一、企業(yè)簡介

　　日立電梯(中國)有限公司成立于1996年，企業(yè)前身為“廣州日立電梯有限公司”，2007年7月更名為“日立電梯(中國)有限公司”。公司主營業(yè)務(wù)包括：電梯、自動扶梯、自動人行道、建筑智能化系統(tǒng)工程及零部件的研發(fā)、設(shè)計、制造、銷售、安裝、維修、保養(yǎng)、改造、技術(shù)培訓(xùn)咨詢服務(wù)等。

　　公司是國內(nèi)較大單一品牌實施集團化管控的電梯研發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)基地，多年來綜合實力一直穩(wěn)居行業(yè)三甲之列。2018年，年產(chǎn)量達到7.6萬臺，銷售收入超過180億元，在中國市場占有率超15%，名列中國電梯行業(yè)第一。目前公司下屬設(shè)有7家制造基地，90家營分司，員工20000多人，服務(wù)站點1200多家。

　　日立電梯是中國500強企業(yè)，于2003～2017年公司連續(xù)15年榮獲“廣東省企業(yè)100強”。此外，企業(yè)還榮獲眾多榮譽，如“全國用戶滿意企業(yè)”、“全國用戶滿意產(chǎn)品”、“全國用戶滿意服務(wù)”、國家“管理先進示范性企業(yè)”、“國家安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化一級達標(biāo)企業(yè)”、“高新技術(shù)企業(yè)”、“廣東省裝備制造業(yè)50骨干企業(yè)”、“廣東省政府質(zhì)量獎”、“廣州市創(chuàng)新型企業(yè)”、“廣東省創(chuàng)新型試點企業(yè)”等稱號。

　　圖1 日立電梯(中國)有限公司廣州總部

　　二、企業(yè)智能制造應(yīng)用總體現(xiàn)狀

　　根據(jù)日立公司戰(zhàn)略規(guī)劃和公司戰(zhàn)略部署，公司確定出生產(chǎn)能力構(gòu)建目標(biāo)，在制造方面從現(xiàn)場設(shè)備的選購、信息系統(tǒng)的搭建等方面全面改善。包括以下主要內(nèi)容：

　　●車間基礎(chǔ)建設(shè)：按照優(yōu)工藝流程進行合理布局，建設(shè)中充分應(yīng)用模擬仿真避免設(shè)計失誤，為智能工廠打下堅實基礎(chǔ)。

　　●自動化流水線的應(yīng)用：設(shè)備95%以上都是進口頂尖技術(shù)設(shè)備，加工設(shè)備的數(shù)控化率為100%，自動數(shù)采率95%以上。

　　●MES項目的開展，及關(guān)鍵數(shù)據(jù)的采集：建立實時數(shù)據(jù)庫平臺，對過程控制、生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行采集。建立了制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)，并與企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)(ERP)集成，生產(chǎn)計劃、調(diào)度均建立模型，與設(shè)備集成實時收集設(shè)備數(shù)據(jù)，實現(xiàn)生產(chǎn)模型化分析決策，過程的量化管理，成本和質(zhì)量的動態(tài)跟蹤。

　　●ERP系統(tǒng)對制造過程的管理：建立企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)(ERP)，在供應(yīng)鏈管理中實現(xiàn)了原材料和產(chǎn)成品配送的管理與優(yōu)化。利用云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，在保障信息安全的前提下，實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營、管理和決策的智能優(yōu)化。

　　●以上實施后，全面提升企業(yè)的資源配置優(yōu)化、操作自動化、實時在線優(yōu)化、生產(chǎn)管理精細化和智能決策科學(xué)化水平。日立電梯憑借雄厚的研發(fā)與制造實力，成為電梯行業(yè)單廠產(chǎn)能規(guī)模大、技術(shù)先進的企業(yè)。

　　三、參評智能制造項目詳細情況介紹

　　1.項目背景介紹

　　日立電梯在2008年到2012年期間分別在五地工廠(上海、廣州、天津、成都、扶梯)上線了ERP系統(tǒng)，在后續(xù)的使用時間里，逐漸發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有ERP系統(tǒng)對于生產(chǎn)現(xiàn)場管理，產(chǎn)品質(zhì)量追溯，產(chǎn)能控制等方面做不到“精細化管理”，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

