三一集团主要从事工程机械的研发、制造、销售,产品包括建筑机械、筑路机械、起重机械等25大类120多个品种。自2008年起,三一集团从推动精益生产模式、开展各大生产车间流程化改造入手,积极推动数字化工厂和信息系统逐步融合,进一步打造智能化工厂。
1.三一集团数字化工厂建设[2]
2009年4月,三一首先在重起事业部引入“数字化工厂”进行新产业园规划,并获得成功。通过数字化工厂的成功应用,起重机二期基建周期缩短了50%,降低设备投资4 000余万元,降低基建成本100多万元,厂房设备空间占用率提升了14%,仓库日配送减少570多次。此后,数字化工厂在集团内迅速得到推广。北京南口产业园、上海临港产业园、昆山9号小挖厂房、泵送18号厂房等重点新建工程,陆续应用数字化工厂技术开展工艺布局、物流规划、作业仿真等应用验证和优化工作。
此后,三一数字化工厂技术应用逐渐深入,近两年来,流程信息化总部数字化工厂研究所联合事业部实施了一系列项目,从广度和深度上拓展了数字化工厂技术的应用。目前集团已开展工艺规划、装配仿真、物流仿真、工厂仿真、机加仿真、机器人仿真、三维作业指导,完成了从工艺分析、规划到发布全业务流程的数字化应用。利用DPE工具,重起事业部对小吨位转台焊接线、中吨位装配线进行了工艺分析与分解,为生产线的规划提供了多种备选方案及评估分析,支持了在不同规划前提条件和目标下的工艺规划。在搅拌设备的装配工艺改善中,运用装配仿真对装配过程进行模拟,根据仿真反馈的结果,优化装配顺序。指导卸料工位L形专用工装设计和装配操作,不仅提高了装配效率,还实现了少人化。
2.基础设施智能化
一是人员的智能化。三一重工目前有7 000多名服务工程师,全部采用基于智能手机的智能移动应用;生产线上的工人采用PDA来完成质检报告;办公管理人员可通过手机进行审批OA、查阅邮件,实现了移动办公。
二是设备的智能化。生产线上的机床等大型设备,通过数字化接口进行集中管理,参数、控制、状态等通过系统管理,小的工具也通过智能化手段管理,如制造机器人中的焊接机都是通过信息化手段控制,超过阈值就会报警,还有在线安全监测也是智能化设备。
三是物流的智能化。三一重工的物流仓库是智能化一体仓库,能够实现物料的自动调取,并通过自动小车把物料自动输送到生产现场,基本实现生产物流的自动化运作。生产过程中的一些物料都带有RFID自动可识别标签,可以直接检测状况,内部有些车辆、调试设备进出园区均采取自动识别的方式。在产品上部署多达30多种智能传感器,可以对产品进行远程监控和产品诊断。客户开通账号进入系统后可以查看到他的机器设备的状态:在什么地方、在做什么操作、健康状态怎么样、油耗多少、有多少油、前面的运行轨迹怎么样、运行多长时间,甚至可以对目标对象进行周界限制管理。
3.研发数字化
三一重工新产品开发,要通过数字化的验证阶段,经过数字化验证之后才进行产品的试生产,能够在虚拟环境下进行全球化协同研发。目前,三一重工在德国、美国、巴西组成团队开始协同做某些产品的研发。研发数字化也是通过数字化对产品进行管理,三一重工的3 000多种产品都在统一的研发平台进行管理,提高了管理水平,研发的成功率也很高。
4.车间管理智能化
三一重工在制造车间实施全流程智能化改造,并将RFID技术、智能传感器技术、工业无线传感网技术、国际开放现场总线和控制网络的有线/无线异构智能集成技术、信息融合与智能处理技术等融入生产各环节。2012年11月8日,上海仁微电子科技有限公司“基于半有源RFID技术在汽车生产线工序管理系统”在湖南邵阳三一重工汽车生产线管理中成功应用。系统中,待生产车辆配置半有源电子标签,生产线上不同工位各安装一套低频激活器天线(位置判断,仁微电子特有定位机制),同时在整个车间相关位置安装2.4G工业级全向读写器,用于接收半有源标签发出的信号。待加工车辆进入生产线不同工位时,信息监控中心实时显示处于哪道工序、还有几道工序可以完工、每道工序用时多久、每个工位耗时多久等。该系统实现了大型汽车生产线的流水作业智能化统计、生产过程实时工序监控、各工位耗时自动统计等,取代了传统的人工统计方式,最大限度地实现了大型生产型企业的信息化和智能化(见图12.26)。
图12.26 基于半有源RFID技术在三一重工生产线管理系统中的应用
与现有的企业信息化技术融合,实现复杂工业现场的数据采集、过程监控、设备运行维护与诊断、产品质量跟踪追溯、优化排产与在线调度、用能优化及污染源实时监测等应用;建设基于物联网的能源管控平台,利用传感器网络、短距离无线通信等在内的物联网技术实时在线监测和控制能耗设施,并根据实时能耗信息,实现优化控制和集约化生产。详见图12.27。
5.工业园区智能化
在园区实施智能物流、智能环保、智能电网、智能安防等应用,在仓储、调度、跟踪监控和产品追溯等环节实现对物品、集装箱、车辆和人员的全程状态监测和智能调度,构建高效率、低成本和安全的现代物流体系。园区范围内建设基于物联网技术的大气质量监测平台,并针对重点排污企业建设排放物监测系统,实时获取企业排污信息;利用物联网技术建设园区内的智能安防系统,构建智能化、全方位的立体安防体系和高效的智能楼宇管理系统;构建面向园区的智能电网,包括输电线路状态监测、数字变电站等。(www.xing528.com)
图12.27 工业现场分析与装备健康运行监测平台与应用解决方案
6.供应链敏捷化
供应链系统支持销售、采购、制造等业务,在内部通过数字化工厂、生产制造执行系统,在外部主要是通过三一重工自己开发的全球制造商门户与供应商对接。ERP系统能够完成生产计划的智能调度,供应商门户可以让供应商与三一重工实现系统集成,可以直接看到要订购的物料、原材料、订单,并可以在系统中做出反馈,最后发送物料,形成闭环管控。
7.人力资源管理精细化
三一重工的在线培训、考试招聘、绩效等都可以在在线系统中操作,目前,人力资源完全实现了无纸化,每个人都可以在线看到自己的业绩,也能接受在线培训。
8.财务管理一体化
公司财务分成业务层、管控层、决策层3层。核算已经嵌入到采购、制造、销售等业务系统中,对成本核算进行管理控制。管控层上,资金计划、费用报销等都有专门的系统支撑。决策层上,三一重工有较多的财务报表产生,根据前端信息产生的报表可以帮助领导层做决策分析。
9.客户关系管理自动化
三一重工有自己开发的CSM客户服务管理系统,还有反映客户实时状态信息的系统、供应商门户、分销商管理系统等,信息化手段很好地弥补了同客户的空间、时间距离。
10.经营业绩可视化
经营业绩可视化,也就是商业智能。通过商业智能引擎把日常经营数据展示给领导,这些数据包括整个集团层面的数据到工厂车间的数据,甚至到每个员工的数据,用多层次、完整、快捷的报表呈现出来。对于人事系统,只要输入员工的名字、工号,就可以查到每个员工的信息,可以查到每个部门、每个事业部、每个工厂的信息,只需几分钟时间。销售等系统也都能提供基础信息给领导。
【注释】
[1]未来制造数字之道——西门子的数字化体验.http://www.industry.siemens.com.cn.
[2]三一全面打造世界超级工厂.[2013-09-10].http://www.sanygroup.com.
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