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宗申動力CIO江文:宗申動力智能轉型經驗

作者:ENI
摘要:我加入宗申已經15個年頭,也與宗申一起正經歷從傳統制造逐步向今天的智能制造轉型。為什么智能制造最近兩年被提及的頻率越來越高,我個人理解有以下幾點...

宗申動力CIO 江文

  • 宗申動力CIO江文:宗申動力MES系統定位和方向

    我加入宗申已經15個年頭,也與宗申一起正經歷從傳統制造逐步向今天的智能制造轉型。為什么智能制造最近兩年被提及的頻率越來越高,就我個人理解我認為有以下幾點:

    第一,中國的人口老齡化程度、人力成本、知識水平越來越高,傳統制造業面臨工人流失、難招、難管的問題。

    第二,IT、OT、通訊技術的飛速發展,為兩化融合、智能制造提供了低成本、高成熟度的解決方案,。

    第三,現在中國很多制造業的產品附加值不高,無論民營企業還是國營企業都在探索出路。

    基于這幾方面的原因,傳統制造業都在努力提高制造裝配能力,實現從低附加值的傳統制造向高附加值的智能制造轉型升級。

    智能制造包含的范圍很廣,今天我們主要講MES系統,主要是因為我們說到智能制造,說到現場管理,涉及的IT系統最主要的就是MES系統。我個人理解是MES系統不是今天才有,也不是這兩年才有,但智能制造、兩化融合的過程中,為MES系統賦予了一些新的使命和意義,智能制造和MES之間是相互成就的。未來2-5年之內,我想MES系統應該也是IT界比較熱的一個詞。

    宗申動力MES系統定位和方向

    關于宗申動力的MES系統,我分四個方向來給大家介紹。

    第一部分主要是通過介紹宗申動力信息化的簡介,引出我們的MES。

    第二部分是我們對MES系統的定位是什么樣的,我們目前大概實現了些什么功能。

    第三部分是接口方案,主要講MES系統如何和各類設備、系統進行數據交互。

    第四部分是實施效果展示。

    宗申動力是一家以“產融網”為戰略目標上市公司。因為今天主要講智能制造,因此就“產”這個部分來說,我們主要的產業有發動機、汽油機、還有農用機械等。發動機是在領域國內排名第一,我們的汽油機年產量300多萬臺,也是位居第一。

    以上是我們的應用架構圖,我們目前主要實施了ERP、PDM、MES系統,目前各系統基本由我們自身獨立運維和功能開發。

    我們最先實施的系統是PDM,這個主要解決的是圖文檔的管理,解決我們的圖文版本的唯一性,包括整個圖文檔相關流程的規范,同時跟我們相關的二維三維設計軟件進行了集成。

    接下來實施的是ERP,ERP這塊主要包括SD、PP、QM、FI、CO。在實施這些系統的同時,我們就對基礎數據的歸口出處進行了規范,從而確保主數據的唯一性。比如說客戶、供應商、科目等的規范,解決了基礎數據的共享。

    CRM:主要是解決客戶訂單的下發,包括配件、整機、合同管理、售后管理。

    DMS:主要是解決售后零部件、成品的配發、庫存的管理,另外還包括每日銷售報表等簡易報表功能。

    SRM:主要是解決我們和供應商之間的計劃協同、質量協同、掛賬協同、發票管理等等。

    QMS:主要包括供應商的進貨質量、過程質量、售后質量的管理等。

    EAM:設備管理系統主要包括設備BOM、備品備件管理、設備故障維修管理等,實現設備的全生命周期的管理。

    接下來重點分享一下我們的MES系統,我們在實施ERP系統之前,絕大部分管理系統(從計劃到生產到物流)都是全部由自己獨立開發、運維。實施ERP系統之后,我們仍然保留了一些ERP管理范圍之外的功能,由自身獨立開發和運維,而MES系統正是其中非常重要的部分。由于MES系統的個性化程度非常高,不同的公司甚至不同的車間、不同的生產線對其要求也不一樣。宗申動力既有傳統的組裝型生產線,也有其他的如零部件加工類生產線,他們對MES系統的要求也不一樣。我們曾經實施過一些成熟的MES系統,應用效果不是很好,主要問題出現在廠家的響應速度和對業務的理解不到位。因此到目前為止,我們還是堅持自己做MES系統。

    以上是我們MES系統的功能框架,主要包括如工藝、計劃、人員、設備、倉儲、過程質量,包括下端的數據交互,最后到可視化。按我們公司管理層的認識,MES系統就是管理者的眼睛,操作者的助手。打造所謂的透明車間、數字化車間,同時來輔助決策、改善經營、產生效益,從而使從傳統依賴人的制造向依賴設備、依賴數據的智能制造的轉型,這是我們的愿景。

    而MES系統相對要求更高的實時性、穩定性和可靠性,是高于其他任何系統。比如ERP等管理系統可以停兩分鐘,或者速度慢一點影響也不大。但是如果MES系統慢或停就會嚴重影響生產的效率,甚至停產。這就要求MES系統從設計上就必須要可靠、高效、穩定,從網絡、服務器、數據庫等硬件設備,到熱冗余、通訊、代碼架構等軟件層面,我們都進行了很多探索,也走了一些彎路,但是仍然在不斷前進。

  • 宗申動力CIO江文:MES系統實施的基礎

    我們理解的MES系統,在實施前一定要有幾個基礎,第一個是編碼,編碼包括的范圍很廣,包括物料編碼、產品編碼、設備編碼、人員編碼、計劃編碼、通道編碼都屬于編碼的管理范圍。