　　ERP系統(tǒng)對企業(yè)生產(chǎn)過程的主體-生產(chǎn)現(xiàn)場管理沒有涉及到。即在目前ERP的計劃模式下，缺乏對實際進度的了解，因此其每天下達的生產(chǎn)計劃存在著不合理的現(xiàn)象(無限產(chǎn)能)。

　　目前整個集團的各個制造基地的制造流程不統(tǒng)一，各自按照自己的情況進行生產(chǎn)。導(dǎo)致集團無法統(tǒng)一管控。急需統(tǒng)一各個制造工廠的生產(chǎn)業(yè)務(wù)模式，方便集團統(tǒng)一管控。

　　ERP的流程單到了車間仍然依靠手工安排生產(chǎn)，電梯BOM零件多，制造周期長且人工作業(yè)多，造成工單的跟蹤困難。

　　產(chǎn)品質(zhì)量信息依靠手工記錄，無法對發(fā)生質(zhì)量問題的產(chǎn)品實現(xiàn)快速準(zhǔn)確定位，需要消耗大量人力物力進行處理。

　　綜上所述，希望導(dǎo)入MES項目，結(jié)合“精益生產(chǎn)”的管理思想，實現(xiàn)制造過程可視化，提高精細化管理水平，增強管控和科學(xué)決策的能力。

　　MES項目根據(jù)需求，制定以下業(yè)務(wù)目標(biāo)：

　　●車間排產(chǎn)：通過MES制定準(zhǔn)確、可執(zhí)行的生產(chǎn)計劃(有限能力計劃)，準(zhǔn)確安排各零部件的投入和產(chǎn)出時間，并且支持在情況發(fā)生變化時重新計劃和排程，生產(chǎn)指令控制精度由每天細化到每小時，使材料、部件及成品庫存降低10%。

　　●生產(chǎn)管理：實現(xiàn)按臺套生產(chǎn)，并實時了解訂單生產(chǎn)進度情況，對生產(chǎn)過程進行管理，包括工單派工、工單報工、工單執(zhí)行狀況、物料使用情況等進行跟蹤與反饋，提高生產(chǎn)效率，制造周期縮短10%。

　　●倉儲管理：以條形碼技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)精準(zhǔn)庫存管理(包含貨位管理)，改善現(xiàn)有出入庫業(yè)務(wù)及庫存盤點作業(yè)，提高倉儲作業(yè)效率，利用條碼槍掃描二維碼錄入系統(tǒng)提高事務(wù)單據(jù)的處理效率，由4小時提高到實時處理。

　　●條碼應(yīng)用：通過物料條碼化管理，車間裝箱通過掃描裝箱件，自動核對裝箱清單，裝箱準(zhǔn)確率達100%，工程維保在更換部件時，直接掃描所需更換部件的條碼，快速獲取物料信息，下單給工廠制作。

　　●質(zhì)量追溯：生產(chǎn)過程中對部件條碼進行記錄，出現(xiàn)不良時可通過系統(tǒng)快速追溯。

　　●數(shù)據(jù)整合：實現(xiàn)MES與公司已建設(shè)或在建設(shè)的信息系統(tǒng)的結(jié)合，通過PLM+ERP+MES，實現(xiàn)信息系統(tǒng)對制造過程管理的拓展和深化，滿足數(shù)字化工廠/智能制造工廠要素條件。

　　2.項目實施與應(yīng)用情況詳細介紹

　　(一)制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)實施范圍、計劃及方法

　　日立電梯集團為了統(tǒng)一下屬工廠生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程，規(guī)劃了MES項目。項目初期成立項目籌建組，各個制造工廠制造的主要負責(zé)人員參與項目當(dāng)中。根據(jù)項目需求，項目組尋找當(dāng)前比較出名的廠商進行選型，參與選型的廠商有GE、Rockwell、Camstar、Hand、Sie，經(jīng)過選型評估，選定GE來實施MES項目。

