東方電機


       在制造業(yè)企業(yè)制造運行管理的整個(gè)完整環(huán)節中,從計劃到生產(chǎn)再到交付,末端的產(chǎn)品成套和包裝發(fā)運也是產(chǎn)品履約的重要環(huán)節。目前,制造業(yè)企業(yè)對MES系統的核心需求,大多數主要在生產(chǎn)過(guò)程的管理上,還較少涉及到后端的交付和發(fā)運環(huán)節。

       那么,作為制造業(yè)務(wù)鏈完整構成的環(huán)節之一,如何實(shí)現成品交付的信息化管理?成品成套交付業(yè)務(wù)如何與MES系統很好的融合呢?佰思杰公司與戰略合作伙伴東方電機有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“東方電機”)在這個(gè)方面進(jìn)行了深入的探討和研究,并從東方電機成品分廠(chǎng)的實(shí)際需求出發(fā),理順了生產(chǎn)最后環(huán)節的信息化過(guò)程,填補了制造業(yè)務(wù)鏈上的空白。


       東方電機是中國東方電氣集團有限公司的全資核心子公司,是全球發(fā)電設備、清潔能源產(chǎn)品和服務(wù)的主要供應商,主要從事水輪發(fā)電機組、熱能發(fā)電機、風(fēng)力發(fā)電機、交(直)流電機、電站控制系統及軍工產(chǎn)品的研發(fā)、設計、制造和服務(wù)。


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       東方電機作為國家重大技術(shù)裝備制造業(yè)的骨干企業(yè),從上世紀80年代初期開(kāi)始著(zhù)力于企業(yè)信息化的建設,屬于國內較早引入信息科技的企業(yè)。從2010年開(kāi)始,佰思杰公司與東方電機合作共建各分廠(chǎng)的MES應用平臺,現已覆蓋東方電機金工模具分廠(chǎng)和水輪機分廠(chǎng)。根據東方電機信息化的整體規劃以及系統深化應用的需求,本項目將擴大MES平臺應用范圍,覆蓋成品分廠(chǎng)的業(yè)務(wù)。


       東方電機屬于大型裝備制造業(yè),是典型的多品種小批量的離散型制造,產(chǎn)品定制化程度高、生產(chǎn)工藝復雜、質(zhì)量要求高。東方電機不同的生產(chǎn)分廠(chǎng)有不同的職能,對信息化的關(guān)注重點(diǎn)也有所不同。

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        由于產(chǎn)品體積非常大且結構復雜,因此在主機產(chǎn)品裝配或預裝完工后,需要拆分成各個(gè)零部件(交貨件),集中配送至成品分廠(chǎng),由成品分廠(chǎng)進(jìn)行交貨件的裝箱(包裝)、裝車(chē)及發(fā)運到工地現場(chǎng),最終形成完整的制造業(yè)務(wù)鏈。


項目一:


項目重點(diǎn)和難點(diǎn)分析

       東方電機成品分廠(chǎng)的主要職能是負責全廠(chǎng)成品、半成品的清理、噴漆、防護、成套、包裝、協(xié)助發(fā)運、工地交驗等工作,另有一部分的噴涂和包裝制作的加工職能。

       其核心業(yè)務(wù)的特點(diǎn)是:

1、 成品成套重點(diǎn)考核績(jì)效在于交貨的按時(shí)性和貨品的準確性,因此業(yè)務(wù)核心的關(guān)注點(diǎn)在于發(fā)貨前成品物料的齊套性檢查和跟蹤、裝箱清單的校驗和核發(fā)。

2、成品齊套受前序各加工裝配工序的工期以及外購件采購期的影響和制約較大,且由于成品所涉及零部件數量多、配件多,成套需要記錄核驗的數據量巨大。

      基于對主要業(yè)務(wù)的分析,MES系統在成品分廠(chǎng)的實(shí)施,重點(diǎn)解決的問(wèn)題就集中到了以下幾個(gè)方面:


