基于透明化、可视化的生产智能管控模式 助力企业高质量发展

2021-08-09 08:47 来源:企业家日报网

《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五远景目标的建议》,提出要加快数字化发展,建设数字中国,以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革。现介绍贵州群建精密机械有限公司(以下简称群建精密),因地制宜,务实推动制造业数字化转型的思考和实践。

一、基于透明化、可视化的生产智能管控模式构建与实施背景

 ㈠ 响应国家战略部署,提升智能化水平的需要

中国制造2025,主攻智能制造,是中国政府实施制造强国战略的第一个十年纲领。随着新一代信息技术迅速发展,信息技术与制造技术深度融合,引发了制造业发展理念、制造模式的重大变革。结合十四五规划及2035年远景目标,智能制造日益成为未来制造业发展的重大趋势和核心内容,也是加快发展方式转变,促进工业向中高端迈进、建设制造强国的重要举措,是全面提升制造业竞争力的重要抓手。

  ㈡ 推进专业技术发展,应对市场竞争的需要

智能制造将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合,可以改善制造企业的经营、管理、产品开发和生产等各个环节,提高生产效率、产品质量和企业的创新能力,降低消耗,带动产品设计方法和设计工具的创新、企业管理模式的创新,从而实现产品设计制造和企业管理的信息化、生产过程控制的智能化、制造装备的数控化,全面提升制造企业综合竞争力。

目前,群建精密从事的精密齿轮行业已经充分市场化,呈现激烈的市场竞争格局,没有优良的产品和高效的运营管理,企业将无法生存和发展。从产业的发展趋势看,随着“十四五规划”的实施,智能制造技术的普及,机器人技术的应用,传统制造业的升级换代正在加速。实施智能化建设,跟上装备制造业的发展趋势,已成为新常态下打造新的竞争优势的必然选择。

 ㈢ 提升企业综合竞争力,实现企业战略目标的需要

群建精密以航天科工集团“六个一”战略为指引,制定“遵循专业原则,拓展核心业务,创新支撑品牌,服务全球经济”的企业发展战略,明确了“1234”转型升级发展思路,即以“创新驱动 军民结合 内外并进 合作共赢”为一条总体思路,聚焦“精密传动,模具注塑”两大产业板块,以“技术创新、管理创新、商业模式创新”为内涵的“三创新”为抓手,践行“价值导向,精益管理、长短结合,高端集成”四条发展路径。制定了“一个目标三步走”战略规划,明确了近期和中远期产业发展方向,到“2025年,全面建成精密传动领域专业特色突出,具有核心竞争力的科技公司。成为航天航空防务领域精密传动装置核心制造商;成为汽车领域高端齿轮零部件重要制造商;成为智能装备领域机器人关节的知名制造商;成为模具注塑领域一体化服务品牌制造商,公司建成智能制造基础件OEM/ODM国内知名企业”,“2050年,全面建成智能制造领域,军民结合型国内一流科技公司”。要想实现群建精密的发展愿景和战略目标,走智能化发展道路势在必行。

群建精密作为机械制造传统行业的一员,为航天航空、防务领域配套了大量高端精密齿轮传动产品,以由传统生产型企业升级为研发制造服务一体化的高新技术企业,被中国通用零部件工业协会(CGMA)齿轮与电驱动分会评为齿轮行业“最具创新企业五十强”。牵头承担的国家重点研发计划“制造基础技术与关键部件”重点专项“高性能小模数齿轮传动设计制造关键技术”项目,正在扎实推进,相关研究成果将支撑我国小模数齿轮行业技术发展和进步,提升我国高端小模数齿轮产品国际竞争力。

 二、基于透明化、可视化的生产智能管控模式构建与实施的具体内涵

  从设备自动化和产品智能化入手,结合重点产品特点,组建由工业机器人、数控机床、在线检测仪、物流仓储装备等构成的智能制造单元,通过电子屏幕透明化、可视化管理,实现全流程生产智能管控,提高精准制造,敏捷制造能力,快速有效提升整体竞争力,为实现“一个目标三步走”战略规划奠定坚实基础。主要做法如下。

  ㈠ 以“四个化”为导向,强化顶层战略和策划

近年来,随着产品结构向高端化发展,越来越多的客户对交付周期、产品质量、成本管理有了更高的要求,为了满足市场需求,群建精密坚持以“信息化、社会化、市场化、国际化”为导向,以“三创新”为抓手,结合“三哑”改造需要,务实推进制造自动化,为后续管理信息化,制造智能化打基础。成立了以主要领导为组长的智能化建设工作领导小组和项目实施工作组,坚持“统筹规划,分步实施”原则,达成“升级改造,柔性制造、在线检测、可视管控、提质增效”的目标。以菲亚特、江铃等重点市场的商用车发动机齿轮等典型产品为应用背景,适应多品种制造的自动化生产、在线检测的智能化建设方案,并从人力、物力、财力等方面给予全力支持,为智能化建设顺利推进提供保障。

