一. 南方公司航空发动机研发生产基地
中国航发南方工业有限公司为原中国南方航空工业(集团)有限公司(以下简称“南方公司”),代号331厂,隶属于中国航空发动机集团有限公司,是国家“一五”期间重点工程项目之一和首批六大航空产业之一。
南方公司主要研制生产军民用航空发动机、航空转包生产、燃气轮机、光机电产品、航车模型等产品,是国内行业内种类最全、型号最多的航空发动机企业,是我国中小航空发动机主要研制生产基地。
二.“智能制造”转型升级关键时期
南方公司计划于2019年年底搬往新厂区,并进行全面的“智能制造”转型升级,建设南方公司的“智能工厂”,树立航空发动机领域智能工厂的典范和标杆,为此公司专门成立了“智能制造”办公室,于2016年陆续开始与制造相关的智能化项目立项与实施。
南方公司是典型的多品种、小批量加工模式,加工工艺复杂,零部件数量种类繁多,企业内部的采购、生产、销售流程、物流过程联系紧密,“智能制造”转型升级对于南方公司是一项挑战,同时也是打通企业多组织、多层级的业务流程的最佳关键时期。
三.物流体系成为智能工厂建设的障碍
南方公司智能工厂建设过程中,物流体系越来越受到大家的关注,物流体系被视为建设南方公司智能工厂过程中一个不可忽视的障碍,主要体现在以下几个方面:
南方公司物流体系的不完善已然成为公司建设智能工厂的重要阻碍之一,构建一个智能化的物流体系,彻底打通生产、物流、仓储、采购的业务协同,提高物流管理水平,推进管理转型升级,是智能工厂建设的必行之路。
四.选择平台化软件产品作为基础
南方公司智能工厂转型升级过程中,为顺利完成打通物流和生产执行、仓储、采购等业务协同,选择建设合适的智能物流系统至关重要。南方公司通过招标和系统选型评估,最终选择与佰思杰通力合作建设南方公司的智能物流管控平台。
佰思杰作为制造运行管理(MOM)解决方案提供商,同时具备在生产管理、供应协同、物流管理、仓储管理等业务管理系统建设和管理经验,佰思杰MOM平台具有平台化架构、多组织协同、柔性可配置等特点,平台下管理套件既保证业务分割,同时开放套件接口,用于其他套件的对接或第三方系统进行集成。佰思杰MOM平台产品符合南方公司智能物流平台建设要求,既能满足当下业务需求和业务衔接要求,同时支持企业未来的业务拓展和应用需求。
▲佰思杰MOM平台架构
五. 考虑计划/采购/仓储/生产/委外的业务规划
针对南方公司的业务特点和情况,考虑生产计划、采购、仓储、生产执行、委外等业务过程,下图为南方公司物流平台业务规划的业务蓝图:
▲总体业务规划
南方公司是典型的产品种类多、多车间协同制造、生产节拍紧凑的生产模式,零部件加工和车间流转都伴随物流过程,为保证生产过程的物料满足使用需求,同时减少在制品、产成品的堆积和短缺,结合JIT的核心思想,通过物流计划指导物流执行,为生产计划的执行提供良好的保障。
佰思杰智能物流平台通过与MES系统和仓库管理系统的集成,物流平台共享工厂级、车间级、工位级加工计划信息,实时集成仓库物料库存信息,通过智能物流平台和MES系统、仓库管理系统的联动,结合“JIT物流”的管理理念,形成准确的、指导性强的工位级拉动物流计划。
▲物流计划体系结构
为建立按需拉动的JIT精益物流配送模式,达到精准配送、按时配送的目的,物流平台完成了以下几点的内容:
根据生产计划驱动原材料、半成品从仓库到工位的物流配送,零部件加工过程中,驱动在制品在加工工位及车间之间的物流过程,生产完工后,指导完成产成品配送至仓库的成品入库物流过程。
物流平台集成制造执行系统的生产计划,生成工位级物料配送计划,实时获取车间生产执行进度,通过看板展示物流配送任务状态和状态预警,指导物流人员按时、按需配送物料。
物料配送完成后,根据实际物料配送的时间和数量,实时更新配送任务的状态,并实时更新拉动配送看板中任务状态和预警状态。
六. 上下游车间、供应商多组织协同
南方公司产品加工工艺比较复杂,一个零部件的加工往往涉及多个不同的车间,甚至存在委外加工和采购等多种不同业务的交叉,加工过程是由生产过程和物流过程紧密衔接在一起的,通过智能物流管控平台打通生产、委外采购和物流的流程,形成生产、采购、物流协同的模式,各流程之间相互增益。
▲多组织协同
产品加工过程需要委外加工的,物流配送转出给委外加工供应商,物流管控平台根据预计委外转回日期,自动对委外转回状态预警并推送消息到对应人员。
委外加工转回后,获取物料状态和位置信息,并将信息反馈给MES系统,MES系统根据委外加工情况,指导后续生产加工过程,生产加工又继续拉动物流过程,直至产品加工完成,驱动物流进行产品完工入库,仓库收货后的产成品可用于装配车间使用或发货给客户。
信息化系统建设,其实更多的是虚拟层面的信息,而实物和生产体系、物流体系之间的融合是必然的趋势。物理世界的信息要实时融入到信息系统里面,需要把很多底层数据实时采集起来运用到系统里面同时需要保证信息安全。
传统车间管理中,通过人工手段记录管理车间物料的状态和位置信息,信息获取成本较大且效率不高,并且信息获取的实时性不强。
佰思杰智能物流管控平台通过对车间所有物料和位置的数据建模,支持记录车间内所有物料在任意位置之间物流流转的所有过程,实时更新物料的状态,从而能高效的实时获取物料状态,同时满足物料的物流过程完整追溯要求。