1)與其他分廠(chǎng)已有MES應用的接合

       成品分廠(chǎng)作為交付的最后環(huán)節,其計劃的執行受前序實(shí)際交期的影響很大,前序分廠(chǎng)的按時(shí)交貨率較低就會(huì )導致成品分廠(chǎng)計劃排程的偏離度較大,存在每月產(chǎn)能在時(shí)間分布上不均衡的情況。

       實(shí)際上,成品分廠(chǎng)作為按時(shí)交付的最終保障環(huán)節,應該是東方電機全廠(chǎng)計劃協(xié)同體系的源頭和重要組成部分。

因此:

● 成品分廠(chǎng)MES系統應與其他分廠(chǎng)的MES系統業(yè)務(wù)體系保持一致,功能規劃依然要涵蓋物料管理、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、異常管理等核心業(yè)務(wù);

● 成品分廠(chǎng)應在MES系統中梳理并構建規范的生產(chǎn)計劃管理體系,與其他分廠(chǎng)形成一體聯(lián)動(dòng),能夠對前序各環(huán)節生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行跟蹤監控和計劃調度。

       而現階段的目標,就在于先在系統中建立規范的計劃基礎數據和業(yè)務(wù)流程,形成可以指揮各產(chǎn)線(xiàn)、工位或其他自動(dòng)系統的生產(chǎn)作業(yè)計劃。


2)包裝箱制作業(yè)務(wù)的信息化管理

       成品分廠(chǎng)需要根據交貨件的形狀大小和配套情況,對包裝箱(成品的包裝物,成品的包裝方式有多種,為了描述的方便,統一稱(chēng)為“包裝箱”或“箱件”)進(jìn)行設計和制作。

       在這個(gè)業(yè)務(wù)過(guò)程當中,信息化重點(diǎn)放在:

● 包裝設計圖紙和技術(shù)文檔的管理、包裝制作任務(wù)的派發(fā)、包裝制作執行過(guò)程的數據采集和跟蹤管理、包裝箱物料的管理及其質(zhì)量管理;

● 由于包裝箱并不是統一規格標準的,因此,還需要考慮項目、交貨件、包裝箱、包裝物、發(fā)運車(chē)輛等信息管理的關(guān)聯(lián)性和業(yè)務(wù)的聯(lián)動(dòng)性。


3)成套裝箱業(yè)務(wù)的信息化管理

      在成品分廠(chǎng)的業(yè)務(wù)開(kāi)展中,一個(gè)很重要的角色是成套員。成套員負責具體執行各項目提交到分廠(chǎng)的物料管理、物料成套檢查、裝箱過(guò)程管理、裝箱清單校驗、發(fā)貨清單編制等工作,并需要配合項目經(jīng)理進(jìn)行成品交付的跟蹤和協(xié)調。

       因此,成品分廠(chǎng)MES系統中就需要規劃:

● 與成套員業(yè)務(wù)相關(guān)的一系列表單和相應的業(yè)務(wù)流程管理,包括交貨明細表、裝箱一覽表、裝箱清單、發(fā)貨清單等;

● 裝箱核驗的功能。改變原有的裝箱物料依賴(lài)人工識別,裝箱過(guò)程需要人工抄錄物料信息再進(jìn)行核對的裝箱核驗方式,利用掃碼和MES系統聯(lián)合實(shí)現實(shí)物與系統清單的比對;

● 裝車(chē)發(fā)運管理功能。由于裝運業(yè)務(wù)涉及到對承運公司、運輸車(chē)輛等外部信息的交互,需要信息系統來(lái)支持裝運的全過(guò)程監控和關(guān)鍵點(diǎn)的校驗。包括裝車(chē)計劃的執行、運輸車(chē)輛的管理、箱件裝車(chē)的核驗、發(fā)貨出廠(chǎng)的審批等。


4)嘜頭的數字化管理與現場(chǎng)打印

       嘜頭,即交付件裝箱完畢封箱后在箱件表面張貼的標簽,主要用于標識貨物,防止發(fā)貨錯誤。以前在箱件裝車(chē)前,需要由嘜頭員手工抄錄包裝標識卡的內容,再制作正式的嘜頭并張貼,效率很低且容易出錯。