  ㈡ 以适应市场快速响应为牵引,重构生产制造流程和现场布局

 随着市场竞争的加剧,客户对多品种、小批量、高质量、快响应的供应要求更为迫切。传统机群式的管理模式存在计划控制力弱、产品周期长、响应客户变化慢等弊端,大量的生产时间均消耗在等待、周转、调整机床、装卸工件、对刀、测量、选配与修配等辅助工作上,生产效率低下,质量和交付都难以保证。随着群建精密产品由零部件向总成类升级,小批量多品种生产逐渐成为常态,更新迭代加速,技术难度、生产管理难度大,机群式管理模式已不能适应市场的需求。为了进一步拓展产品价值空间,提高精准制造,敏捷制造能力,群建精密以市场为牵引,从重点产品主要工序入手,围绕齿形加工开展适应多品种产品的柔性制造单元建设,确定了精车、滚、倒、剃、打标等关键工序作为智能制造单元的基本内容,重构装备工艺布局,组建由工业机器人、数控机床、在线检测仪、物流仓储装备等构成的智能制造单元,将自动上下料的主机设备和机器人式物流系统集成,使用机器人,配合翻转机构在单元内实现加工设备及料仓间的周转,实现了一个操作人员同时值守4组生产单元(20多台设备),逐渐打破以“人工”为主的生产模式,稳步推进“机器+智能”,实现少无人化制造,群建精密向智能工厂建设迈出重要一步。

  ㈢ 调整生产节拍,提升设备利用率,实施透明化、可视化管理

 群建精密以小批量多品种的生产加工为主,具有加工种类复杂多变的特点,智能制造单元必须采用柔性化的生产管理方式来满足各类情况的需要。为此,按照产品结构分类,结合实现“快、好、省”的工作要求,对产品制造过程的工艺路径进行优化,合并工序,对资源进行整合和优化,调整生产节拍,以耗时最长工序或核心关键工序为单元节拍时间,在该节拍时间内增加其他必要的工序,形成制造单元,确保核心设备利用率的同时,其他设备得到最大限度的利用。通过电子屏将计划目标,实时生产进度、质量数据等信息自动显示,操作工人只需检查料仓,补充零件、按时更换刀具并调整加工参数即可,生产管理人员通过监控看板随时掌握制造单元的运行状态,及时协调解决各类问题,实现了制造过程透明化、可视化管理,保证了全流程生产的可靠性。

㈣采集、分析、利用数据,提高产品质量和可追溯性

为了进一步提高产品热处理的稳定性及追溯性,满足生产模式升级的需要,群建精密对热处理控制系统实施智能化升级,利用远程控制技术将热处理车间所有自动化控制设备通过服务器集中统一管理,即用网络技术将热处理生产现场的自动化设备由热处理工艺室主机控制,现场每台设备的实际运行情况在工艺室的显示屏上显示,其工艺参数由主机控制,技术工艺人员通过服务器收集现场设备的加工实时数据,并对热处理加工过程中的参数及曲线进行实时保存,实现加工数据的长期保存,为产品热处理追溯性提供了有力的保障。通过智能化升级,实现了对设备及工艺的远程智能化控制,在热处理工艺室就能实现对车间所有可互联的设备进行远程监管监控,实现了生产工艺的设定调整、生产数据资料的存储与调取查看、实时状况的巡查监管,能有效预防与杜绝生产过程中不确定因素对产品质量的影响,确保产品质量和可追溯性。   

㈤ 开展自动化检测线建设,提高效率和质量管控水平

齿轮产品的检测项目多,占用资源多,传统的一张工作台、一把千分尺、一个检验的做法已不能适合智能制造的要求。随着机器人自动化单元的建设和应用,促使检测手段必须及时跟进。群建精密以承担的国家重点项目实施为契机,通过充分市场调研论证,组建“智能双啮合仪”自动化检测线,在项目建设中与机器人自动化制造单元的建设内容进行衔接,采用微机数控及误差数据采集智能处理技术,实现在线快速检测,自动对不合格品进行筛选,快速发现产品表面缺陷,有效的遏制齿轮综合误差、齿轮磕碰伤等不良品的流出,对生产制造过程工艺特性信息以及质量缺陷数据实现大数据管理与分析,并反馈调节各流程工艺参数的优化。对于后续进行的质量控制手段起样本作用,实现了质量管理重心前移,有效改善企业质量状况。通过中央显示屏实时显示整个工艺过程制造设备、环境参数以及在线检测信息,将实时检测数据形成数据包上传至数据库以备下道工序调用查看,建立了定制化软件系统,实现了自动检测齿轮主要技术参数、自动定位缺陷、自动生成报表等功能通过生产自动控制程序,实现数据库、数据的采集处理,PPM统计分析,保证了产品加工、检测流程的自动化、数控化,提高效率、质量,降低成本。

三、结语

随着智能化建设的不断推进,企业逐渐改变了“人工”制造的传统模式,通过组建机器人自动制造单元、自动化检测线,实现了生产线全过程数字化、信息化、智能化。生产过程停机准备时间大幅下降,设备利用率显著提高,产品质量一致性得到保证,员工劳动强度下降,产品产出周期大幅缩短,客户满意度得以提升,实现了以机换人,减员增效,实现了制造过程的“快好省”。

通过生产智能管控模式的构建实施,加快了企业装备数字化,管理信息化进程;促进了物资供应、技术保障、装备维护等科研生产保障体系的不断完善,建立了相适应的科研生产组织方式;促进了员工思想的解放,促进管理人员以协同高效为目标的管理思路和创新管理方法,提升了工作质量;生产成本得到有效控制,降本提质增效落到实处,切实夯实精益管理基础,提升企业综合竞争力。为实现企业战略规划目标,加快推动企业高质量发展打下良好基础。(作者系贵州群建精密机械有限公司党委书记、董事长)

责任编辑:王红英

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