　　根據(jù)項目資源配置及項目計劃，我們將上線工廠分為4批進行實施，主要實施方式如下：

　　第一批：成都工廠。由于成都工廠新成立，容易接受新的管理思想，新上系統(tǒng)對業(yè)務(wù)沖擊較小。

　　第二批：廣州工廠、扶梯工廠。根據(jù)成都已經(jīng)形成的系統(tǒng)模板進行擴展，已滿足所有工廠的業(yè)務(wù)。

　　第三批：天津工廠、上海工廠。根據(jù)第二批形成的最終版系統(tǒng)進行覆蓋式實施。

　　第四批：電機工廠、日立樓宇工廠。覆蓋式實施，不再進行系統(tǒng)開發(fā)。

　　圖2 MES項目計劃表

　　以上所有工廠，都使用統(tǒng)一的信息平臺，用以確保各個工廠的生產(chǎn)業(yè)務(wù)模式統(tǒng)一，同時各個工廠之間能夠進行生產(chǎn)的KPI指標(biāo)的對比。

　　(二)制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)建設(shè)情況

　　日立電梯MES系統(tǒng)的總體目標(biāo)是：根據(jù)日立電梯的發(fā)展戰(zhàn)略，結(jié)合企業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)管理現(xiàn)狀，研究國際國內(nèi)設(shè)計和生產(chǎn)管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，規(guī)范業(yè)務(wù)流程，建立統(tǒng)一的信息管理平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的集成和共享。目前日立電梯MES應(yīng)用情況如下：

　　系統(tǒng)模塊分布圖：

　　圖3 項目系統(tǒng)模塊分布圖

　　1)計劃排程管理

　　排產(chǎn)系統(tǒng)整合ERP系統(tǒng)提供的制造BOM、物料信息、制品工藝路徑和產(chǎn)能等信息，建立排程模型，進行有限能力排產(chǎn)。以確保生產(chǎn)交貨期為前提，綜合考慮生產(chǎn)任務(wù)的物料到貨時間，生產(chǎn)優(yōu)先級，均衡化工作負荷、庫存以及人力負荷，將生產(chǎn)任務(wù)安排到車間各個資源以及工作崗位上。

　　具體實現(xiàn)內(nèi)容：

　　圖4 項目具體實現(xiàn)內(nèi)容

　　2)設(shè)備集成與OEE效率

　　日立在發(fā)展過程中十分注重自動化生產(chǎn)設(shè)備的投入，目前有鈑金、機加工、電氣加工、表面處理等各類設(shè)備共2576臺套，已建設(shè)有西門子PLC控制系統(tǒng)，用于生產(chǎn)加工的數(shù)控沖床、加工中心和三坐標(biāo)測量儀，加工設(shè)備的數(shù)控化率為100%，用于電梯壁板、層門和轎門加工的生產(chǎn)自動線及堆放生產(chǎn)用板材的立體倉庫，2008年，開始購置使用工業(yè)機器人用于產(chǎn)品自動折彎、電焊、碼垛機噴漆線的自動掛件，2010年為提高設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化水平，建設(shè)工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線以連接車間的自動化設(shè)備，2014年引進美國GE公司的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集設(shè)備。2015年公司用于自動化建設(shè)和運維投入的資金將達到1億元。

　　系統(tǒng)需要通過采集設(shè)備的運行狀態(tài)信息，對設(shè)備生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控，使管理人員能全面了解和掌控生產(chǎn)加工過程、設(shè)備運行和產(chǎn)品生產(chǎn)的實時狀況。并即時將設(shè)備異常信息以報警方式及短信方式(新增需求)傳遞到相關(guān)終端和移動電話，通知崗位人員對現(xiàn)場設(shè)備異常進行排查和處理，恢復(fù)生產(chǎn)正常進行。