       在實(shí)施MES系統后,

● 嘜頭將作為箱件的附件進(jìn)行管理,在裝箱完畢后,通過(guò)系統共享的項目信息、裝箱信息等自動(dòng)按模板生成格式規范的嘜頭文件;

● 可實(shí)時(shí)在車(chē)間現場(chǎng)進(jìn)行嘜頭打印,并且在嘜頭中增加二維碼,通過(guò)現場(chǎng)掃碼可直接查詢(xún)到當前箱件所相應的項目信息、裝箱信息。


項目核心功能

東方電機成品分廠(chǎng)MES系統的主體功能模塊規劃如下圖所示:

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       核心需求的解決方案包括:


1)在MES中建立成品分廠(chǎng)的基礎業(yè)務(wù)體系

       成品分廠(chǎng)的業(yè)務(wù)主體與全廠(chǎng)的業(yè)務(wù)保持統一,成品分廠(chǎng)MES系統規劃的業(yè)務(wù)架構和功能架構與其他分廠(chǎng)雷同,現階段主要涵蓋計劃管理、生產(chǎn)執行管理、質(zhì)量管理等的核心業(yè)務(wù)。


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圖 項目任務(wù)的分派

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圖 包裝箱制作任務(wù)的分派

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圖 任務(wù)的接收與匯報


2)建立成品物料識別體系

       與裝箱業(yè)務(wù)相關(guān)的物料,包括成品交付件和箱件。依據ERP系統的物料編碼對成品物料進(jìn)行數字化標識,采用二維碼標簽的方式在物料上進(jìn)行張貼或懸掛;箱件作為特殊的物料,其數據在MES系統中進(jìn)行管理,提供在系統中創(chuàng )建、導入、編輯箱件信息的功能,箱件對象包括項目號、箱號、位置號等屬性。


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圖 成品物料的標識和箱件的標識


3)基于裝箱BOM的成品齊套性檢查

      裝箱BOM是根據產(chǎn)品的裝箱清單,以包裝箱(或其他包裝單元容器)為單元的結構化數據。成品分廠(chǎng)MES系統中提供裝箱BOM的管理,基于交貨明細表的數據編制和維護裝箱BOM,是包裝設計和裝箱管理業(yè)務(wù)的基礎?;谘b箱BOM,可進(jìn)行產(chǎn)品成套的齊套檢查,并在裝箱過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)的數據采集和跟蹤,避免裝箱中出現漏裝和錯裝。


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 圖 裝箱BOM管理

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圖 裝箱BOM結構

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圖 現場(chǎng)項目成套情況總覽看板


4)車(chē)間現場(chǎng)的實(shí)時(shí)裝箱核驗管理

       在車(chē)間裝箱執行過(guò)程中,成套員逐一掃描當前裝箱的成品物料條碼,MES系統自動(dòng)與當前的裝箱BOM中的物料進(jìn)行匹配校驗。這個(gè)過(guò)程中成套員仍然可以人工維護裝箱清單,根據實(shí)際裝箱情況對裝箱物料進(jìn)行調整。裝箱核驗完成后,系統可自動(dòng)生成裝箱清單,以供打印出來(lái)作為箱件的附件,伴隨箱件發(fā)貨出廠(chǎng)。


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 圖 裝箱核驗

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圖 裝箱清單


5)嘜頭的自動(dòng)創(chuàng )建和現場(chǎng)打印

       在裝箱完畢封箱后,MES系統根據裝箱清單信息和項目信息,自動(dòng)根據項目合同約定的嘜頭格式生成嘜頭。嘜頭中包含二維碼,嘜頭在裝箱現場(chǎng)打印出來(lái)并張貼于箱件表面,通過(guò)掃描嘜頭二維碼可查詢(xún)當前箱件所屬的項目信息、裝箱信息等。嘜頭的打印還可以支持不同大小版面,以滿(mǎn)足不同規格箱件的張貼需求。


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 圖 嘜頭的生成與管理

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圖 嘜頭的打印


6)裝運業(yè)務(wù)的管理和追溯

在裝箱發(fā)運環(huán)節,通過(guò)MES系統,

● 實(shí)現裝運計劃的管理,對裝運業(yè)務(wù)的各個(gè)環(huán)節進(jìn)行管控;

