拥有近30年内燃机气阀研发生产历史的南京国际船舶设备配件有限公司,近年来在国家“2025”战略指引下,着力打造高端制造业,积极向智能制造转型升级。该公司围绕产品数字化、工艺标准化、单据电子化、要素条码化、生产自动化、流程可视化、数据网络化目标,着手流程信息化整合及生产自动化改造,通过梳理优化业务流程,搭建生产管理信息平台,并在局部工段尝试工艺设备成组互联自动化,打造人机交互标准化、通讯组态模块化的工段级智能制造单元,初步实现工艺直接到设备、作业直接到工位、管控数据直接到管理层,为最终完成以点带线、逐步建成智能生产线、智能工厂,实现智能制造目标迈出了坚实的一步。
转变思路,确立互联网+的企业运营及盈利模式
企业无外乎对人、财、物资源配置,通过产、供、销业务流程,满足客户需求、实现自身利润最大化。但资源永远是有限的,合理配置资源是企业管理追求的永恒主题。受物理世界时空限制,传统的产、供、销业务信息采集处理、传递分享方式不可避免存在时滞,导致业务流和信息流不同步,内外部协同信息不对称制约了资源合理配置。
该公司顺应时势,快速将互联网+思维运用到企业生产组织中去。随着通讯、网络、传感、软件技术的日益发展,虚拟网络跨越物理时空,使得信息实时感知、分享成为可能。包括“大数据、物联网、云计算”在内的互联网+技术普及应用,极大地降低了信息实时采集处理、传递的成本,推动了供应链整合重组、价值链细分重塑、产业链跨界融合。运用这些先进理念改变企业传统的运营及盈利模式,倒逼企业流程再造,有效促进了业务扁网化,开阔了发展视野。
顶层设计以智能制造为魂
随着南京国际“大客户战略”的推进,订单需求由单件/小批量逐步向小批量/规模批次并存转变,传统配套模式的产供销运营模式无法满足生产柔性化、过程透明化、响应实时化的需求变化,客户多样性、个性化需求的日益提高对业务流程的敏捷性提出了更高要求,精细化、敏捷化的智能制造模式是南京国际未来发展方向。
在2015年初,公司将信息化作为提升公司软实力的战略部署,提出在金蝶K3财务--进销存系统应用基础上,着手梳理并细化、量化、优化业务流程环节,将生产计划管理纳入数据信息平台,努力打造以数据流为基础的业务流程信息化平台;2016年公司更是将信息化和自动化相结合、大力推进智能制造作为提升公司核心竞争力的战略手段,提出由局部工段单元智能化改造入手,尝试以点带线、由简到繁、串联总控,逐步推进智能生产线、智能工厂的智能制造建设,最终实现“工艺直接到设备、作业直接到工位、管控数据直接到管理层”的智能制造目标。
“定产品、定设备、定工艺”,推进工艺标准化、产品数字化
作为专业化气阀类产品生产企业,南京国际产品配套范围几乎覆盖全部主流船用柴油机机型,多年来积累了大量的技术工艺数据,但产品基础信息、技术文档、加工工艺等重要信息没有系统地关联,在现实业务流程中,电子与纸质单据并存,不能实现信息数据跨部门、分权限实时分享,严重制约了以销定产模式下的生产组织及业务协同。
据此,公司首先筛选主流产品的工艺路线及加工设备,综合考虑各工序的技术要求及设备性能、产能因素,提出“定产品、定设备、定工艺”的工艺标准化三定原则,细分各产品的具体工序到指定的设备加工,并在产品工艺路线及工艺卡片上设定设备参数、NC加工代码及工时定额,为后期车间各工段设备产能动态评估奠定基础;其次通过梳理现有流程单据,分析其目的用途、流转方式及传递信息数据的内容,细分汇总数据字段并统一格式内容,划分数据字段权限,规范数据传递流程,并借助专业的CAPP/PLM软件,建立以产品编码为唯一索引的标准数据库,将产品基础信息、技术文档、工艺路线、工艺卡片、物料BOM集成到20位数字编码的产品属性中,搭建技术、质控、生产、成本一体化的产品数字化“块数据”,彻底解决目前图纸、工艺数据多载体分散化及与生产经营信息脱节问题。
经过半年尝试,公司引进堆焊机器人工作站、阀座智能单元等成组设备,期间淘汰了几乎所有的基于简易数控、普车设备的落后产能。
工序优化整合,设备成组互联,工艺直接到设备
长期受多品种、小批量配套生产的影响,南京国际采用通用设备一机多用的加工模式导致工艺路线分散,制约了气阀类产品流程制造模式的推广,产品多工位反复流转,工序衔接频次增加,工序之间无法做到有效衔接。
针对这个难题,南京国际从产品技术要求入手,通过调研国内外先进加工工艺及设备装备,着手工艺路线的优化整合,并对技术改造设备提出具体的功能选型要求。通过工艺设备成组互联自动化,整合传统工艺模式下多台设备的多道工序为一个工段单元的一道工序,结合CAPP/PLM图文档管理信息平台,实现工艺直接推送到设备、人机交互柔性切换、一键加工自动化,提高了产品质量一致性及生产效率,有效避免产品往复转序产能浪费,极大降低了质量及安全风险。
通过工序优化整合,原通用设备传统工艺近2000道的工序精简到专业软件知识库中不足100条标准工序。