　　同時，需要依據(jù)設(shè)備的可用率、設(shè)備生產(chǎn)性能和產(chǎn)品質(zhì)量(良品率)等因素計算設(shè)備的運行效率(OEE)，尋求制約設(shè)備效率的瓶頸因素，從而方便客戶制定有針對性的提高設(shè)備生產(chǎn)效率的管理決策。為了更精細的對生產(chǎn)過程進行監(jiān)控和管理，需要對車間加工設(shè)備的實時運行狀態(tài)進行監(jiān)控，并對設(shè)備的運行效率進行精確計算，并跟蹤設(shè)備的停機事件及其具體原因，精確的評估設(shè)備生產(chǎn)運行效率，更高效的管理設(shè)備，實現(xiàn)精益化的生產(chǎn)管理。生產(chǎn)過程及現(xiàn)場監(jiān)控情況如下圖所示：

　　圖5 生產(chǎn)過程及現(xiàn)場監(jiān)控情況

　　3)生產(chǎn)管理

　　生產(chǎn)管理模塊主要對企業(yè)整個生產(chǎn)過程進行監(jiān)控和管理，從生產(chǎn)計劃下達開始，生產(chǎn)過程控制就同時開始運行，對企業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的主要參數(shù)進行監(jiān)控，使得企業(yè)管理人員能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確地了解一線生產(chǎn)信息。

　　生產(chǎn)任務(wù)采用無紙化方式，系統(tǒng)采用推送方式進行派工，即相關(guān)班組和人員可在班前查看待完成工單，同時系統(tǒng)自動推送相關(guān)發(fā)料需求到倉庫，以便倉庫及時完成原材料配送。工單執(zhí)行的過程數(shù)據(jù)和狀態(tài)則通過條碼或設(shè)備的接口，傳遞到MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，MES系統(tǒng)根據(jù)反饋的信息，對工單的執(zhí)行狀況進行更新。工單執(zhí)行狀況的監(jiān)控包括：工單實際的開始時間、結(jié)束時間、工單完成量、工單狀態(tài)、工單異常報警(包括工單超期、不合格品超限)。

圖6 生產(chǎn)管理模塊應(yīng)用

　　4)質(zhì)量管理

　　系統(tǒng)對產(chǎn)品、零部件的質(zhì)量數(shù)據(jù)進行記錄，實現(xiàn)對產(chǎn)品、零部件質(zhì)量狀態(tài)的跟蹤，反映生產(chǎn)現(xiàn)場的產(chǎn)品質(zhì)量情況，通過對現(xiàn)場產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)的匯總、分析，可實現(xiàn)制造過程的質(zhì)量監(jiān)控和質(zhì)量追溯。為管理決策提供支持，滿足企業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量的要求。

　　5)倉儲物流

　　系統(tǒng)通過使用條碼采集技術(shù)，對倉儲中需要管理的庫位和物料進行條碼定義，在進行出庫，入庫，盤點業(yè)務(wù)時，通過條碼采集，進行數(shù)據(jù)收集和操作防錯。實現(xiàn)庫存數(shù)據(jù)的及時可視化，減少庫存數(shù)據(jù)錯誤，減少手工作業(yè)，實現(xiàn)倉庫作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化控制。同時實現(xiàn)與現(xiàn)有ERP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成，完善ERP系統(tǒng)中倉儲模塊的功能點。

　　通過排產(chǎn)軟件完成工單分解，并實現(xiàn)工單派發(fā)后，系統(tǒng)根據(jù)工單要求，自動原材料配送請求(含工單、物料、工位以及配送時間、配送數(shù)量)發(fā)到原材料倉庫，原材料倉庫則根據(jù)配送請求進行配料，并通過出庫操作實現(xiàn)物料的及時配送。對于裝箱和裝配型工位，系統(tǒng)根據(jù)裝配訂單要求，發(fā)送成套配送請求(含工單、物料、工位以及配送時間、配送數(shù)量)給倉庫，倉庫物料清單，生成配送單并自動打印，倉庫人員根據(jù)配送單進行撿料和配送，并通過選擇或掃描實現(xiàn)配送出庫。