● 發(fā)貨清單自動(dòng)生成、校核和追溯,形成產(chǎn)品-箱件-發(fā)運清單的完整管理;

● 實(shí)現裝車(chē)核驗。成套員通過(guò)掃描裝車(chē)箱件的二維碼與發(fā)運清單自動(dòng)比對,完成裝車(chē)的最后確認;

● 對承運車(chē)輛信息和狀態(tài)進(jìn)行跟蹤管理,并形成裝運過(guò)程的信息追溯。

 

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圖 裝運計劃管理

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圖 發(fā)運任務(wù)管理

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圖 發(fā)運清單管理

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圖 裝車(chē)核驗

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圖 發(fā)貨清單的生成與打印


7)發(fā)貨出廠(chǎng)的審批與執行

       在承運車(chē)輛裝貨出廠(chǎng)前,需要在MES系統內發(fā)起發(fā)貨出廠(chǎng)的審批流程,審批結果與OA系統集成,在審批通過(guò)后方可在廠(chǎng)門(mén)崗給予車(chē)輛放行。

 

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圖 發(fā)貨出廠(chǎng)申請管理


項目?jì)r(jià)值分析

1)該項目促進(jìn)了成品分廠(chǎng)生產(chǎn)管理的透明化、數字化

      成品分廠(chǎng)MES系統的實(shí)施,從生產(chǎn)計劃的執行、成品成套業(yè)務(wù)過(guò)程的追溯、工人排班及合理激勵等多個(gè)維度對生產(chǎn)現場(chǎng)進(jìn)行了集成管理,首先解決了生產(chǎn)管理中信息“黑箱”問(wèn)題。

2)基于裝箱BOM所帶來(lái)的業(yè)務(wù)模式變革

       原有的人工、紙質(zhì)的工作模式發(fā)生了變化,基于裝箱BOM的成品成套數據結構化極大的實(shí)現了信息的共享與復用,既縮減了裝箱周期,也可有效的避免錯漏的情況發(fā)生。

3)工作效率提高、運營(yíng)成本降低

       成品齊套性檢查、裝箱核驗、裝車(chē)核驗等功能的實(shí)現,都大幅度提高了成品分廠(chǎng)的工作效率、降低了運營(yíng)成本。

4)具有典型代表意義和行業(yè)示范作用

       由于成品分廠(chǎng)業(yè)務(wù)的特殊性,是東方電機多種生產(chǎn)模式中的一個(gè)典型代表,也是成套交付和包裝發(fā)運環(huán)節的典型代表,其MES系統的實(shí)施將具有成品成套交付環(huán)節應用的典型示范作用。


       未來(lái),成套交付環(huán)節信息化還可繼續進(jìn)行拓展和深化應用,例如擴展箱件的自動(dòng)定位、運輸車(chē)輛的遠程跟蹤、工地拆箱的點(diǎn)件管理等。該項目的實(shí)施,為東方電機未來(lái)全廠(chǎng)計劃協(xié)同拉動(dòng)和制造協(xié)同的實(shí)現做好了基礎準備,是全供應鏈信息化協(xié)同平臺不可或缺的一環(huán),同時(shí)也為智能制造和精益思想的切實(shí)落地打下了良好基礎。



項目二:


2019年東方電機成品發(fā)運部的產(chǎn)品成套交付管理系統正式驗收并進(jìn)入全面推廣運行的狀態(tài),已實(shí)現箱件成套、包裝、發(fā)運完整流程管理,但實(shí)際箱件存放場(chǎng)地存在隨意放置或疊加存放問(wèn)題,在人工查找箱件位置時(shí),會(huì )挪動(dòng)多個(gè)箱件才找到箱件具體位置,時(shí)間耗費較長(cháng)且存在安全隱患。


為了解決此問(wèn)題,本期項目中實(shí)現箱件基于RFID方式定位管理箱件位置信息,通過(guò)信息化管理手段綁定箱件并與UWB定位系統相結合方式實(shí)時(shí)跟蹤箱件位置,實(shí)現在系統中可在線(xiàn)查詢(xún)箱件位置信息,幫助現場(chǎng)操作人員快速定位。同時(shí),成品發(fā)運部交付管理系統運行一段時(shí)間后,還需要結合業(yè)務(wù)及精益的要求進(jìn)一步提升。


