探美的数字工厂:让工业互联网“飞”一会
 发布日期: 2018-12-14
 
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中国企业发展数十年来,涌现出了无数概念,有人将概念捧在手心,最终泡沫破碎一地鸡毛,有人扎破“泡沫”,却也错过风口,还有人则在概念中看到了机遇。对待概念的态度,决定了一家公司最终能否真正成事。

比如共享单车,去年还有数百家企业跟风争抢市场,今年就已成往事。这两年,工业互联网也带火了一批企业,对于“工业互联网”这五个字,看起来硬气,说起来却很虚,大部分人并不清楚它究竟是什么,能做什么。它只是一个概念吗?

如今,GE、西门子、美的等企业都拥有大型工业互联网平台,在国内,美的工业互联网M.IoT平台在美的集团50周年战略发布会现场正式发布并开放,这使其成为国内第一家自主开发、兼备“制造业知识、软件、硬件”三位一体,实力领先的完整的工业互联网平台提供商,并展现出产业链闭环联动的广阔前景。

在关于美的工业互联网的采访中,美的集团副总裁、CIO兼IT总监张小懿提到了8次“落地”。在他看来,工业互联网不是一个噱头或概念,而是“想把它落地,实实在在落地”,这也是许多解决方案,如机器人与软件的配合等在美的内部反复实验的原因。

“美的好就好在我们制造业的业态也比较复杂,我们有30几个工厂和基地,有注塑、钣金、装配、电子等各种各样的加工的过程,所以美的是有行业基础的,”张小懿认为,只有在内部反复复盘积累经验,才能带给客户实实在在的解决方案。在研究过程中,关注点更多地集中在如何与制造实践融合的问题上。

磁控管数字工厂就是张小懿口中“30几个工厂”的其中一个,在美云智数以外,工业互联网在美的内部如何落地应用?

工业互联网落地

磁控管数字工厂隶属于微蒸烤事业部制造中心麾下。整个事业部年销售规模超150亿元,产品覆盖微波炉、蒸汽炉、蒸烤箱、微波烤箱,拥有行业最完整的微波炉产业链,囊括钣金、注塑、电子、变压器、磁控管以及总装微蒸烤全价值链生产,也是目前全球最大的微波炉制造基地。

磁控管是用于微波炉上将“电能”转换成“微波能“的核心部件,也被称为“微波炉的心脏”。美的的磁控管数字工厂则根据磁控管产品、生产具备精密标准化制造的特点,按照工业4.0智能工厂规划,即高度精益化、全流程自动化、信息集成数字化,包括“一个流”的整体布局,自动配送,产品、人、机、料互联,可视化信息管理系统,系统分析逻辑与决策,设备智控等。

工厂的价值链与上游供应商的入库、品质、生产计划打通,同时,所有生产过程的配件、成品、计划做横向连接,在内部管理实现所有的信息流、物流、资金流的交互,达到工业4.0的愿景。

该工厂负责人介绍,目前自动化率已经达到95%,基本实现“一个流”的整体布局,同时基本实现人、机、料互动可视化信息。他还希望未来两年内,工厂能实现智能逻辑判断和智能逻辑解决,具备大数据库集成与逻辑,从数字化工厂过渡到智能化工厂。

整个工厂一共打造六大核心系统和信息化框架,基本实现业务流和数据流接口打通。

首先,在供应商端,通过供应商协作云将供应商的生产计划系统放在云端,供应商信息数据传到云端的系统。

其次,美的自行设计开发的制造执行系统MES生产系统,实现了入库、储存、生产,将供应商协作云的数据实现了接口的传递。同时打通了WMS的物流、质量管理系统QMS的品质之后,实现了对物流配送、品质管控的协同生产。

在此过程中,将客户的需求计划和生产计划通过计划排程APS系统拉通,实现了互联。



而在产品生命周期和开发方面通过PLM系统,即研发和制造产品生命周期的管理,实现了制造与研发同步。此外,工厂还使用了设备管理EAM系统,和动力能源的管控ECS系统,实现智能管控和自我调节。

