中小企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型案例30 科力爾電機(jī)集團(tuán)股份有限公司建立罩極電機(jī)智能制造信息化協(xié)同平臺(tái)全面提升數(shù)字化生產(chǎn)水平
時(shí)間：2022-03-29
一、案例簡(jiǎn)介
科力爾電機(jī)集團(tuán)股份有限公司建立了基于工業(yè)物聯(lián)的硬件協(xié)同服務(wù)平臺(tái)、基于數(shù)據(jù)融合的智能制造軟件協(xié)同服務(wù)平臺(tái)、基于大數(shù)據(jù)的制造物流協(xié)同服務(wù)平臺(tái)等。通過(guò)構(gòu)建此協(xié)同平臺(tái)，探索“生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)化服務(wù)協(xié)同”，全面提升罩極電機(jī)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，有利于調(diào)整、優(yōu)化罩極電機(jī)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提升罩極電機(jī)生產(chǎn)能力與生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和技術(shù)進(jìn)步。
二、總體規(guī)劃
總體目標(biāo)為共享制造與服務(wù)資源，開拓電機(jī)業(yè)分享經(jīng)濟(jì)。主要包括資源集成與共享服務(wù)、技術(shù)合作與咨詢服務(wù)、成果轉(zhuǎn)化與推廣服務(wù)和人才培訓(xùn)與交流服務(wù)四大服務(wù)體系。具體體現(xiàn)為利用集成的軟件、硬件、物流、供應(yīng)鏈協(xié)同服務(wù)平臺(tái)。
三、具體舉措
（一）成立項(xiàng)目實(shí)施小組，加強(qiáng)頂層規(guī)劃
公司于2018年6月成立項(xiàng)目實(shí)施小組，項(xiàng)目組成員覆蓋了各職能部門，是公司技術(shù)、管理精英團(tuán)隊(duì)，項(xiàng)目組成員穩(wěn)定，為項(xiàng)目的實(shí)施提供了有力的保障。與從事信息化集成多年的長(zhǎng)沙三巖信息技術(shù)有限公司簽訂了從精益改善、流程梳理及信息軟件開發(fā)于一體的戰(zhàn)略合同，信息中心組織建設(shè)平臺(tái)架構(gòu)組、應(yīng)用設(shè)計(jì)組、系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)組、移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)組。本項(xiàng)目由公司副總經(jīng)理負(fù)責(zé)項(xiàng)目的整體控制與管理，協(xié)調(diào)項(xiàng)目資源及進(jìn)度追蹤。信息中心的平臺(tái)架構(gòu)組負(fù)責(zé)系統(tǒng)支撐平臺(tái)的設(shè)計(jì)及底層架構(gòu)框架設(shè)計(jì)。應(yīng)用設(shè)計(jì)組負(fù)責(zé)系統(tǒng)架構(gòu)、關(guān)建構(gòu)件、對(duì)外接口和數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。應(yīng)用開發(fā)組負(fù)責(zé)應(yīng)用開發(fā)，編制與項(xiàng)目相關(guān)的技術(shù)文檔。
（二）搭建軟硬件協(xié)同平臺(tái)，逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型
1.硬件協(xié)同平臺(tái)
基于工業(yè)物聯(lián)的硬件協(xié)同是在制造過(guò)程的數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和其他自動(dòng)化設(shè)備在OPC、OPC-UA的采集標(biāo)準(zhǔn)和MODBUS、RS232通信協(xié)議的支撐下，實(shí)現(xiàn)設(shè)備物聯(lián)和數(shù)據(jù)通信，在硬件層下達(dá)和反饋制造信息，形成硬件互聯(lián)互通的協(xié)同平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)硬件層的協(xié)同效率倍增效應(yīng)。
協(xié)同平臺(tái)的硬件控制系統(tǒng)包括PLC、驅(qū)動(dòng)器、機(jī)器人、電機(jī)、傳感器、網(wǎng)關(guān)、通信服務(wù)器等，采集標(biāo)準(zhǔn)包括OPC、OPC-UA等，通信標(biāo)準(zhǔn)包括MODBUS、TCP等。該平臺(tái)框架按對(duì)象化、層次化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，關(guān)鍵技術(shù)包含設(shè)備接入與數(shù)據(jù)交互、數(shù)據(jù)管理與基礎(chǔ)服務(wù)、設(shè)備間協(xié)同控制、可視化展示和與第三方軟件數(shù)據(jù)接口等五個(gè)方面。
（1）設(shè)備接入與數(shù)據(jù)交互