1.業(yè)務(wù)痛點(diǎn)


1. 箱件位置查找困難,成套交付管理系統已對箱件及包裝進(jìn)行條碼及裝箱清單管理,隨著(zhù)場(chǎng)地箱件堆放隨意性,造成箱件位置人工查找困難。

2. 箱件管理追溯缺失,箱件位置信息無(wú)信息化手段管理,系統中未進(jìn)行具體坐標定位信息標識,進(jìn)行箱件管理追溯缺失。


2.項目實(shí)施


成品的包裝物(成品的包裝方式有多種,為了描述的方便,統一稱(chēng)為“包裝箱”或“箱件”)作為特殊的物料,需要在產(chǎn)品成套交付管理系統中進(jìn)行記錄和管理。另外,庫位信息作為箱件物料的業(yè)務(wù)數據,通過(guò)RFID技術(shù)實(shí)現箱件位置信息的自動(dòng)識別和更新,也可人工更新。


  • 將庫位信息在產(chǎn)品成套交付管理系統中創(chuàng )建和維護,主要屬性包括庫房編碼、庫房名稱(chēng)、地點(diǎn)/位置、庫位編碼、庫位尺寸、庫位說(shuō)明等;

  • 將庫位信息與庫房平面圖結合進(jìn)行可視化表達,簡(jiǎn)單顯示庫位箱件信息;

  • 利用RFID技術(shù),實(shí)現自動(dòng)檢測和記錄成品庫房?jì)认浼诘奈恢?,能通過(guò)產(chǎn)品成套交付管理系統查詢(xún)到箱件位置信息;

  • 使用無(wú)源RFID標簽與成品箱件及其相關(guān)信息關(guān)聯(lián),支持手動(dòng)綁定,并同時(shí)支持手動(dòng)和通過(guò)RFID讀寫(xiě)器自動(dòng)維護兩種位置信息維護方式;

  • 當箱件位置發(fā)生變更時(shí),系統能自動(dòng)識別和更新位置信息;

  • 系統提供箱件信息的組合查詢(xún)和數據篩選功能;

  • 系統支持庫位信息的導入和導出,支持庫位信息的查詢(xún);

  • 提供讀寫(xiě)設備參數型號及與桁車(chē)及其軌道部署的線(xiàn)路連接及供電相應方案和實(shí)施。


通過(guò)UWB方式實(shí)現基于基站AP方式對箱件位置信息綁定及定位跟蹤,如下圖:


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系統中建立基站坐標信息,并實(shí)時(shí)與UWB系統集成對接,實(shí)現數據結構化管理及箱件位置信息管理,業(yè)務(wù)流程圖如下:


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3.項目成效


基于RFID方式箱件定位管理

  • 對車(chē)間存儲區域進(jìn)行劃分,共計60個(gè)區域,并在系統中進(jìn)行基礎數據維護,與實(shí)際車(chē)間布局一一對應。


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  • 通過(guò)手持終端進(jìn)行箱件定位綁定,并實(shí)現位置信息自動(dòng)跟蹤。


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  • 箱件定位坐標信息反饋后,可在系統中直接查詢(xún)箱件位置信息。


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4.總結


東方電機成品發(fā)運部主要負責全廠(chǎng)成品、半成品的清理、噴漆、防護、成套、包裝、發(fā)運、工地交驗等工作,此次上線(xiàn)箱件定位項目后,從箱件成套、物料跟蹤、箱件區域存放位置信息管理及發(fā)運等多個(gè)環(huán)節深入優(yōu)化業(yè)務(wù)模式,通過(guò)系統以及配合管理制度雙管齊下,提高以裝箱發(fā)運、定位為核心的工作效率和資源利用率,降低企業(yè)成本,提升企業(yè)效益,并且為以后的業(yè)務(wù)擴展、質(zhì)量提升提供明確的方向指引和數據支撐。