大型精密汽车注塑模具智能工厂项目
青岛海泰科模塑科技股份有限公司通过对生产实时监控及物料跟踪、在线自动检测、自动化仓储及配送等数字化改造,实现产品从计划、排产、生产、设备、质控、物流等全过程闭环管理的工业互联网。
具体做法:利用CAD/CAE/CAM系统集成多项软件,使用UG作为注塑模具的CAD开发平台,CAE采用Moldflow进行注塑过程的模流分析,通过PowerMill软件来实现CAM加工辅助;在建立千兆工业通讯网络的基础上,用益模制造执行系统建立MES,通过APS自动排产,实现计划、排产、生产、物流、设备、质控等全过程闭环管理,并与金蝶ERP、PDM接口集成,实现各生产环节的协作与联动。实现实时监控、产品数字化及物料跟踪、在线自动检测、自动化仓储及配送等。该项目是在建立在信息物理系统的基础上,把设备实体、生产资源、流程、系统和人员连接起来,透过全面信息化转型,以数据分析生成可执行(Ac tionable)的信息,优化制造过程,实现智能工厂和智能制造生态系统。
成效:提高产能,2017-2021年的产能分别是320套、342套、469套、589套、558套;提高设备利用率,综合测算实现生产效率调高22%以上,运营成本降低20%以上,产品研发周期缩短31%以上,产品良率降低26%以上,单位产值能耗降低12%以上。
战略规划
顶层设计
公司成立了以总经理为主任的企业数字化转型中心。
企业数字化转型中心实行主任负责制,由总经理担任中心主任。下设两个委员会:技术委员会主要在公司内部负责数字化转型项目的开发方向、重点课题、经费预算、人才培养及激励等重大问题的决策;专家委员会主要在公司外部负责对企业数字化转型的研究开发方向、重大技术问题及项目进展情况进行客观地咨询和评价。
制度安排
企业数字化转型中心自成立以来,为保证公司数字化转型中心各项体系顺利、有效地运行,公司不断地建立、健全各项规章制度,目前已建立了一套较为科学规范的管理制度:
《数字化转型中心管理制度》、《数字化转型中心考核管理办法》、《数字化转型中心研究与开发经费管理办法》、《数字化转型中心技术研发奖励制度》等制度措施。
时间路线
企业数字化转型及工业互联网智能工厂的建设是一个持续的过程:自2015年项目启动到2021年项目基本完成。
改造路径
1、智能装备应用:包括生产过程中的设备、 自动伺服设备、 检测设备等的购置与安装。
2、研发中心与车间设备联网建设。
3、生产过程实时调度建设:生产设备运行状态实时监控、 故障报警和诊断分析情况, 生产任务指挥调度、 车间作业计划生成情况, 主要是制造执行系统 (MES) 与企业资源计划管理系统 (ERP) 集成建设。
4、物料仓储智能化建设, 针对模具生产原料的特殊性建设仓储智能系统;
5、产品信息可追溯建设:包括产品质量在线自动检测、 报警和诊断分析情况。在原辅料供应、 生产管理、 仓储物流等环节采用智能化技术设备实时记录产品信息情况。
6、设备的运行数据与维护管理的智能化建设, 建立设备的运行过程的数据及维护信息、 能耗信息等, 使设备最优化运行
7、设计开发与生产联动协同智能建设。
目标规划
建立在信息物理系统的基础上,把设备实体、生产资源、流程、系统和人员连接起来,透过全面信息化转型, 以数据分析生成可执行 (Actionable) 的信息, 优化制造过程,实现智能工厂和智能制造生态系统。
业务模式
本项目方案主要应用于注塑模具制造行业。模具行业呈现出较明显的“大行业、小企业“格局特征,企业规模普遍较小,该项目在硬件设施、软件、设备、专业技术人员方面投入较大,适合在规模以上注塑模具企业推广。
本项目技术支持为武汉益模科技股份有限公司(下称益模科技),为国内领先的工业互联网及智能制造的解决方案提供商,主要为模具、装备、军工、汽车、家电等有柔性化生产需求的工厂提供专业的智能设计/信息化管理/智能加工/数字化工厂等工业软件、工业机器人自动化以及智能装备。
