施耐德电气TransFactory助力传感器行业构建“透明工厂”--控制网


施耐德电气TransFactory助力传感器行业构建“透明工厂”
企业:施耐德电气(中国)有限公司 日期:2019-02-14
领域: 点击数:311

新一轮的技术革命正在驱动整个世界步入以数据为“原油”的智能化时代。在利用数据的过程中,首先要解决的问题就是如何准确、可靠的获取数据——现实世界,人类通过听觉、视觉、嗅觉等五感来感知周围的信息;物联网世界,传感器则肩负起了智能互联设备“五官”的重任。通过把自然界中的各种物理量、化学量、生物量转化为可测量的数字信号,传感器在物理世界和数字世界之间架起了联接的“桥梁”。

如今,上至茫茫宇宙,下到广阔海洋,大到复杂工业自动化系统,小到家用空气质量监测设备,传感器早已渗透人们生产和生活的方方面面。近年来,国内传感器市场始终保持高速增长,也由此催生出了一批优秀的民族企业,国内知名的气体传感器及仪表制造商汉威科技集团股份有限公司(汉威科技)就是其中的典型代表。

从1998年创立至今,20年的砥砺前行使得汉威科技做到了行业佼佼,尤其是其出品的气体传感器已经占到了整个市场份额的70%。然而,在某一细分领域成为龙头只是汉威科技的阶段性“小目标”,和世界一流企业同台竞争才是未来的“星辰大海”。为了进一步做大做强,汉威科技不仅要为客户提供契合其需求的定制化产品,背后更要有精细化的生产管理方式作为支撑。因此从2015年开始,汉威科技就致力于寻找合作伙伴来对其相对落后的生产系统进行信息化、数字化改造。

先医后药,把脉痛点

过去,许多业内人士认为仪器仪表行业的数字化升级可谓难如登天——因为和汽车、手机等大批量、规模化生产的产品不同,传感器的典型属性就是“多品种、小批量”。以气体传感器为例,检测一氧化碳、甲烷、氯气、氨气的传感器都不尽相同,即使是检测同一种气体,也可能因为客户使用的环境不同而导致传感器的量程有所差异。有时候,一个订单的量甚至可能小到一台、两台。

为了解决这一难题,汉威科技亲赴国内多家工业解决方案供应商的工厂进行深入考察,最终在施耐德电气的上海工厂里找到了理想的答案。该工厂并非“高大上”的无人工厂,但其高周转率、低库存、高效率和小批量生产的特性却给汉威科技留下了深刻印象,使得汉威下定决心选择施耐德电气作为数字化转型道路上的重要合作伙伴。

转型升级的过程就像寻医问药,决不能有病乱投医、乱吃药,很多疾病往往表征相同,但背后的病因却大相径庭,只有精准把脉、确定病因,才能有条不紊、对症下药。秉承着“先医后药”的原则,施耐德电气派出内部的精益大师前往汉威科技的生产现场开展实地调研,并为汉威科技提供了深入细致的数字化咨询,以确保施耐德电气提供的不仅是一套能够消除客户现场痛点的软件,同时还要帮助客户构建起先进的运营管理理念。

经过把脉,施耐德电气发现汉威科技目前最大的痛点就是整个工厂的生产处于“黑箱”状态。表面上,生产在井井有序的进行之中。实际上,从ERP接到订单直到订单最终入库的过程中,原材料用了多少,生产进行到了什么程度,有多少销售订单还未完成等具体生产情况,完全无法剖析清楚。

生产过程的不透明使得汉威科技面临库存较高、效率较低、价值流动性差、品控能力不足等种种问题,更重要的则是管理的滞后。过去,汉威科技每个月也都会对货物交期、产品质量、生产成本等指标进行分析和总结,但由于缺乏生产数据的支撑,往往只能基于既成结果进行事后分析,改善的空间相对有限。对于生产中遇到的突发事件,比如某个订单明天就要交货,今天才发现因为设备异常而无法交付,却已无力回天。

确诊“病因”之后,施耐德电气为汉威科技开出了基于EcoStruxure架构的透明智造解决方案这一剂“良方”。

破除黑箱,透明工厂

通过部署施耐德电气基于EcoStruxure架构的透明智造平台下的订单管理,作业指导管理,执行与追溯管理,即时化绩效、任务、响应管理几大模块,汉威科技能够逐天甚至逐小时地对生产数据进行实时采集。自此,来自不同系统中的客户数据、订单数据和生产制造数据实现了端到端的贯通,数据在整个工厂的不同层级之间无缝流转,生产现场的黑箱得以彻底破除,生产制造的过程变得可视透明,这是汉威科技迈向“透明工厂”的重要一步。