    第二個就是“標識識別解析系統”,有了編碼還要解決如何保存和讀取編碼的問題,因此“標識識別解析系統”成為使用編碼的工具,不管是用RFID、掃碼槍或是其他讀寫設備。

    關于工藝,當前宗申動力的排產是通過ERP粗排產(排產到日),MES系統微調的方式(排產到當日生產順序)。另外MES系統還包括對生產計劃的審核、校對功能;工藝參數維護、工藝路線維護等功能。

    關于數據采集和數據追溯,我們的采集數據主要包括扭力數據、壓裝數據、各種檢測數據、核心零部件及供方數據、不合格品在線處理情況等,所有的數據我們要求實時采集。并且全部和發動機機號綁定后存儲,以供追溯使用。

    關于防錯,MES系統對裝配的物料和供應商要和BOM對比,避免物料錯裝或者供應商鎖定的物料錯裝。

    另外,我們還實施少部分AI來解決我們的防偽碼和發動機機號的打印效果在線檢測。

    針對MES系統的方案,特別是制造業,未來實施MES系統工作中,都會跟不同的設備進行數據交付、集成,所以必須形成通訊接口規范,對在座的各位有借鑒意義。

  • 宗申動力CIO江文:MES系統的接口方案

    MES系統的接口方案,剛剛也提到我們在MES系統上因為是自己做的,走了很多彎路,我們也是在逐漸嘗試的一個過程。

    我先簡單講一下為什么要做MES系統的接口方案,因為我們在長期做MES系統的過程中發現,MES系統最大的阻礙來自于設備的通訊接口開放問題。我相信只要是做制造業的在這個方面都會遇到過很多問題。我們規范MES系統接口方案,要介入到設備的采購過程中,要求采購設備時設備已經具有通訊接口,而不是在設備采購來幾年后,業務部門提出改動需求后再去和設備供應商談改造,這樣在實施改造的過程中阻力相對來說會小很多。

    第一個就是設備自動化程度的分類,按照我們自己定的標準可以分為以上四類。

    第二級就是設備接口等級分類,現在越來越多的設備已經有網絡通訊這個接口,之前的很多設備都沒有網絡通訊接口。我們還把網絡設備的接口進行了分類,F1-F3級都是屬于網絡通訊;F4級主要是簡單的串口通訊;F9就是不具備任何通訊能力。

    有了以上規范后,我們再根據實際情況比如刻字機、刻碼機、搬運設備、機器人、還有產品綁定交驗設備、裝配設備、檢測設備等,我們給它定義了一個最低要求的接口等級,根據每個設備的業務不同來調整這張表。目的是廠家自己進來的時候,可以根據自己設備的自動化程度和設備類型來確定互換自己最低要求的接口等級。

    下面是我們的設備接口軟件方案,整體由三層架構組成,最底層就是基礎設備層,這一層是廠家給我們提供的,中間層是MES的接口服務器,最上面是MES的應用服務器。

    MES的接口服務器這端我們給廠家提供了四個接口,Web service、WCF、TCP/IP和OPC。我們之所以給廠家提供這么多的接口,是我們在實際操作過程中發現廠家的能力參差不齊。現在做生產線這種大型設備的廠家信息化能力很大一部分能力偏弱,或者說非常弱。他們IT部門可能就一兩個人,做開發的時候有些會用TCP/IP,可能有一些做電氣出身的只知道OPC,你跟他說Web service或者WCF,根本一竊不通。我認為我們在做MES接口的時候,我們是把設備供應商作為客戶來對待的,我們的目的是讓設備供應商把接口服務用好,因此我們給廠家提供了四個接口任選,接口里面的事情是我們MES系統接口服務器自動調配的,設備供應商如果覺得Web service或者WCF這種簡單引用的好用,你就用這個;如果覺得對TCP/IP比較熟悉,你就可以用TCP/IP;如果電氣出身對軟件確實不熟悉,可以用OPC來進行通訊,我們也是支持的。

  • 宗申動力CIO江文:MES系統效果展示

    最后講一些實施效果的展示,我們的MES不是孤立的,一般都是跟設備是緊密相關的。我們1011智能生產線,有20多臺機器人、66個專機26臺AGV物料運輸車。整個產線兼容的產品上千臺,每日換產次數為5-6次。我們的MES系統要支撐整個產線正常運轉,裝配工人從傳統中第73人減到30人,質量水平大大提升。

    這是1011智能生產線MES系統的初步界面,左邊是我們生產訂單的相關的信息,中間是我們的AGV要料,AGV可以自動根據最高最低來算自動配送物料,也可以人工要料。下面這塊是我們的工藝BOM,這個崗位我們要裝哪些零部件,下面就是一些不合格品的錄入。后期我們可以針對裝配不合格。

    宗申動力從訂單到生產計劃、MRP、收貨入庫到整個物流再到整個生產都做到了端到端集成。

    這是另外一個是通機的MES系統,整個產線單班產能是3000多臺,節拍是10秒一臺。整個MES 系統都是自主開發。因為試用了MES系統接口方案,后期在自動化改造時廠家只需要參照接口方案來預留數據接口,我們在管理和實施上的難度就大大降低了。

    從我們這么多年做MES系統的情況來看,MES系統確實跟ERP有很大的差異,在這個過程中間我們也吃了很多苦,包括數據庫三庫分離、接口不規范等等,這些東西也是在整個過程中間摸索出來的。我們的MES系統隨著自動化產線在不斷的改造,對接的設備也越來越多。以前傳統的IT在后臺,現在IT逐漸站到前臺,可以為我們公司在QCD優化方面真正起到作用。對在座的各位來說,MES系統是從后臺走上前臺的最好的機會。

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