　　在配送方面，MES與AGV進行集成，MES將任務(wù)號及配送信息傳遞給AGV，AGV在指定的位置運送物料到對應(yīng)的工作崗位。

　　圖7 零件使用條碼技術(shù)

　　6)裝箱防錯

　　通過應(yīng)用條碼校驗功能，在選擇裝箱單后，掃描對應(yīng)的裝箱件條碼，系統(tǒng)自動記錄裝箱件信息，并與裝箱清單進行比對，實現(xiàn)裝箱漏裝、錯裝提醒。對確定要裝箱的訂單，可對庫存量進行保留，確保裝箱時有相應(yīng)的物料。提高裝箱作業(yè)的準(zhǔn)確率。

　　圖8 應(yīng)用條碼檢驗功能進行裝箱防錯

　　7)報表及可視化

　　系統(tǒng)將提供基于Web的報表，用戶通過報表功能，可以生成報警報表、產(chǎn)量報表、質(zhì)量報表和效率報表。報警報表能夠查詢設(shè)備的報警記錄和系統(tǒng)的報警記錄。產(chǎn)量報表可以查詢車間產(chǎn)量報表，可以按班次、天、月進行統(tǒng)計，質(zhì)量報表包括不良品統(tǒng)計報表，不良率、合格率報表，效率報表包括檢驗及時率報表，欠料信息報表。通過WEB報表系統(tǒng)，可以使生產(chǎn)管理者、生產(chǎn)人員能夠方便及時的掌握生產(chǎn)狀況，為管理優(yōu)化提供準(zhǔn)確高效的數(shù)據(jù)支撐。

　　系統(tǒng)提供基于WEB的界面，向管理層提供生產(chǎn)動態(tài)信息、生產(chǎn)異常信息展示，并可以層層點擊，查看相關(guān)的詳細信息，同時，支持與現(xiàn)場Andon板的集成，實現(xiàn)產(chǎn)量和異常的提醒?？梢詮能囬g的維度和訂單的維度進行查詢。

　　圖9 可視化管理

　　8)MES系統(tǒng)集成情況

　　我司完成了MES系統(tǒng)的建設(shè)，并與企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)(ERP)集成，主要從ERP系統(tǒng)獲取計劃、生產(chǎn)訂單、物料、工藝、BOM信息等;向ERP提供生產(chǎn)完工信息、送貨單、退/補料操作事務(wù)、轉(zhuǎn)倉單、裝箱領(lǐng)料單等信息。生產(chǎn)計劃、調(diào)度均建立模型，實現(xiàn)生產(chǎn)模型化分析決策，過程的量化管理，成本和質(zhì)量的動態(tài)跟蹤。具體情況如下圖所示：

圖10 MES系統(tǒng)集成情況

　　3.效益分析

　　MES項目上線后每個工廠單獨進行項目總結(jié)，總結(jié)的數(shù)據(jù)均來自正式的生產(chǎn)系統(tǒng)，現(xiàn)歸類如下：

　　●材料、部件及成品庫存降低約13.48%;

　　●制造周期縮短同期比較平均降低20%;

　　●倉儲事物處理效率提高，由4小時提高到實時處理;

　　●指令送貨單準(zhǔn)時到貨率提高12%;

　　●減少紙質(zhì)打印，年可節(jié)省費用約19萬元左右，減少人工約5000小時每年;

　　●裝箱、裝配防錯提高到100%，提高不良處理效率;

　　●設(shè)備故障率下降2%，設(shè)備OEE效率提升5%。

　　以上效果轉(zhuǎn)化為投資與回報比，預(yù)計3年可以收回投資成本，各個內(nèi)容的效果數(shù)據(jù)詳見下文闡述。

　　3.1 制造周期縮短

　　開創(chuàng)性地引入預(yù)占料的業(yè)務(wù)模式，占料時綜合考慮倉儲庫存、采購訂單、在制品訂單等，按產(chǎn)出日期提前5天即可安排生產(chǎn)計劃，實現(xiàn)按工號配套產(chǎn)出，縮短制造周期21.55%。