首先,订单管理模块使得工厂管理人员对每个订单的具体执行情况都清晰可控。过去,汉威科技使用ERP来管控订单,但是ERP在受理订单时并不会考虑生产线的资源条件是否充足,执行订单时也不了解每一个订单的生产进度究竟如何。现在,订单管理系统能够在每个产品过站时对其进行扫描,并准确记录该订单下产品的具体生产状况,比如订单总量已经执行了多少,每个产品的生产进行到了哪道工序,订单能否及时交付……所有信息一目了然,如果出现异常,便可及时进行干预。

如果说订单管理使得管理人员对所有信息尽在掌握,那么作业指导管理就让一线操作工人执行无忧。传统工厂里,工人通常依靠作业指导书来进行具体操作。对于能够批量化生产的产品,某个岗位的作业内容在一段时间内是相对固定的,作业指导书根本不用更换;但是对于传感器这种“多品种、小批量”的产品而言,上一台产品和下一台产品可能就完全不同,作业内容也就有所差异,工人如果不慎忘记了具体作业动作,就需要反复跑到固定地点查询作业指导书,从而严重耽误效率。现在,订单来了之后,一线工人只要扫描相应产品的条码,系统就会自动把该工位的作业动作推送到员工面前的显示看板上,快速直接地指导工人作业,避免了人为差错。据汉威科技透露,自系统上线以来,生产线上的人为差错率下降了35%,改善非常明显。

一旦产品出现异常,执行与追溯管理模块则能帮助客户快速找出原因。过去,汉威工厂的追溯是单向的,即一个订单只能与某个批次的物料建立联系,没办法具体到单个元器件。现在,当某个产品到达具体工位时,员工首先需要进行“检料”操作,即先扫描产品条码,再扫描物料编码,扫描的同时,员工的工号和工站也被系统记录在案,由此实现了产品、物料和人员之间的多重绑定。这样以来,工厂管理者可以清楚地知道某个订单下的产品用了哪个批次的物料,什么时间由哪个员工进行的操作;反之,也可以通过供应商的物料编码,查询该批次的物料都用到了哪些产品上面,使得整个追溯过程形成完整的闭环。

最后,即时化绩效、任务、响应管理模块则对工厂各级员工的KPI进行了有效梳理。举个例子,如果生产线上发生异常,一线工人马上可以通过Andon系统触发报警,要求支持部门的工程师及时进行处理。工程师到达现场后,首先需要刷卡来响应这个异常事件,然后制定相应的改善措施使生产线恢复运行,整个过程都会被系统清晰记录下来。到了月底,管理人员可以通过报表轻松了解这个月出现了多少次异常,这些异常是由哪些员工处理的,每次处理用了多长时间……对绩效考核真正实现了精细化管理。现在,汉威工厂的每一件异常都能在3分钟内得到响应,异常响应及时性提升了80%。

从系统上线至今不到半年的时间里,“透明工厂”的数字化改造取得了非常显著的成果,汉威工厂的生产效率提升了12%,产能提升了22%,人均产值提升了14%,市场反馈的故障率降低了25%。

授人以鱼,授人以渔

说到智能制造、透明工厂,不少人会想当然地把这些概念和机器换人、无人工厂、全自动化流水线联系在一起。然而,对于大多数中小企业来说,这样的场景未免显得有些太过遥远,他们的要求都很实际——无论工厂怎么改善,最终都要落到交期、质量、成本、效率这些实实在在的问题上面。

以汉威工厂的转型升级之路为例,施耐德电气不会一开始就建议汉威对工厂的硬件设备进行更新换代,让原来的老旧工厂实现“一步登天”式的升级,而是先从软性的部分下手,帮助汉威工厂在数据透明和管理精细方面做出切切实实的改善。这就像是跑步,步子迈得太大,反而容易拉伤自己,“小步快跑”也不失为一种优秀的策略。更重要的是,这种软性改善并非只是一套实现某种功能的软件,而且融合了施耐德电气在长期实践中摸索出的工厂精益化管理理念。

施耐德电气并不是帮客户去实现某些功能,而是去搭建一个具体的管理场景。这个场景是非常明确、精细的,甚至细致到告诉客户每天的SIM即时化管理会议应该怎么召开。具体来说,生产线上每4~5人成立一个SIM小组,并在其中选举小组组长,组长每天除了完成自己的任务,还要对当天采集到的生产数据进行分析。为了帮助汉威科技的管理人员适应这种全新的管理模式,施耐德电气的顾问亲自来到生产一线,为组长们讲解SIM会议的具体流程。这还不够,在组长实际组织会议的时候,施耐德电气顾问还会将整个开会过程录下来,到会议室里进行回放,然后逐字逐句地分析哪里讲得好,哪里讲得不好,员工的参与度是否积极。最终,汉威科技所有的一线员工、组长和管理人员都在这个项目中受益匪浅。换言之,施耐德电气想要通过这个项目把精益管理的理念贯彻到汉威科技的各个层级之中,这就是所谓的“授人以鱼不如授人以渔”。

2017年中旬,“汉威电子”正式更名为“汉威科技集团”,新名称的背后蕴藏着深远的涵义——汉威的野心远不止一家元器件制造商,而在于即将爆发的万亿级物联网市场。未来,在汉威踏上物联网征程的新道路上,施耐德电气也必将会是其最坚强的后盾。

精彩对话

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施耐德电气智能制造竞争力中心经理王冰

自动化博览:您如何看待数字化工厂、智能工厂和智能制造三者的关系?

