中小企业数字化转型案例25 山东经典重工集团股份有限公司建设多、高层建筑钢结构数字化车间推动装配式建筑行业智能制造发展

时间:2022-03-29

一、案例简介

山东经典重工集团股份有限公司(以下简称“经典集团”)为推动企业数字化转型,通过购置智能焊接机器人等关键设备,ERP、MES等生产管理系统,建设箱型梁柱生产线、地轨单机焊接工作站生产线、H/T型钢全自动生产线等7条智能化、自动化、数字化生产线,实施精益化管理,建设经典多、高层建筑钢结构数字化车间,取得很好的成效,极大的推动了装配式建筑行业智能制造发展。


图 山东经典重工集团股份有限公司数字化生产车间

二、总体规划

自动化、信息化、智能化是未来发展的大趋势,经典集团制定数字化转型总体规划,通过3-5年建设,打造2-3个数字化车间,结合智慧规划、自动化生产、装配化施工、数字化管理等技术优势,围绕全生命周期提升管理水平,最大程度地提高效率,实现降本增效,推动企业流程再造,提升企业核心竞争力,促进装配式建筑产业转型升级和高质量发展。

首先,引进设施。引进智能焊接机器人、机床等自动化设备与相关设施,建设多条柔性智能化、自动化、数字化生产线,实现生产过程的精确化执行,这是数字化车间的物理基础。通过工艺优化、组织优化、流程优化、管理优化等工作,为数字化车间建设提供坚实基础。

其次,引进系统。引进ERP、MES、BIM等智能管理系统,实现对计划调度、生产物流、工艺执行、过程质量、设备管理等生产过程各环节及要素的精细化管控。

再次,实现融合。在互联互通的设备物联网基础上,并以之作为桥梁,连接起信息化系统与机床等物理空间的自动化设备,实现两个世界的相互作用、深度融合。

最后,精益管理。在数字车间建设中,大力推进精益管理。精益生产也是数字化车间建设的重要组成部分,精益思想要贯穿数字化建设的始终。

三、具体举措

经典集团坚持“整体规划、分步实施、试点先行、逐步推广”的方针,在公司内部逐步实施ERP、云平台、MES、研发管理系统、智能仓储等先进智能管理系统,建设数字化车间,借助信息化改造推动工业现代化、智能化,增强市场竞争力、降低成本,不断提升集团化运营管理能力和决策水平。

(一)打造数字化工厂,引进智能化设备、建设生产线

根据企业数字化战略规划,自2019年1月建设经典多、高层建筑钢结构数字化车间,购置焊接机器人、数控相贯切割机、等离子切割机、矫正机、多功能埋弧焊机、数控钻床等智能化、自动化、数字化生产设备,建设箱型梁柱生产线、地轨单机焊接工作站生产线、H/T型钢全自动生产线、数控相贯线切割机生产线、数控火焰/等离子切割机生产线、焊接H型材异型生产线、型材三维数控生产线7条智能化、自动化、数字化生产线。

(二)引进生产管理系统,实现精细化管理

引进三维智能BIM软件、ERP生产管理系统、MES系统、Sigma NEST软件、服务器等设备,实现生产计划自动对接,结合设备可用性和工单进度在线一键排产。车间购置的智能化生产设备具有自动化、数字化、智能化特点,具有数控系统、操控系统,可实现运行状态实时监控、故障自动报警和诊断分析,同时,以视觉相机、扫码器、条码、传感器等组件,即时进行高频数据采集,通过联网程序管理,实时监控设备运行状态。可自动进行设备切片分析,综合效率分析、人员工时统计等,生产现场自动报工,实时统计生产进度,通过EPR生产管理系统等中枢管理系统,进行排产报工管理和看板监控管理等。生产管理系统通过异常报警,对生产过程中异常情况及时反馈,比如生产缺料、异常停工、设备维修报警等等,并形成系统日志,为问题追溯提供数据依据。高度可视化智能看板,配备手机APP,满足移动化办公需求,随时随地掌控车间生产状态。