在南方公司智能工厂转型升级的关键时期,根据项目情况和客户的需求,经过南方公司和佰思杰共同调研后,完成南方公司企业级智能物流管控平台规划,致力于打造一个系统间信息交互良好、信息流和实物流同步的业务闭环的物流管控平台,通过智能物流管控带动生产制造、仓储等多个业务的管理升级,同时结合软硬件,使业务过程实现智能化、自动化。
▲智能物流功能规划
物流过程中,物料交接过程是比较关键的,物流交接信息在保证透明化、准确性和一致性前提下,物料流转和生产协同才能有序进行。
生产加工物料配送过程中,物流执行人员将物料从仓库转出时,依据生产计划确认物料是否为生产所需,信息确认无误后执行物料输送过程。物料送达指定地点后,自动识别物流状态信息,同时根据生产工单的物料需求信息获取接收物料信息,确认无误后完成物料接收,整个物流过程透明、可追溯、信息准确。物料接收完成后,物料交接信息实时反馈到MES系统,用于指导MES系统进行计划排程和生产调度。
▲收货交接
七.一体化物流仓储配送模式
南方公司生产车间加工的原材料、半成品来源于原料仓库,生产加工完成的物料需要入库到中央仓库,因此智能物流管控平台需要融合物流和仓储过程,实现业务无缝衔接。
生产车间的生产计划生成物料需求,仓储根据车间物料需求进行物料准备,物流平台负责配送车间所需物料从仓库到车间工位;生产完工后,推动物流配送产成品入库,仓库接收到产成品后识别物料信息,确认产品信息无误完成入库。物料在仓储和物流过程实现信息实时对接,业务紧密衔接。
▲一体化物流仓储配送
八. 项目实施前后对比
所谓“兵马未动、粮草先行”,物流在整个生产组织过程中起到非常重要的作用。智能工厂建设中,如何调控生产,如何规划物流,“计划”的重要性不言而喻,南方公司通过搭建智能物流管控平台,将物流围绕着生产计划进行,强调生产计划的重要性,同时协同采购、物流、生产、质量等多个流程,将物流作为智能工厂建设的突破口,为南方公司带来很好的应用效果和示范作用。
南方公司前期的物流执行主要通过人为巡查或主动跟催方式推动,物流人员巡查车间是否存在需要流转的物料,或者生产管理者主动催促联系物流人员进行物料流转,可能会导致物料流转滞后或需求无法得到满足,对生产进度造成影响。
智能物流管控平台集成生产计划和生产执行的情况,建立物流按计划进行的物流管理模式,对现有作业模式进行优化升级,物流人员可将物料按计划按时、按需给工位配送,按节拍直接配送至对应工位,保证生产加工所需物料和流转满足实际需求。
▲产成品入库计划
车间之间物流的零部件,首先由车间加工人员将对应物料放到转入/转出区,物流人员通过排查区域内的物料是否需要转出,排查过程效率不高,并且对物流人员提出了一定的要求,人为判断的模式容错性不强。另外,车间内的物料流转过程分工不明确,工位加工完成的在制品,工位间加工状态信息的传递不够顺畅,存在在制品的闲置和人力资源的等待。
佰思杰物流平台上线后,根据生产计划和生产执行情况,物流人员可以明确获取哪些物料需要流转、什么时间需要流转、从哪里到哪里以及流转的物料的详细信息,不需要人为判断,降低了对物流人员的要求,大大提高容错性和工作效率。
在依靠人工记录信息的时期,车间外部物流由物流人员进行物料转移的记录,物流过程记录按照业务类型分别记录,不同物流人员记录方式和内容存在差异,缺乏信息化手段支持,因此物流过程记录信息追溯工作量比较大、追溯过程效率不高。
智能物流管控平台为零部件的物流过程设计标准化、易操作的数据采集方案,采集的数据进行结构化处理,从而能够多维度对数据进行统计、分析,对过程进度跟踪、管控。车间管理员对车间各作业区域物流、加工产品状态和车间实物信息等情况了如指掌,大大提高了车间管理者的管理效率。
▲物流追溯信息
由于缺乏统一和高效的信息传递通道,物流人员、生产计划人员、生产调度人员、生产人员之间的沟通和信息交换是不通畅的,物流相关信息传递存在不及时、不对称、不完整、不准确的情况,获取和传递物流信息的成本比较高,并且效率不高。
佰思杰物流平台结合现场业务需求和可视化管理经验,通过现场可视化看板,为物流人员和车间管理者提供信息明确、直观的沟通和信息获取方式,看板信息贴合大家对物流信息的关注点,提高了沟通、信息获取的效率。材料、半成品、产成品在生产车间内及外部流转的全过程信息可视化管理,通过大屏看板多维度、针对性的展示信息,数据实时更新。
九. 总结
“智能工厂”的建设成为许多企业新一轮产业革命的核心点,在全球制造业的发展趋势下,构建数字化、网络化、智能化的智能制造体系被置于“中国制造2025”的核心位置,无论是工厂还是物流都将向智能化、自动化方向发展。
佰思杰作为“智能工厂”整体解决方案提供商,结合智能工厂建设经验和项目情况,以建设智能物流为突破口,为南方公司的“智能工厂”建设打下坚实的基础。首先通过对生产、采购、仓储、物流业务体系的梳理,打通组织间的协同,然后以物流为切入点,形成从材料采购、仓储配送、生产执行、物料转移等过程的联动,最终实现生产制造过程的优化升级,有效提高生产加工的效率,全面缩短产品交付周期,降低产品在制和库存带来的成本,实现产品整个加工过程的信息追溯和控制。
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