积极响应中国制造2025，论中信重工的转型升级之路

本文作者：佰思杰咨询顾问 陈丽   实施经理 谭瑞

图 中信重工

中信重工是典型的定制化生产模式，决定了其生产加工模式多样、制造过程复杂、生产周期长的特点。纵观其产品的生产制造全流程，产品设计、工艺设计、生产计划、车间执行、设备产能等环节互相影响，紧密耦合。为了组织好各类零部件配套生产，生产过程中产生了大量的计划任务和调度工作。完全依靠人进行管理，是一件十分繁杂的事情。

前期的中信重工主要难题体现在以下几方面：

（1） 生产信息不透明

生产计划的透明度不好，各配套生产部门生产情况得不到及时反馈，从而影响装配车间生产进度，致使订单拖期。

（2） 生产物料顶用

 后期工单产品会挪用前期工单的零部件，导致前期产品出货时间延迟。

（3） 纸质单据信息缺失

纸质单据不易保存，故物料到达车间现场无法有效确认，信息易缺失。

（4） 生产协同滞后

生产资料（物料、工具、工装等）都是通过纸质单据，向相关生产协同单位进行领取。往往无法做到与生产计划协同，无法提前告知协同单位进行相关准备，有一定的滞后。

（5） 统计分析费时费力

纸质单据不利于后期进行统计分析，人工进行数据统计难度大，费时费力。

由此可见，中信重工前期传统的生产管理模式在信息的透明化、实时性、准确性、共享性等方面都存在一定的滞后。同时先进的精益生产、质量管理等理念没有切实落地。这些问题都严重束缚了中信重工转型升级的发展。

生产制造作为“承上启下”的核心业务环节，其对应的生产制造执行管理系统（MES）是信息化一体化建设不可或缺的重要环节。因此，通过实施MES系统，使数字化制造覆盖中信重工生产管理业务领域，通过生产过程控制的数字化、自动化和智能化，实现传统的机械制造向现代数字制造转变、刚性生产向柔性生产转变、被动慢速响应向主动快速响应转变将势在必行。

作为中信重工整体智能制造推进的重要环节，MES系统起着重大作用。那是不是所有的MES系统都适合中信重工呢？或是选择标准的MES产品就能解决所有问题呢？

答案是否定的。治理土地，大家讲究因地制宜。管理公司时，我们也需因公司而异。作为中信重工整体智能制造推进的重要环节，MES系统需要从以下两方面进行综合评估：

（1） 从系统功能方面考虑。中信重工拥有多产业板块，且多生产模式并存。不同部门之间既要有业务协同，又要存在数据隔离。从功能上来说，这对系统的标准化、协同化、个性化提出了要求。

（2） 从系统架构方面考虑。中信重工正处于持续发展的阶段，后续业务会不断进行扩展，信息化程度也会不断加强。因此，MES系统需要有较强的“生命力”，要具备较强的扩展性、灵活性。同时，考虑到与其他系统或设备集成的需求，避免形成“信息化孤岛”，系统需要有较高的、平台一体化的集成能力。

经过公开招标和综合评估，中信重工最终选择与佰思杰通力合作，共同完成MES系统项目的建设。

根据上述智能制造的思路和原则，结合实际情况，智能工厂解决方案重点从精益化、标准化、信息化和自动化四个方面展开。按照智能化车间生产管理要求，以精益生产为指导，构建关键生产过程数字化生产线及物流配送体系，支撑起总装拉动的多车间协同管理体系。围绕生产计划，实现对人员、设备、物料、工艺、质量等一系列的精细化控制管理，实现被动慢速响应向主动快速响应转变。

图  MES系统平台架构与功能规划

结合设计蓝图，并基于成熟的软件平台和个性化定制的分层结构，对MES系统功能进行相应的规划。

功能方面：

从整体的信息共享性和功能通用性来看， MES系统在各车间应用需具备的核心通用功能如下。 

（1） 基础数据管理：维护组织结构、人员用户、角色与权限、设备信息、物料信息、工艺路线等基础信息。

（2） 生产计划管理：建立主生产计划的工号树，按照订单维度进行展示，同时通过APS智能排程，支持整个计划的可行性。

（3） APS排程管理：能自动对生产计划进行分解，生成可指导生产的工序作业计划，并将排产结果进行可视化的展示。

（4） 作业管理：对生产调度进行管理，包括：生产资源调整、物料确认、在线检测叫检等。

（5） 协同管理：生产准备方面，提取设定时间段内要加工生产的订单，形成开工前的准备看板；异常管理方面，通过短信将异常信息发送给相关负责人，并对现场问题进行记录，便于日后统计。