最后,在销售端,通过CRM系统可以对接客户信息发货。

从中间端QMS、MES、WMS系统及APS排程系统搭建完成后,通过SCADA以及打扫码等,完成互联互通以及数据的抓取,之后为总控决策中心提供了大量数据上的支撑,这也成为智能化的基础。

整个工厂的运作有如人的大脑,处理来自眼耳口鼻的各种信息,并对信息进行判断和行为指示,如此,肢体各部位才能紧密配合、有条不紊地完成动作。

在数字化信息交互方面,通过七大系统,磁控管数字工厂有48个接口,实现了108个系统功能,覆盖业务场景达208个,每天数据交互量达到160万条。

此外,在自动化过程中还有精密机器人的运用,包括3D激光的扫描,以及智能算法等,打破孤岛分工序自动化、工序半自动化模式带来断点、品质管控点发散的问题,实现“一个流”全自动化生产模式,产品生产周期从之前需要数天才能完成,缩短到仅需4小时即可交付。

既要效率提升,也要绿色环保

通过工艺技术的突破,磁控管数字工厂还实现了环保式工厂的理念和目标。

在生产技术上,使用全球首创的无毒工艺,消除强致癌风险及环境污染,解决了后续对人员伤害、及设备重污染,在品质、环保、安全、健康、成本等方面都有成效。

在减排降耗方面,电、水、冰、气在工厂中都有充分利用:通过冰蓄冷技术的使用,即利用早晚电费差价,在晚上制冰,白天用冰进行空调制冷,这项技术每年可节省电费达300万;电力节省方面,还实现电路优化匹配;减少气体浪费方面,采用了高端不锈钢材料及高压气体阀门等;水的节能方面,则采用封闭式冷却塔技术,使工业循环水综合使用效率提升,保持洁净度。

从综合成果来看,整个工厂工业互联网的实现体现在四个方面:

系统方面,通过六大系统的组建,实现运营全业务场景覆盖;

动力方面,通过绿色环保,能耗、安全实时监控管理,及厂区安全运行;

物流方面,通过物流直接配送到工位和减少搬运提升物流自动化,可减少人工日搬运里程约160公里;

设备方面,通过设备自管理和数据交互,精准指令精准执行,实现整个工厂的数字化。

通过综合成果展示,工业互联网应用的收益包括:

关键工序不良改善达30%以上,其中长期困扰产品品质突破的真空度不良改善幅度达到70%以上;

人员效率提升88% ,空间产出效率提升79.2%;

人才结构转型,技术工人占比由10%提升至50%,工业互联网核心技术人才占比由20%提升至80%,包括AI智能技术工程师、视觉工程师、算法工程师等。

实际上,张小懿在采访中也特别提到了磁控管数字工厂,他形容这座工厂“把灯关了之后,里面所有的信息我们还能够全部掌控”,包括信息如何取出来、用了什么参数、品质情况怎么样、效率情况怎么样,每个机台的设备运作情况如何、供应商知道什么时间点必须把料送到哪一个卸货台上等等。

他也透露,智能制造数字化和智能化面临两大挑战。一是基础,管理基础的提升,包括经营管理、MBS美的商业管理系统等基础设施的提升,也包括整个流程的优化、数据标准化和数据质量的提升,有大量的基础工作才能做好;二是设备改造,老设备的数据很难取出,用了大量的传感器和设备的技改才能够把这些困难克服过去。

磁控管数字工厂向智能工厂转变,美的内部规划了三步走的战略,即2018年实现可追溯、可识别的数字化工厂体系,建立数据库、人机交互和工业互联网,2019年实现数据可分析、可预测的应用,到2020年,让数据本身实现自我运营、自我决策、自我管理。

磁控管数字工厂作为美的工业互联网重要试点之一,在连接设备、人与数据信息中,展现了强大的应用能力,技术逼迫公司迭代,挑战与机遇同在,让工业互联网再飞一会吧。


 

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