礎上,通過橫向、縱向以及端到端的集成,全面實現企業全業務、全流程、全供應鏈的數字化,逐步打造互聯工廠、透明化工廠、數字化工廠、智能工廠,真正邁向智能制造。在此過程中,作為企業打造智能工廠的樞紐,MES已成為企業實現精細化生產管理,提升生產運營管控能力與生產制造能力的“一劑良方”。

 “修煉”智能工廠,傳統MES面臨挑戰

MES系統是企業通向成本、質量、響應、靈活綜合平衡的途徑,它覆蓋了整個智能工廠的生產過程,涉及企業車間現場管理的人、機、料、法、環、測、能(5M2E),從生產排產、生產計劃執行、生產工藝指導、生產過程追溯、車間現場數據采集、生產物料供應、設備管控、生產質量管控、在制品管理、人員排班、生產績效分析、能源管控等多個維度對生產現場進行集成管理。自80年代寶鋼引進MES至今,四十余年來,MES的發展始終伴隨著我國工業化的進程,并在當下,成為制造企業數字化轉型升級投資意愿最為強烈的軟件,迎來了應用熱潮。

傳統的MES解決方案以生產管理為核心,在企業智能工廠的逐級“修煉”過程中,隨著工業軟件的不斷引入,在企業內部可能會產生數據孤島與信息孤島,導致傳統的MES無法將質量管理、設備管理、能源管理等與生產運行結合起來,實現端到端制造過程的統一調度、科學決策和動態優化。其次,傳統架構下的MES經過多年發展,存在與日益復雜的實際應用需求脫節、行業應用局限、實施成本過高、基礎架構與新技術新模式沖突等突出問題,已難以適應制造業數字化、智能化發展需要。此外,MES系統與制造企業所處的行業、產品特點、工藝路線、生產模式等諸多因素息息相關,隨著企業業務的發展與生產工藝的變化,MES也需要隨之不斷的迭代升級,傳統MES軟件在可適應、可擴展性與靈活性方面,已無法適應企業業務快速變化的需要。同時,MES的應用又不斷進化。

如今,MES正朝著模塊化、平臺化的方向不斷發展,制造企業對MES軟件的需求也在持續的升級。企業需要軟件商提供的是一套全流程端到端的行業解決方案,而非簡單的車間管理系統,并且MES需要對生產現場的各類要素進行深度融合,除了實現平臺化及可配置化,更要求能做到低代碼以及快速迭代。

善誠TIP DXs?智能化工廠平臺就是這樣一套解決方案。

厚積薄發,善誠科技入局MES市場

據e-works調研顯示,2022年,中國MES/MOM市場規模達到59.5億元,較2021年增長11.3%。MES軟件商不斷涌現,市場上提供MES軟件或實施服務的供應商已有數百家。除了專業的MES廠商之外,還有自動化設備企業、專業的SCADA、HMI廠商、ERP廠商等,各個MES廠商的背景和起源不同,提供的解決方案也有各自的特點。

面對激烈的市場競爭,選擇在此時入局MES市場,善誠科技可謂厚積薄發。自2002年進入中國市場,20余年來,善誠科技為企業提供以機械設計、電氣控制、軟件(嵌入式?IOT?AI)開發為主,技術支持為輔的廣泛技術服務,擁有超過500名的技術人員團隊,堅持自主創新,深入挖掘制造企業核心需求,不斷總結與提煉,打造出了一套覆蓋生產制造全流程的工業物聯網綜合軟件解決方案。 

善誠TIP DXs?智能化工廠平臺

善誠TIP DXs?智能化工廠平臺(簡稱:TIP)融合了數字孿生、低代碼、物聯網、大數據等新興技術,在不同車間、不同場景中,利用工業互聯網構建協同服務于企業全制造流程的實時感知、智能分析、自主決策以及精準執行。善誠TIP平臺以設備智聯管理、生產過程實時管控、質量管理、數據監控分析、能源管理為核心,涵蓋數字孿生系統、安燈管理系統、糾正和預防管理系統等功能,在設備互聯的基礎上,實現對企業生產、質量、能耗和設備運行狀況的實時洞察與分析優化。同時,它還支持各個系統之間的解耦和耦合,既可獨立部署實現局部場景應用,又可相互協同完成大型復雜應用,幫助企業實現生產現場的透明化、縮短規劃和制造周期、減少在制品滯留數量、提升生產數據的完整性、提高設備和人員績效、提高生產質量。

