苏州富士精工电梯智能车间诊断改造项目案例

苏州富士精工电梯智能车间诊断改造项目案例目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、行业描述 2\o"CurrentDocument"二、案例描述 2三、案例详情 4企业概况 4\o"CurrentDocument"企业存在的问题 4\o"CurrentDocument"诊断方案 5\o"CurrentDocument"智能化改造带来的典型性 12\o"CurrentDocument"实施效果 16一、行业描述苏州富士精工电梯，作为一家国内先进的集研发、制造、销售、安装、维修服务为一体的专业电梯制造企业，同时也是国内电梯制造行业中产品最多、额定载荷最大的电梯生产厂家之一。其产品具有多样化、非标型、项目制的特点，并且由于电梯行业的特殊性，业务范围不仅围绕着生产制造，同时也延伸到售后服务环节。电梯制造属于机械制造业中的特种设备制造业，从行业生产特点来看，不仅具有典型的离散制造特点，并且同时具有流程制造为辅、装配调试与后期维保为重点的特殊性。同时，电梯制造行业还具有以下几大特点：1、生产计划的制定与生产任务的管理较为困难；2、整体自动化程度相对较低；3、工艺流程清晰但资源（人机料）协调困难。二、案例描述随着《中国制造2025》战略的发布，传统制造向智能制造发展的方向已成为时代主旨，富士精工电梯作为国内行业大咖，不可避免的受到来自市场和时代的冲击，智能化转型之路已成为富士精工电梯必经之路，就在这时，苏州市经信委向其抛出了橄榄枝，作为我国智能制造发展重点城市，苏州市经信委秉承着制造强国、智能转型的核心思想，举办了智能车间诊断项目，旨在让服务机构与制造企业能够强强联手，打造适合企业自身的智能制造方向与目标。作为机械制造业当中的特种设备行业，比起普通的离散制造业典型的多品种小批量的生产特点更为复杂，具有面向订单设计、项目周期长且变更频繁、产品结构复杂、工艺流程与物料品种多样、生产计划管控难、自动化水平普遍较低等特征，几乎是集传统制造业所有典型性特征的一个行业，因此必然意味着其改造难度大、实施周期长。在2018年上半年完成对富士精工的智能化诊断并出具改造方案后，历时一整年的时间，富士精工秉承以点带面、统一规划分步实施的方法，完成了其钣金车间的智能车间改造，同年开始申报江苏省示范智能车间，根据其实施效果及行业特点来说具有良好的示范性和典型性。三、案例详情3.1企业概况富士精工电梯在智能车间诊断时期的整体智能化水平仅勉强达到单项覆盖的阶段，车间智能化成熟度为1级（已规划级），信息化建设不足，仅达到初级应用，系统功能覆盖面低，但钣金车间的自动化水平较高，基本已由高端数控设备覆盖，其中以能实现自动报工和统计的全自动钣金焊接产线最具代表性。企业存在的问题a）生产方面♦生产计划编制过程中，现有信息化系统难以提供直观的销售预测信息、成品库存当量数据、可用车间产能状况，对计划编制支撑力度不足，同时可能出现的紧急插单现象对现有计划的执行和完成会造成很大影响。生产计划的跟踪多采用传统的手工生产统计报表来实现，计划完成率、完成程度难以实时、精准的向计划管理部门提供。b）物料管理与追溯方面纯由人工方式完成物料的出入库及统计报表，占用大量的精力，并且无法掌握实时的物料出入库、领用和使用情况，