通过Sigma NEST软件实现设计与生产下料信息协同。通过BIM系统和ERP生产管理系统实现项目管理、车间生产管理等,使项目进度、生产物料、生产进度、产品发货情况等在系统平台做到了可视化管理和进度跟踪,相关管理人员可以通过大屏幕调度中心进行集中的计划订单进度查询、物流配送状态跟踪、现场问题跟踪处理、紧急任务调度、质量问题跟踪分析、设备及产线监控等操作。人、机、料、法、环实时看板,拉动生产要素,实现无缝配合,通过对计划、工艺、工序、质量等方面的管理,真正实现精细化生产管理。

(三)工业互联网建设

集团利用互联网建立数字化智能管理平台,从软件驱动方面进行数字智能化建设。实现工厂用网络覆盖,指令自动下达和设备产线信息的自动采集,解决各种设备、机器人、传感器和工控之间的联网问题。

一方面购置焊接机器人、数控相贯切割机、钻床等全自动化数控设备,同时与设备供应商及数控系统服务商等单位,联合对公司部分数控设备进行信息化升级改造,购置相关驱动程序,并依托公司自建服务器,开发适用的管理系统,在图纸传输及生产现场状态实时反馈方面进行了信息化操作,有效的提升数据传输效率,保障图纸传送及生产质量控制,同时实现了设备现场监控,极大的提升了生产工作效率,实现设备上云。

另一方面建设智能化、自动化、数字化生产线,通过工业以太网将各工位互联互通,通过开放式协议进行数据交互,完成上位机与控制系统的实时通讯,完成设备的数据采集,将所有采集的数据通过生产线管理系统终端存储。数字化系统可以连接到上层管理系统—ERP、MES生产管理系统、三维智能BIM软件、Sigma NEST软件等中枢管理系统,以视觉相机、扫码器、条码、传感器等组件,以PLC等为控制单位,以现场总线、工业以太网等通信技术为传输网络,借助完善的系统获取状态信息、传递控制指令,以此实现科学决策、智能设计、合理排产、监控设备状态,提升设备使用率,指导生产运行,让自动化生产智能设备高效运转。同时,通过绿盟硬件防火墙、SSL等保障数据传输中的数据安全,建立了工业信息安全技术防护体系,具有网络防护、应急响应等功能,保证了设备与网络数据的安全可靠。

四、工作成效

一是真正实现精细化生产管理。经典多、高层建筑钢结构数字化车间主要生产多、高层建筑钢结构部品构件,通过建设箱型梁柱生产线、地轨单机焊接工作站生产线、H/T型钢全自动生产线、数控相贯线切割机生产线、数控火焰/等离子切割机生产线、焊接H型材异型生产线、型材三维数控生产线等7条智能化、自动化、数字化生产线,购置自动化、数字化、智能化关键设备,生产管理系统及智能化软件等,建设数字化车间。通过对车间设备实行信息化管理,实现设备上云。利用互联网建立数字化智能管理平台,从软件驱动方面进行数字智能化建设。通过生产管理系统实现项目管理、车间生产管理等,使项目进度、生产物料、生产进度、产品发货情况等在系统平台做到了可视化管理和进度跟踪,相关管理人员可以通过大屏幕调度中心进行集中的计划订单进度查询、物流配送状态跟踪、现场问题跟踪处理、紧急任务调度、质量问题跟踪分析、设备及产线监控等操作。人、机、料、法、环实时看板,拉动生产要素,实现无缝配合,通过对计划、工艺、工序、质量等方面的管理,真正实现精细化生产管理。

二是在降本增效创收方面取得姣好成效。通过数字化车间建设,工作效率及管理效率提升了30%以上,车间生产效率提升35%,能源利用率提高21%,生产成本降低了32%,产量质量由原来的98%提升到99.8%,产品不良品率降低33%。在绿色制造方面构建绿色制造体系,同时,通过自动化、数字化、智能化设备的在线监测、异常报警等,极大的提高了车间生产安全。公司目前实现年生产能力36万吨,成为山东省钢结构制造加工行业规模、产能排名第一的龙头示范企业。目前,公司智能化和数字化发展水平在同行业中处于领先水平,公司钢结构产品在《中钢协产品市场占有率》排名为国内行业企业第五名,山东省行业排名为第一名。通过数字化车间的建设,新增销售收入7000万元,利润620万元,税金300万元。