值得強調的是,在解決方案的打造上,善誠科技在產品、技術、服務等多方面實現了突破與創新。

1.產品創新

善誠TIP平臺圍繞計劃調度、工藝執行、過程質量、設備管理等生產制造全流程進行功能優化提升,涵蓋涉及到生產的各個模塊,一級概念模塊包括質量管理、設備管理、工廠管理模塊等。二級功能模塊包含MOS追溯系統、品質監控系統、設備狀態監控系統、設備維護保養系統、倉庫管理系統、工廠3D可視化系統等等,各功能模塊用戶可以自由定制,在統一平臺上實現快速部署應用。此外,TIP平臺可滿足客戶的多功能定制。基于多年的行業知識積累,借助于低代碼開發工具的集成,TIP定制化部門能夠快速解決客戶的痛點,直接命中客戶存在的困擾點,大幅降低客戶的等待和溝通成本。

2.技術創新

TIP通過創新的解耦和耦合設計思路,將各個功能模塊封裝成組件的形式,拋棄了傳統的一體式架構,做到組件的即插即用,實現了高內聚低耦合。無論是客戶的MES全面解決方案還是局部碎片化需求,都能實現快速、低成本的定制化部署,使得短時間內快速交付成為了可能。同時,TIP采用微服務架構搭建,各能力底座與業務功能可拆分成各微服務模塊,為不同的數據點位提供安全穩定的數據采集通道,可針對不同的場景自動分配資源和提供不同的計算能力,可根據需要動態增加設備資源,防止出現性能瓶頸。同時基于docker的容器部署技術使得TIP的基干系統非常穩定,在單個節點癱瘓的情況下,能夠做到持續對外提供服務。在工廠產線擴大,工廠擴張的情況下,只需追加必要的硬件設施,即可一鍵對軟件系統進行部署。TIP 做到了真正的易維護、易擴容、高并發。除此以外,TIP 對各個平臺都具有良好的兼容性,可根據用戶的選擇,實現跨平臺的部署。

3.服務創新

善誠科技提供靈活多樣的服務模式,針對不同的業務場景,可以在善誠科技的各個受托中心承接各類項目委托業務,或者提供技術團隊常駐客戶現場進行開發。從業務的理解,到項目的開發和實施,TIP有一支專業高效的團隊,全程參與工廠信息化建設的過程,能夠在多短時間內滿足客戶的要求,快速將產品運用到生產。

深耕場景應用,從細節見真章

MES軟件需要與應用場景深度結合,才能更有效地管理“5M2E”各關鍵要素,實現數智化全鏈條的打通,發揮最大的價值。在善誠科技TIP平臺提供的多個智能運營場景中,涵蓋了設備互聯與設備健康診斷、數字孿生、能耗管理、精益化生產、產供銷協同、工藝優化、產品故障診斷預測等方方面,并已在多個制造企業實現落地應用,幫助企業有效實現精細化管控,提升企業核心競爭力。

1.數據可視化

基于數據的實時采集與分析,企業可以打造綜合管控看板并分級別管控。公司級綜合看板重點實現公司級設備資產的卓越運營績效管理與統計分析運營看板;廠級綜合看板,以工廠的設備管理為范圍,實時展示工廠設備的運行情況、成本情況、目標達成情況、重大任務達成情況;車間級綜合看板綜合展示車間的重點任務、績效指標、關鍵KPI指標、目標完成情況、車間設備故障情況等;個人綜合看板實現個人工作的“一目了然”。以崗位任務為基礎,展示所涉及設備的報警情況、運行情況、個人KPI情況,實現崗位信息的透明化。 

某變頻器控制板自動化生產企業現有MES系統無法在早期發現生產異常,難以在早期防止不良發生和擴大化,機器的生產實績與生產計劃管理大都事后研究。企業希望可以快速定位生產線發生異常的地方(各類治具);為了可以有效監管生產實績,希望在生產現場安裝顯示實時情報的管理的大屏顯示器;希望可以看見各個工程機器生產量的實績、計劃、以及生產預測。

通過與善誠的合作,該企業建立了看板與報表,實現生產、質量和物料的日常電子報表和電子看板管理。通過生產過程大量采集的現場作業數據,設備的生產力數據實時可見,提高生產效率,同時,系統還可提供滿足管理和業務的各類統計查詢報表,并為將來的數據挖掘提供詳實的數據,更好地支撐領導與管理層的決策。