圖11 項目前后制造周期對比

　　3.2 生產(chǎn)過程效率提升

　　生產(chǎn)過程透明化：通過系統(tǒng)或車間大屏生產(chǎn)信息，管理人員能夠?qū)崟r準(zhǔn)確地了解訂單生產(chǎn)進度情況和工單執(zhí)行狀況及物料使用情況，支持促進生產(chǎn)及管理水平的提高，讓管理決策更加精準(zhǔn)。

　　數(shù)據(jù)化制作過程-無紙化作業(yè)：通過PFMD系統(tǒng)實現(xiàn)在線生產(chǎn)訂單制作方式，減少單據(jù)打印，預(yù)計一年節(jié)省350箱A4/A5打印紙，減少5000多小時人工記錄時間。

　　報工效率提升：結(jié)合MES系統(tǒng)實施改變了車間的生產(chǎn)模式，實現(xiàn)線下操作信息向線上操作轉(zhuǎn)移，前工序訂單支持合并，報工的訂單數(shù)量減少50%。消除車間生產(chǎn)信息傳遞的“信息孤島”，使車間生產(chǎn)信息流和實物流一致，從而提高車間生產(chǎn)信息真實性和準(zhǔn)確性。

　　3.3 庫存金額降低及配送效率提升

　　作業(yè)效率提升：物流作業(yè)崗位和作業(yè)工具都調(diào)整，在車間接收區(qū)同時完成收發(fā)料環(huán)節(jié)，由上線前2h/次提高到上線后1h/次，提高了50%，出庫單據(jù)回單及時率提高了17.31%。

　　提高庫存周轉(zhuǎn)率：材料庫存周轉(zhuǎn)率由上線前平均1.97次/月提高到上線后平均2.56次/月，提升29.94%(7月同比：國產(chǎn)件5.45提高5.93，進口件0.57提高到0.94，部件庫6.56提高到6.68)。

　　降低庫存金額：用在途PO代替庫存，并將物料接收場地調(diào)整至車間崗位，上線后3月到7月材料和部件庫存金額同比下降，平均月降低率19.11%。

　　3.4 準(zhǔn)時產(chǎn)出提高，配套率提高

　　實現(xiàn)按臺套生產(chǎn)，并實時了解訂單生產(chǎn)進度，管控生產(chǎn)過程，包括工單派工、工單報工、工單執(zhí)行狀況、物料使用情況，生管根據(jù)實際產(chǎn)能均衡下達生產(chǎn)指令，并按工號同步下達到生產(chǎn)車間，取消車間二次排產(chǎn)。

　　3.5 供應(yīng)及時率提高

　　下達的PO要求供應(yīng)商在1個工作日內(nèi)進行答復(fù)，確認(rèn)能否在PO要求到貨日期內(nèi)生產(chǎn)完成。備料人員提前5天生成配送送貨單，要求供應(yīng)商根據(jù)送貨單數(shù)量進行備貨和撿貨，嚴(yán)格按送貨單需要日期配套送貨,材料供應(yīng)及時率提高12%。

圖13 項目上線前后供應(yīng)及時率比較

　　3.6 追溯效率提高，裝箱效率及準(zhǔn)確率提高

　　通過物料條碼化管理，裝箱時采用PDA掃描裝箱件，自動核對裝箱清單，防止裝箱錯誤，實現(xiàn)裝配防錯功能(相同圖號不同作業(yè)的關(guān)鍵件外觀結(jié)構(gòu)相似度高)，裝箱準(zhǔn)確率到達100%，錄入收集數(shù)據(jù)，提高工作效率，并實現(xiàn)無紙化管理，提高查詢和分析效率，追溯效率用時80%。

圖14 項目上線前后追溯率及防錯效果比較

　　3.7 設(shè)備故障率降低、OEE效率提升

　　生產(chǎn)設(shè)備連接到MES系統(tǒng)，遠程監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)，發(fā)生故障實時報警并反饋到維修班組，通過設(shè)備運行效率分析，為設(shè)備運維提供數(shù)據(jù)支撐，故障率由8%降低到6%，設(shè)備稼動率88%提高到90%。