（6） 生产进度管理：对生产执行过程进行管理，包括：作业任务分配接收、作业执行、完工检验、完工汇报、冲销报工等。同时记录生产过程中的全部数据信息。

（7） 数控刀具管理：对数控刀具进行管理，包括刀具台账、领用信息、刀具状态、报废申请等。

（8） 在制品质量管理：对在制品的质量进行管控。包括检验项维护、检验汇报、工作汇报、不合格品管理、质量追溯。

（9） 设备管理：对生产设备进行维护，包括设备状态、设备故障、异常处理等。

（10） 外协管理：针对工序外协进行管理，支持对外协工序的汇报，以及追溯查询。

（11） 物料条码管理：针对主产物的批次号和零件编号的管控，方便对生产过程数据的追溯，包括：条码生成、条码识别、条码打印。

（12） 看板和报表：对生产制造过程中采集到的数据，进行统计分析。并通过可视化看板对数据进行展示。例如：齐套检验统计、在手任务统计、工作令统计、外协加工件统计、返修情况统计、路线单统计等。

（13） 系统集成：与其它系统集成，实现数据的互联互通，消除信息化孤岛。

架构方面：

佰思杰MES系统采用分层的平台架构。不同分层能进行独立的维护与升级，却不影响其他分层的应用。这种层次架构带来的好处，一是能通过重用成熟的产品平台和模块快速实施，显著减少项目实施风险；二能借助平台内置的工具进行定制，满足中信重工灵活性、扩展性的需求。

系统平台架构说明如下：

中信重工本次项目中涉及到的硬件和软件系统比较多， MES系统需做好与相关信息化系统的数据交换和业务对接，其总体集成架构图如下：

图 系统集成架构图

（1） 面向上层数据来源，MES具备以下集成接口：

⚪与ERP集成。获取主计划、订单、物料主数据等信息，并将完工信息反馈给ERP系统。

⚪与PLM集成。获取设计、工艺图纸、工艺变更信息。

⚪与CAPP集成。获取物料信息、物料BOM、工艺路线。

（2） 面向下层生产执行中的实际操作，MES具备以下集成接口：

⚪与OA集成。获取刀具报废、设备基础数据、不合格品处理等信息。

⚪与DNC集成。获取数控机床的NC程式，便于对设备进行数字控制。同时通过与设备对接，实现对设备运行数据的实时采集。

⚪与云端短信网关集成。MES将生产叫料、异常信息等推送给相关负责人，提高办事效率。

⚪与视频监控系统集成。获取生产现场监控信息，便于管理。

MES系统实施后，从生产计划的执行、生产过程的追溯、保证产品质量等多个维度对生产现场进行集成管理。实施MES系统是解决生产管理中信息“黑箱”问题的有效途径，也是实现精益生产的有效途径和技术支撑。

图  数字化车间

通过构建技术研发、营销服务、生产制造三位一体的信息化体系，已经实现了生产计划、调度、统计、操作与计量管理的业务集成，并打通了产品设计、工艺、计划、质量检验等的数据链。同时，通过生产计划的持续优化，以及生产数据的可视化展示，达到了统一协调设备维修、质量检验、产品设计、工艺等各个部门的效果。

MES系统是实施精益生产必需的环境条件。为了达到精益生产，MES系统必须实时监测、控制、统计、分析各个生产环节全部细节，这也是MES系统的主要功能。

总的来说，MES系统的应用为中信重工带来如下价值：

1. 生产过程透明化，管理绩效提升

过去，由于没有快速的信息收集反馈手段，调度人员需要经常跑上跑下，还无法获得第一手实时情况。因此，管理者对生产过程的掌握不全面不及时，在线控制和快速反应能力较弱。

现在，MES系统覆盖了机加工、装配、质检等全制造过程，并按照工号树的形式对生产过程中的“人机料法环测”信息进行采集，打通了生产数据的上下游，实现了生产过程透明化。

管理者通过查看MES系统，就能快速全面的得到企业绩效目标与实际生产指标的差异。同时通过MES系统监控生产动态情况，管理人员就能及时发现异常并做出正确决策，从而实现企业绩效持续提升。

2. 智能化排产，提高人员工作效率

过去，制造现场靠手工方式打印下发加工路线单，车间基本靠人为控制，在各种更改、追加计划、现场突发事件等的冲击下，人工管理不仅工作量大，同时也无法及时进行合理的反应，安排出最有效的生产计划。

现在，MES系统内嵌高级计划排程模块（APS），能按照现场复杂的资源约束，实现“一键排程”。同时也能基于排产结果，进行优化，并以可视化的方式对排产结果进行展示。这极大地缩短了计划员的工作时间，提高了人员的工作效率。