框架底層部分為彈性的接口框架，可以開發(fā)插件式驅(qū)動(dòng)程序，以適配不同的接口協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，從而與不同類型的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。數(shù)據(jù)交互的內(nèi)容包括設(shè)備自身信息、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)類信息、生產(chǎn)工藝參數(shù)實(shí)際值、質(zhì)量類信息、生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)、報(bào)警類信息、可視化信息、維保類信息、核心部件類信息、能耗類信息、生產(chǎn)工單、換型指令、生產(chǎn)工藝參數(shù)、設(shè)備工作模式、對(duì)時(shí)信息、信息安全、設(shè)備專用的數(shù)據(jù)信息等。
（2）設(shè)備間協(xié)同控制
在單體設(shè)備管控的基礎(chǔ)上，對(duì)由多臺(tái)相關(guān)設(shè)備、傳感器、儀器儀表、識(shí)別設(shè)備等組成的單一或多條相關(guān)生產(chǎn)線，以及分屬不同系統(tǒng)的相關(guān)儀表和設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制等。
（3）可視化展示
在設(shè)備數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理的基礎(chǔ)上，根據(jù)需求對(duì)各個(gè)層次的對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)一的可視化展示。包括工廠、產(chǎn)線、設(shè)備、人員、工業(yè)視頻。除了常規(guī)的大屏、操作終端電腦屏幕、語(yǔ)音/廣播等方式外，也可以通過(guò)郵件、短信息、Web服務(wù)等支持移動(dòng)端設(shè)備。
（4）與第三方軟件數(shù)據(jù)接口
軟件平臺(tái)要與第三方MES、ERP、PDM、APS之間存在數(shù)據(jù)接口，數(shù)據(jù)集成的方式主要有兩種：中間數(shù)據(jù)庫(kù)和基于SOA的服務(wù)集成，從而使設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)能及時(shí)與其他系統(tǒng)進(jìn)行交互。
（5）硬件協(xié)同構(gòu)造模式
硬件協(xié)同構(gòu)造通過(guò)虛擬化技術(shù)，完成對(duì)計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源等系統(tǒng)資源的部署與管控。為供應(yīng)鏈協(xié)同和生產(chǎn)協(xié)同等提供基礎(chǔ)支撐。
硬件協(xié)同架構(gòu)模式中包括硬件協(xié)同平臺(tái)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、客戶端等部分。罩極電機(jī)硬件協(xié)同平臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)的核心，在計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)的測(cè)試環(huán)境與生產(chǎn)環(huán)境中接收數(shù)據(jù)請(qǐng)求、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)返回的重要使命。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器通過(guò)安裝Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，保存計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)涉及的計(jì)劃，生產(chǎn)管理和物流等的所有基礎(chǔ)和交易數(shù)據(jù)。客戶端將提供基于不同角色的計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)客戶端，領(lǐng)導(dǎo)及管理層客戶端用戶瀏覽和查看計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)和報(bào)表，部門生產(chǎn)管理和車間操作客戶端將負(fù)責(zé)完成車間層的各項(xiàng)計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)功能，如計(jì)劃、車間等，其中車間操作客戶端為手持終端(PDA)。
2.軟件協(xié)同平臺(tái)架構(gòu)
軟件協(xié)同平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示，主要包括應(yīng)用層、車間調(diào)度應(yīng)用層和數(shù)據(jù)采集層。
（1）集成應(yīng)用層
主要為公司已有的PDM系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、SAP系統(tǒng)以及通用的OA辦公系統(tǒng)等。
（2）協(xié)同生產(chǎn)集成層
該層集成車間MES系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)SAP系統(tǒng)等，其中包括集成齊套預(yù)判、考核計(jì)劃、催貨計(jì)劃、物料管理、過(guò)程登記各軟件具有各自的專長(zhǎng)。
（3）數(shù)據(jù)采集層
公司現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備、終端電腦、掃描槍、PDA等硬件設(shè)備，預(yù)留未來(lái)生產(chǎn)設(shè)備集成接口，通過(guò)建立有效的通訊接口與計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)業(yè)務(wù)層實(shí)現(xiàn)通訊。