要素条码化、单据电子化,作业直接到工位
随着产品及服务数字化进程的加速,产品全生命周期管理本质上是对生命周期内产品信息数据的管理。公司气阀类产品的生产制造,伴随着经营订单、产出计划、执行工艺、派工作业、工序检验、入库发货等大量信息单据。传统纸质单据手写输入、人工传递,信息数据采集处理耗时耗力、查询检索效率低下、传递分享滞后甚至失真。
该公司从设备、人员、工段、工位、物料、仓位及转运车辆等基础生产要素编码标识入手,在产品数字化数据库的支撑下,逐步推广生产过程中的在制品物料、转运小车、图纸工艺文档、质量跟踪卡等生产要素的条码化。首先从材料检验入库开始,对原材料按炉批号编码标识、规范存放在设定仓位;其次经营计划人员结合销售计划,梳理每月产出计划并编制电子单据,通过工号与产品编码关联,将销售系统订单等经营信息与生产计划系统的技术生产及质量信息整合起来,赋予每个生产批次唯一身份并条码化标识;据此,其他部门通过扫码调出工号对应产品编码,从产品数据库中检索出计划产品的基础数据、技术文档、工艺路线、质控要求及物料定额等信息,并按业务流程自动生成各类电子单据视图,指导生产并实时采集处理产品生产过程中的各类管控数据。
目前,计划批次的工号、员工身份、电子跟踪卡、工艺卡片等要素完成条码化标识测试,期间改造新增产品转运小车百余量,并划分工段实施定域管理。
数据网络化、流程可视化,管控数据直接到各级管理层
作为互联网和大数据的终端,未来制造业最大的能源是数据。在大数据时代,数据资源的挖掘运用能力将是制造企业核心竞争力之一。公司气阀类产品的生产从原材料、毛坯到半成品、产成品,经过锻造、焊接、热处理、精加工多道工序,需计划、技术、质控、物流等各部门多岗位业务协同,过程信息交互及数据采集、处理、传递、分享的及时性直接影响业务流程的敏捷性。
该公司在金蝶K3财务-进销存一体化的基础上,定制开发生产管理信息系统;引进专业工艺及图文档管理软件,建立技术工艺数据库,并统一数据格式、平台架构对接规范,完善通讯网络硬件设施,初步打造以数据流为基础的业务流程信息化平台。
针对以销定产、流程制造模式特点及质量追溯的需求,公司首先按计划下达、工艺推送、作业派工、工序检验、总检入库等业务逻辑梳理数据流程;其次按生产计划、作业工单、检验入库三个层次进行数据分类汇总,分析数据逻辑并优化业务流程;在此基础上定制开发作业派工系统、一体机看板系统、计划监控系统及后台数据库表的关联设计,并借助工位一体机、车间监控屏、电脑终端对计划进度、设备状态、员工工时、质量记录等关键数据进行实时管控,通过数据网络化实现数据按权限分享,提高部门协同效率。
产学研用跨界合作,借力实现跨越式发展
智能制造是个系统工程,融合了制造技术、管理模式、计算机及通讯传感控制等最前沿的理论知识。智能制造技术(IMT)和智能制造系统(IMS)多学科、跨领域的技术储备及体系建设,超出企业自身的能力范围。
该公司结合自身需求,经江苏省教委批准,成立了省级研究生工作站,借助“外脑”及时了解掌握国内外前沿技术,消化吸收寻求关键技术创新突破,并着手产品寿命曲线数字化仿真、工况健康指数建模及实时监控传感技术等前沿课题的研究。
在阀座智能单元、堆焊机器人工作站建设过程中,南京国际分别与中科院下属研究机构及沈阳机床某研究所合作,共同解决设备间通讯传感及网络组态控制技术;在工序优化整合过程中,与国际知名公司刀具、量具专家进行技术交流,通过试验逐个解决设备自动化的刀具及检具选型问题;此外,在工艺标准化及业务流程信息化过程中,注重管理咨询及软件公司顾问建议,借助外力优化业务流程,努力实现跨越式发展。
以数据逻辑、软件思维重新审视业务流程
片面地理解“存在即合理”,往往忽略外部环境变化对企业生死存亡的重大影响。“互联网+”正在改变包括制造业在内的传统业态模式,以市场导向为使命的企业,必将面对“大数据”模式下的供应链整合重组。如何利用大数据,取得在供应链上的领先地位,是南京国际业务流程信息化再造的重要课题。
该公司以数据逻辑、软件思维重新审视产供销业务流程。围绕数字化、标准化目标,从需求预测入手,梳理优化市场订单、技术工艺、生产计划、作业派工、质量追溯、入库管理等业务流程,实现扁网化替代条块交互传统习惯。初步搭建了市场导向、信息共享、高效协同、流程可视的业务信息平台,优化精简冗余环节,大幅缩短产品制造周期内流程衔接等待时间,提高各部门协同效率及响应客户的能力,促进产品快速转换、内部物流体系提速,加快库存周转,降低库存资金积压。从而实现管理的粗放式向精细化、智能化管理转变。
“智能化”既是一个伟大目标,更是南京国际生产制造中的具体行动;既是引领时代发展的大理念,更是贯穿南京国际转型升级的核心思维。随着一套套“无人看管”的制造单元在智能地运转,我们仿佛看到了一家充满数字符号的智能化工厂正在中远海运集团落地生根。