施耐德电气智能制造竞争力中心经理王冰:智能工厂是未来,是数字化工厂和智能制造最终要实现的目标,智能工厂需要通过技术和知识的融合实现,智能工厂会随着技术的发展和迭代不断更新我们的理解,在不同的环境下提升我们的认识;数字化工厂是基础,是通过一系列植入场景的数字化工具让工厂透明可视,从而推动数据、流程、业务的及时协同,数字化工厂是智能制造的使能器,可以加速智能制造的推进过程;智能制造是智能工厂建设的方法和工具的集成,没有标准的方案,但最终的目标和标志是工具替代或辅助人实现制造过程的高效率、高质量和低成本。

自动化博览:您认为智能工厂的建设对工业企业的转型升级有哪些积极作用?

王冰:所有的工厂升级都是为了提高竞争力,在转型升级过程中除了直接的收益,工厂对自身的评价、思考、分析、行动经验及员工能力的提升才是企业持续提升的源动力,通过智能工厂的建设能够推动工业企业的运营体系化、标准化和建立持续的提升能力。

自动化博览:施耐德电气为用户打造“智能工厂”的核心理念是什么?有哪些产品或者解决方案来支撑这一理念的落地?

王冰:先医后药,先通过调研诊断把脉,再开药方;先软后硬,进行系统或自动化投入的前提是具备掌控这些的能力,所以要建立软实力,建立场景化的系统,让用的人目标明确,执行准确。

施耐德电气是通过 TransFactory透明工厂解决方案来支撑理念的落地, TransFactory透明工厂解决方案以精益运营专业能力为头脑,以信息化系统和软件作为中枢神经系统,以自动化和人作为执行的四肢。

自动化博览:区别于其他同类厂商,您认为施耐德电气为客户提供的智能工厂建设解决方案具有怎样的特色和优势?

王冰:施耐德电气在全球有 200多家工厂, TransFactory透明工厂解决方案并不是单纯的工具,它的背后是以施耐德电气于长期实践摸索中形成的一整套生产方法论在作支撑,透明工厂解决方案和核心数字化工具 TransWare在每个服务组件中融合了相应行业的业务场景和专业知识。 TransWare数字化套件还包含项目管理组件、能源管理组件、质量管理组件、 TPM管理组件、技能培训组件、人员管理组件等,这些组件就像一块块乐高积木,客户可以以拼插的方式选择需要的功能组件灵活使用。 TransWare还可依据业务、生产、接口模式开放相应组件包,利用即插即用、灵活部署、无限扩展等功能优势,形成对数据的“采以致读、析以致用”,从而推动从订单到交付的端到端透明化,完成从数据到决策的闭环管理,真正实现业务的快速交付。

自动化博览:智能工厂涉及的产品和行业范围广泛,施耐德电气公司在这一市场中如何定位?主要发展策略有哪些?目前取得了哪些成绩?

王冰:施耐德电气透明工厂解决方案涉及 TransOps运营体系、 TransWare数字化套件等,我们用 TransOps体系帮助工厂进行生产线布局、仓库规划、物流规划、绩效管理方法等建设;我们用TransWare打通工厂从订单到交付和全面管控过程,并能够支持快速扩展,我们目前已经把透明工厂推广到电子、家电、机械装备、新材料、钢铁等行业,并建立了相应的行业组件。未来,我们将会通过合作,开发更多的行业模型和组件,做到工厂管理的数字化和简单化。

自动化博览:您认为智能工厂的建设重点是什么?

王冰:智能工厂建设的重点是人的思维和能力的建设,人是工具的主导,工具是人的思维载体,我们希望通过智能工厂的建设,搭建一个协同平台,通过信息在这个平台的透明,实现管理和决策的及时。

自动化博览:就施耐德电气在“智能工厂”领域的实践经验,您对于中国制造业用户有何建议?您认为企业规划智能工厂的建设时,应该按照什么样的步骤进行?

王冰:中国制造业应该把握智能工厂建设的转型机遇,一把手一定要实际支持,并且在建设过程中不任性放大需求,要从长期战略到短期规划,从设计到执行策略一定要有高远的视角。

中国改革开放只有 40年时间,通过这代人的努力,中国制造业能力在可预见的未来一定会走在世界前列,我们现在要做的就是多看,多了解,付出实际行动进行小范围尝试和验证,验证成功即快速推广。

总而言之,保持耐心,不折腾,发展自己的能力,打铁还需自身硬。

摘自《自动化博览》2019年1月刊

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