数据有可能会错误、不准;未使用条码技术，追溯需要依靠人工翻阅各种表单来实现，效率较低；c）设备互联方面尚未实现联网，对设备缺少实际的监控手段，无法掌握实时的设备运行状态、产量、稼动率、参数信息及异常问题；诊断方案建立以MES为核心的协同平台，实现制造现场透明化和数据化，构建完整追溯链在刷庭统计质橘雀丹作助指导物料帝时匍送在刷庭统计质橘雀丹作助指导物料帝时匍送具体建设内容1.现场工位终端工位终端系统的核心是“现场管理能力”，指在不适于建立PC工作台的现场，通过网络环境的架设，通过触摸屏工位机，完成一些列如工单任务接收、作业指导性图档文件的在线查看、异常Andon呼叫和受理、以及个人任务信息统计查看等功能，从而形成透明、适时、无纸化、智能化的现场管理能力。A）条码扫描和IC/ID卡读取通过员工IC/ID卡的刷卡，直接登录系统，同时向MES系统返回任务计划执行者信息，并接收经MES系统工单计划同步的加工任务信息：如计划信息、工艺信息成品信息、物料信息、物料条码信息等，为自动化产线过程控制和管理提供必要的依据。B）计划任务序列接收和查看员工在线查看并接受上级下达的工单任务，并根据工单任务序列顺序及工单节点时间开工。值得一提的是未接收的工单任务序列会根据APS计划调整而发生变更，因此员工在进行任务作业时，应按工单序列提前做好下一工单任务的接收工作，工单任务一经接收即予以锁定，MES系统同时自动向仓储部门推送以工单开工时间为节点的物料配送任务，提醒仓管人员及时完成备料和配送工作。工位终端根据成品编码规则自行生成批次号信息，以便于加工人员现场打印标贴并通过手持条码设备、或PDA方式现场识别并进行成品履历管理。D）投料明细管理借助于对关键件投料的扫码，将投料信息通过条形码技术与成品信息予以绑定，同时利用MES投料防错防逾期功能，避免错投料、逾期投料等一系列直接影响产品品质的不良现象发生，并完成完整的产品全生命周期追溯信息链的构建。E）工单进度预警和管理工位终端自动采集工单加工和进度信息，并通过实时运算，测算工单预计完成时间，当预计时间高于计划节点时间时，工位终端将以颜色示警等方式，提醒现场作业人员/现场管理人员，以有效督促其保持良好的作业效率，避免进度/计划延期不良现象发生。F）异常软Andon呼叫管理通过MES系统异常呼叫自定义，可支持在线的如：生产缺料、设备故障、生产异常等异常呼叫，呼叫信息将直接传递至指定人员，呼叫过程尤其是时间节点将自动记录，从而为企业分析改善提高异常处置效率提供必要的依据，异常呼叫逾期未响应或处置的，可自行向上呼叫转移。G）电子SOP员工可在线查阅与工单任务相关联的作业指导性文件和技术图档、操作视频等，并实现工艺文件的现场版本控制，快速有效的对作业指导书和工艺文件进行及时的更替和直观的显示。2.质量管理过程质量管理系统核心是气）'质量控制，通过MES和设备数据采集系统集成，完成一系列质量相关测量数据的实时收集、上传、汇总、统计和分析，并利用设备数采系统为制造过程构建质量异常自动报警体系，从而实现对制造过程的实时质量管理和控制。＞质量缺陷定义为质量异常明确定义缺陷原因、缺陷界定值、以及异常波动曲线边界等一系列SPC自动解析过程所需的参数设定；基于设备数据采集自动完成SPC解析过程所需的参数采集和监控，从而触发过程异常记录、统计、分析，从而实现对过程控制的规划设想，为质量异常设定自动安灯预警机制。＞过程质量数据的采集和提取利用M2M技术的数据采集能力，完成过程质量数据的实时采集，包含自动化设备工艺参数的实时采集和提取；＞过程质量数据资料的归纳整合以MES为载体，通过与M2M系统的集成应用，确保系统间数据的统一，以避免多重数据采集所造成的不必要资源浪费。利用SPC技术构建过程质量控制平台将生产过程中的质量控制项目相关的数据进行提取和汇总，并通过SPC过程的标准化分析和判定能力，及时捕捉生产过程中的质量异常信号，并积极采取措施，使过程恢复正常。同时利用SPC过程波动统计规律性的趋势分析，及时反馈并消除系统性因素出现的征兆，使生产过程维持在仅受随机性因素影响的质量控制状态。3.设备联网与设备管理设备管理系统的核心是“设备资产综合效益最大化”，是运用基于设备PLC的数据采集能力结合综合设备管理、工程技术和财务经营等手段，使设备寿命周期内的费用/效益比（即费效比）达到最佳的程度。通过建立设备管理系统，对设备从安装、验收、使用、保养、维修、报废整个管理过程进行系统性的监管和控制，以有效分析和管理设备的运行效益。