四、工作成效
（一）管理效益
一是客戶滿意度高質(zhì)、透明，通過(guò)平臺(tái)建立設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)、銷售以及服務(wù)全過(guò)程高效協(xié)同的組織形態(tài)，并且供應(yīng)商關(guān)系得以加強(qiáng)，能夠快速響應(yīng)有效解決客戶反饋問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題也能現(xiàn)場(chǎng)解決，降低風(fēng)險(xiǎn)；
二是存貨管理水平得到大幅提升，產(chǎn)品資金占用降低，原材料庫(kù)存大大的釋放，物料信息透明化，實(shí)時(shí)化，提升配送精準(zhǔn)度，監(jiān)控生產(chǎn)上下游，確保及時(shí)生產(chǎn)運(yùn)送，提高效率；同時(shí)通過(guò)平臺(tái)計(jì)算物料齊套性，能夠完全按需采購(gòu)，對(duì)采購(gòu)過(guò)程有效控制；優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃，提升生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)主計(jì)劃，部件和采購(gòu)計(jì)劃緊密連接，增強(qiáng)計(jì)劃的應(yīng)變能力。
三是營(yíng)運(yùn)成本降低，通過(guò)嚴(yán)格控制生產(chǎn)過(guò)程浪費(fèi)，降低直接生產(chǎn)成本，資源得到更有效充分利用，生產(chǎn)過(guò)程完全透明化，規(guī)范作業(yè)流程，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部最佳協(xié)同，減少生產(chǎn)等待時(shí)間，生產(chǎn)執(zhí)行更加及時(shí)、精準(zhǔn)、高效。通過(guò)協(xié)助分析流程瓶頸，有效推進(jìn)生產(chǎn)協(xié)調(diào)，降低執(zhí)行出錯(cuò)率，提升部門的協(xié)作效率，為企業(yè)提供降低成本、提高效能、專業(yè)運(yùn)維等多項(xiàng)功能。
四是產(chǎn)品質(zhì)量提升，建立產(chǎn)品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)模型，完善的QA管控，對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行SPC分析，以及對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)超限進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警，提高質(zhì)檢信息化水平，提升效率，降低不合格品率，建立完整的質(zhì)量追溯體系，從原材料采購(gòu)來(lái)料檢，生產(chǎn)過(guò)程檢，入庫(kù)檢，出庫(kù)檢，從而根本上解決產(chǎn)品質(zhì)量追溯問(wèn)題，提高客戶滿意度。
五是降低創(chuàng)新成本，平臺(tái)提供了全面的工業(yè)技術(shù)知識(shí)體系，為各種知識(shí)建立了從設(shè)計(jì)、制造、質(zhì)量、物流等各方面全面的檔案。產(chǎn)品的大部分設(shè)計(jì)制造等活動(dòng)都可以在此知識(shí)體系中尋找到“最佳答案”，而新產(chǎn)品一般只有/只能有少量的技術(shù)需要?jiǎng)?chuàng)新，因此通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化的知識(shí)體系和專家體系的輔助，企業(yè)將很容易獲得技術(shù)突破，從而降低創(chuàng)新技術(shù)的成本。
（二）經(jīng)濟(jì)效益
通過(guò)對(duì)罩極電機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程及產(chǎn)品質(zhì)量的管控，生產(chǎn)信息傳遞從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化管理。平臺(tái)能對(duì)工廠實(shí)時(shí)事件做出迅速反應(yīng)，并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對(duì)它們進(jìn)行指導(dǎo)和處理,有效地指導(dǎo)工廠的生產(chǎn)運(yùn)作過(guò)程，提高工廠及時(shí)交貨能力和生產(chǎn)回報(bào)。產(chǎn)品生產(chǎn)周期減少25%，生產(chǎn)效率提升20%，產(chǎn)品合格率提升20%，計(jì)劃達(dá)成率提高22%，庫(kù)存周期降低18%，庫(kù)存準(zhǔn)確率提高32%，物料需求運(yùn)算準(zhǔn)確率提升33%。
（三）示范效益
解決智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)及高端智能制造裝備產(chǎn)業(yè)培育過(guò)程中存在的信息化、自動(dòng)化、智能化難題，對(duì)帶動(dòng)本地制造業(yè)技術(shù)革新，行業(yè)產(chǎn)品供需平衡，地方經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動(dòng)區(qū)域發(fā)展具有重要意義。