益模科技通过为客户提供针对性的方案、销售产品及相关技术服务并获得相应收入,其在中国各主要制造业发达地区深圳、东莞、苏州、宁波、重庆、武汉部署有分支机构,客户遍布包括香港在内的20个省市(地区),并已逐步扩展到越南、德国、新加坡等海外区域。益模科技拥有麦格纳、安波福、海拉、华域动力、一汽、上汽、长安汽车、北汽福田、格力、美的、康佳、海信等500多家优质客户,是西门子工业软件全球首家模具ERP/MES集成合作伙伴。
技术架构
1、方案的应用及技术架构
益模制造执行系统(技术架构)包含:基础信息、业务管理、主计划管理、设计管理、工艺管理、车间计划、现场管理、品质管理、外协管理、综合查询、物料管理、模具优化、统计报表等模块,集成车间制造执行系统(MES)、产品全生命周期管理(PLM)、企业资源计划(ERP)等功能。
2、建设内容:在建立千兆工业通讯网络的基础上,以益模制造执行系统为核心建立 MES,通过APS自动排产技术,实现计划、排产、生产、物流、设备、质控等全过程闭环管理,并与ERP、PDM集成实现各生产环节的协作与联动,实现实时监控、产品数字化及物料跟踪、在线自动检测、自动化仓储及配送。关键技术是使用益模设备数据采集系统:
3、主要功能为:
A.数据自动采集,可以自动采集设备开关机时间、设备加工起始/终止时间、设备待机时间、设备报警时间、报警号及报警内容、设备电流/电压曲线、主轴负荷曲线、其他关键点状态。
B.即时及历史数据分析,即时反映车间设备运行参数信息;查询分析设备历史运行参数信息;实时反映当前工单的状态,如加工中,已完工等;即时反映当前工单的加工进度情况,如完成数量和完成率;
C.数据分析后提供可视化看板展示:通过安装
LED/LCD可视化电子看板,可实时滚动播放2D车间设备状态布局,实时生产产量查询,实时设备状态监控,实时生产率分析图表。
4、资源保障:利用CAD/CAE/CAM系统集成多项软件,使用UG作为注塑模具的CAD开发平台,CAE采用Moldflow进行注塑过程的模流仿真分析,通过PowerMill软件来实现 CAM加工辅助,金蝶K/3财务管理系统。
5、核心设备供应商:环球工业机械(东莞)有限公司、青岛雷顿数控测量设备有限公司、宁波伟立机器人科技有限公司、恩格尔注塑机械(常州)有限公司。
转型成效
(一)企业价值
企业数字化转型(工业互联网)项目建成,促进了公司产品的智能化研发,提高产能, 2017-2021年的产能分别是320套、342套、469套、589套、558套;提高设备利用率,综合测算实现生产效率调高22%以上,运营成本降低20%以上,产品研发周期缩短31%以上,产品良率降低26%以上,单位产值能耗降低12%以上。
(二)社会价值
1、企业数字化转型(工业互联网)项目建成,极大地促进了行业技术进步与转型升级,为汽车注塑模具的设计开发提供更好的技术手段,助力中国汽车产业的发展。
2、在企业数字化转型(工业互联网)项目建设中,公司将益模系统与PLC自动控制系统、蓄热蓄冷装置进行链接,将太阳能、空气压缩机冷却水余热、空气能、生产厂房空气余热有机整合在同一系统中。运行过程中优先使用光伏发电、太阳能、生产余热等廉价能源,达到节能的目的。另外,系统中设置电动阀门,根据不同工况进行切换。整个过程使各种能源取长补短,优化配置,满足建筑物供暖、制冷的需求。极大地减少了车间、办公楼供热、供冷的电力消耗,实现了一系列的节能减排措施,助力公司尽快实现“碳达峰”、"碳中和“
经测算,近三年上述节能减排的环保效益如下:
指标 单位 2019年 2020年 2021年
发电量 kWh 778,618.20 748,667.23 704,932.37
等效二氧化碳减排量 吨 776.92 746.43 529.7
3、企业数字化转型(工业互联网)项目与公司金蝶K/3财务管理系统实现了无缝对接,极大地促进了财务成本核算的及时性与准确率,也是数字化转型在提高“信息披露“质量,提高”上市公司治理水平”的价值体现。
本文章选自中国上市公司协会发布的《中国上市公司数字化转型典型案例》