3. 信息共享，实现各业务部门高效协作

过去，生产信息依靠纸质单据进行传递。纸质单据不仅不利于保存，还在信息传递方面存在一定的滞后，从而致使生产协同单位的准备工作也产生了相应的滞后。

现在，生产任务信息透明后，制造相关的计划、调度、生产、委外、质量、仓储、物流、设备管理等职能部门都能在MES系统查询到自己部门的任务节点、任务量等信息。这不仅能解决由于任务节点不透明导致的物料顶用问题，同时也能帮助生产协同单位提前进行生产准备，从而实现了各业务部门的高效协作。

4. 统一数据源，消除信息化孤岛

过去，中信重工的各应用系统相对独立，缺乏规范化、标准化的基础管理数据，基本上是各做各的基础数据收集、录入、整理及应用。如：同一个工作令在不同系统中以两种不同的形式和流程下发。这无形中增加了不必要的业务环节和业务量，造成不必要的资金、人力浪费，并使横向的跨部门的信息不能共享。

现在，通过一体化的MES平台，将ERP、CAPP、DNC等系统集成起来，形成一个完整的、网络化、智能化的计算机信息系统。从而实现数据的互联互通，避免了工作的重复录入与填写，因此也解决了信息化孤岛的问题。

5. 可视化管理，现场信息快速响应

过去，信息传递滞后，管理者对生产过程的掌握不全面不及时，在线控制和快速反应能力较弱。

现在，通过可视化看板对生产车间订单进度、计划状况、生产现状、设备状况、领料出货状况进行展示，从而实现生产现场信息的快速响应。

6. 数据驱动业务，产品质量提升

过去，大量依靠手工方式记录，这种质量数据只能用做备查，人工进行数据统计难度大。且纸质数据不利于保存，而无法为统计分析利用。无法形成长期的质量监控统计报表，因而不利于发现问题，也不利于解决质量波动等问题，难以支撑长期质量的提升。

现在，通过在MES系统内进行质量记录，不仅能保存原始数据，也能对数据进行后期追溯和分析。产品质量从人工方式转变为数据驱动，从而便于进行质量预防，使产品质量得到提升。

中信重工的生产组织方式从经验指导转变为科学化、数据化。通过规范生产管理和优化业务流程，完善物流管理与控制，全程监控全过程，中信重工提高了生产管理实时性与工作效率，并全面提高企业精细化管理水平以及市场竞争力。

MES系统带来的成效大家都是有目共睹的，其中感触最深的莫过于每天都需要和MES系统打交道的人员了，那么他们眼中的数字化车间又是怎么样的呢？

中共十九大代表、全国劳模刘新安，在中信重工生产一线工作了20多年。他开心的分享道：通过现在的数字化车间项目建设示范，我们不仅解决了生产中的大部分痛点，而且捅破了生产管理瓶颈。MES系统是实施精益生产必需的环境条件。为了达到精益生产，MES系统必须实时监测、控制、统计、分析各个生产环节的全部细节，这也是MES系统的主要功能。相信通过后续的不断完善和推广应用，我们将助推公司形成生产管理新模式。

作为MES项目的实施经理，白宝华认为：通过DNC系统对机床进行联网，不但能实现远程数控编程与机床加工的实时沟通、程序传递，而且能实现机床日常实时运行数据的采集和汇总分析，可为生产决策提供有力的支撑。

数字化车间的推进，改变的不只是现场人员的工作方式，它也为管理层带来了务实的好处。重装厂厂长张会广对此感受颇深：过去由于生产信息不透明需要到现场进行“走访式”的管理。现在通过三位一体的信息化体系，在手机、电脑上就能对生产、技术等方面的信息进行实时跟踪，从而实现了生产透明化、管理科学化。

张会广进一步介绍说，现在不管生产规模如何扩大，作为生产管理者和参与者，我们都可以通过机床负荷等数据分析，找出生产瓶颈，尽可能降低工序间无效的物流运输，这大大降低了管理运营成本。同时，根据每天的信息采集和车间管理反馈，我们还可以提前合理安排生产计划，从而节约了时间，大大提高了生产效率。

图 全国政协副主席陈元参观中信重工智能制造项目

随着精益生产的不断发展与完善，数字化车间逐渐成为中信重工的一张新名片，同时也迎来了各界专家与客户的参观和交流。由此可见，中信重工此次转型升级是十分成功的。作为其生产核心的MES系统，不仅能解决生产管理中信息“黑箱”问题，还能为精益生产提供有效的途径和数据支撑，这也为其他正在谋求转型升级的制造企业提供了良好的借鉴方案。

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