2. 設備數據采集與健康診斷

設備數量多、故障頻發、意外停機造成損失大、設備數據采集難等問題始終困擾著制造企業。隨著技術的發展,設備運維已逐步從事后維修轉變成預防性維護,甚至是預測性維護,這就需要實時監測設備狀態,動態進行設備健康評估,快速異常識別及故障診斷,并快速響應提出維修策略。通過對設備的數據采集與分析,可以幫助企業及時掌握設備在整個生產過程中所處的狀態(停機,報警,待機,檢修,調試等),經過追蹤分析設備狀態的異常,提高生產效率和產品品質;分析設備停機的次數和停機時長,將降低設備故障率、減少備件損耗以及積累企業維修經驗,將設備使用效率最大化。

某芯片半導體制造企業器件人工檢驗機械設備的誤差較多(檢查遺漏、檢查錯誤)、難以實現實時管理;設備電流、溫度等異常的實時數據無法反饋,導致產品的不良率大幅增加;數據分析困難,機器異常檢測機預測困難。 

基于善誠TIP平臺,該企業實現了工廠電氣架的內/外環境的溫度/濕度、電線的電流數值的實時可視化管理,實現了把握包括異常分析及預測的機械狀態,可以通過智能算法預測未來的溫度、濕度、電流等,防止設備異常及歷史數據異常解析;實現故障實時通知并處理,由于設備的異常生產造成的不良大幅降低,實現生產故障減少20%。

3.產品質量管控

在質量管控方面,企業可以基于全面質量管理的思想,建立完整的檢驗標準體系。通過對產品整個價值鏈的質量管理,包括從原材料檢驗、中間品質檢驗到產成品檢驗的全程質量控制和跟蹤,記錄完整的質量數據,跟蹤質量變化,運用相關質量分析工具對生產過程各項關鍵指標進行數據化分析,以確保產品及原料的質量信息追溯及保障。

某精密元器件制造企業雖已應用MES系統,但MES系統過于老舊的,在質量管控方面仍采用人工檢驗、人工收集、計算與分析數據,導致效率慢的同時容易出錯,同時,系統中存在大量僵尸數據,數據利用率低,企業無法實時得知生產過程中測量項的CPK、重測率、良率、標準差等關鍵參數,無法保證產品品質。

在與善誠科技的合作中,善誠科技幫助該企業將各個分散的工程數據進行了數據一貫性整合,實現了良品率與損失的分析管理、生產性實行與分析管理、生產工程的品質分析與可視化、不良品的追蹤與分析管理、生產工程的管理(計劃?日程表)、零件生產工程的追蹤、生產數據元管理與可視化數據的快速部署。

新的系統上線后,該企業實現了生產全自動統計,客觀反應真實生產狀況;在產線上是實現了實時監控和質量預警,提高產品品質;實現數據分析,為企業決策提供支持,在提高產量的同時,良率提高了0.2%,年間節省了約1億元人民幣,信息操作員由20人減少至5人。

4.產能預測分析

通過IOT技術,基于采集器實時采集需要的信息,并結合BI可視化技術與數據分析,企業可以實現產能分析預測。通過當前的生產能力,計算分析未來產量的變化,以得知當班是否能夠達到生產計劃產量,及時做出調整;分析每小時的單位產量分析,生產的不同階段的生產能力的達標情況,以用于未來分析和改善生產能力;分析每分鐘的單位產量分析,以確定分析和預測工人的生產效率變化,提高工人的生產效率。

某機械制造企業無法實時預測和分析當班產能是否達標,導致生產不可控,無法及時提出應對對策;缺乏有效數據,無法進行生產過程分析,無法實時分析產能的趨勢和變化;無法針對產能的過程進行干預,分析和反省。

在導入善誠TIP平臺后,基于內置的預測功能,企業可以針對生產狀況及時做出調整,實現生產可控;分析每小時的產能變化,有針對性的對生產效率低的時間段進行改善;使工廠穩定生產勞動率提高,加班變少,加班率降低15%,導入后月總體產能效率提高15%。

此外,典型應用場景還包括物料管理、工藝執行管理等,如對工藝過程、工藝參數和工藝配方進行管理,對產品各工序的生產、檢驗、維修以及交付過程進行控制和指引,在提高操作效率的同時杜絕作業操作錯誤的出現。善誠也將持續深耕場景應用,引領更多制造企業實現生產的精細化管控,提高生產效率的同時降低成本。   

結語

“種一棵樹,最好的時候是十年前,其次是現在”。在制造企業加速“修煉”智能工廠的當下,入局MES領域,善誠科技信心滿滿。善誠科技將專注服務于食品飲料行業、化工制造、電子電器部件、汽車零部件、樹脂成型,精密馬達等制造行業,持續聚焦客戶需求,從客戶價值出發,對服務模式進行創新,深入各行業的細分業務,形成更加豐富和適用的場景化解決方案,助力各行業數字化、智能化轉型升級!


審核編輯(
李娜
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