设备管理建议如下六个方面的内容组成：A）设备履历数据的搜集和统计：建立以设备全生命周期为核心的设备履历信息库，并时时完成设备相关数据信息、加载程序的信息采集和管理，为管理者及时诊断设备，分析原因，及时改善提供必要的数据信息支撑。B）设备故障维修与点巡检通过设备维养电子化工单管理模式和PDA现代化设备的综合运营，实时采集获取设备运营过程所有的点检和维护记录，是设备履历管理的重要核心记录。C）设备联网与数据采集籍由设备联网和在线数据采集功能，实时对设备运行状态予以监控，数据采集有两个任务：一是将获得所需要的数据，通过网络，把数据传送给现场数据库，甚至传给上一级软件处理系统，为管理系统下一步工作指令提供所需的参数;一是把采集到的状态信息进行处理，并提示给管理者。D）设备故障分析和改进实时采集并记录设备故障信息，并通过对设备数据的统计分析，高效确定设备故障原因，并通过系统改进的方式，降低设备故障再发几率，提高设备完好性能。E）设备价值分析与停用界定分析设备使用成本、维养成本、改造成本控制，当设备维养成本远大于产出时，可提醒管理者及早完成设备的停用报废。4.产品追溯链构建完整追溯链的前提，是为实体附加唯一识别码，通过条码技术绑定其基础信息和业务逻辑，同时严格按照扫码的形式进行物料、资源和工序间的传递，建设将以如下四个方面的内容组成：A）原始信息数据的采集：实时采集、正确防呆、资料详尽，多以具有自动化数据读写能力的RFID射频技术和条形码技术取代人工的采集手段，以更大程度释放员工产能，保障数据采集的时效性、精准性、以及采集效率的进一步提升。B）为产品实体附上的记录标识：唯一确定、准确定位、信息关联，是结合产品实体与信息记录的关键点。C）追溯平台方式的建设。基于多平台应用需要，可支持基于手持终端、工位终端、PC终端等多平台的产品追溯功能，最终实现产品出厂后的远程追溯。3.4智能化改造带来的典型性富士精工曾经作为传统非标离散制造业，具有典型的人治特点，即经验式管理，一切问题都通过人力来解决，存粹通过增加劳动力来解决问题也直接导致了成本的上升、管理的混乱及效率的低下，显然与当下的智能制造发展思想相违背，因此，富士精工的智能化改造具有良好的示范性与典型性，并且不仅体现在智能化工具来带的作用，更重要的则是通过管理思想与管理理念上的改变和升华，这也是企业发展的根本，接下来将具体说明。（改造前的车间物料管理）

（改造后的车间物料管理）（改造前的生产现场）（改造后的生产现场）

（改造前的数据支撑）（改造后的数据支撑）通过上述图片可以发现，富士精工电梯的智能化改造已通过智能化工具的支撑所体现，非常具有良好的示范作用与典型性，比如：1）自动化设备的普及提高了生产产能的同时，也大大降低了劳动力的成本，同时也是智能化发展的硬件基础；2）车间MES系统的部署则打通了计划与作业之间的断层，管理人员不仅可以完成计划的在线编制与下达，还能够实时的掌握车间的生产状况；3）设备联网的实现得以采集真实的设备运行状态与稼动率，不仅提高了计划人员对于资源情况的掌握能力，也为提高资源的利用率提供了基础保障；4）传统、低效、延迟、不准确的统计报表由信息化管理工具的实时自动采集所提供，数据作为智能化发展的核心基础以及商业智慧所依赖的根本已能够通过智能化的改造被收集、汇总、分析；5）自动化与信息化的部署提高了车间智能化程度的同时也带来了管理思想与管理理念的变革，经验式管理已被严格的系统管理流程所约束，这不仅是企业面貌的革新，也是所有员工素质提升的结果，所带来的必然是企业真正的可持续竞争力；3.5实施效果经济效益：智能车间建成以来，企业生产能力大大提高，产品质量得到提升，企业运营所需要的数据得以掌握，企业形象显著提高，直接带动了公司效益。社会效益：工作基础的改变使员工工作舒适感明显提升，也大大降低了劳动强度。效益的提升也对社会带来积极的影响。生产运营成本车间智能化改造刖1000万元车间智能化改造后1