MES系統助力海南金盤智能打造透明化工廠

　　一、企業簡介

　　海南金盤智能科技股份有限公司(原金盤電氣)，是一家正在由傳統電氣設備制造向智能制造通用平臺轉型升級的。1993年成立于中國海口保稅區，建有海南、武漢、上海、桂林四個研發、制造基地，設立了博士后科研工作站、智能科技研究院及電氣研究院，在美國及香港設有公司。公司已走向化、集團化發展，成為行業的。公司科技研發人員330人，本科以上學歷占95%。公司攜手上海交通大學成立聯合研發中心，其中海南電氣研究院被認定為海南省變壓器工程技術研究中心。

　　公司自成立以來，致力于新型環保、節能減排輸配電設備的研發、生產、銷售與服務，主要產品包括干式變壓器、開關成套設備、VPI產品、電力電子節能設備等四大類，廣泛應用于世界各國新能源、軌道交通、航空航天、石油化工、海洋勘探、冶金、礦產、商業與民用建筑等行業。產品銷售遍布全國，并出口到60多個國家和地區，其中干式變壓器產品銷量連續七年居行業。憑借優質的服務和的品質，金盤科技成為GE、西門子(SIEMENS)、阿爾斯通(ALSTOM)、伊頓(EATON)、維斯塔斯(VESTAS)等跨國公司的戰略供應商。

　　作為低碳制造，金盤科技高度重視國內外經濟形勢、市場動態及相關技術發展，與時俱進調整公司的發展戰略，加大兩化融合力度，全力開展智能電網、裝備制造、智慧能源管理、智慧服務領域產品的研發和轉型升級，打造“智能制造+智慧服務”新業態。

　　二、企業在智能制造方面的現狀

　　海南金盤智能科技股份有限公司目前有多個系統平臺在使用：

　　●SAP：企業級ERP系統，已在生產計劃、物料管理、財務管理、工廠維護等多個模塊達到良好應用;

　　●PLM：企業級產品生命周期管理軟件，高效經濟管理產品的生命周期;

　　●MES：制造執行系統集成了SAP與PLM，管理公司生產執行;

　　●OA：面向組織的日常運作和管理，提高管理者和員工協同工作效率;

　　●SRM：基于協同供應鏈管理的思想，使供應鏈的上下游環節無縫連接。

　　三、參評智能制造項目詳細情況介紹

　　1.項目背景介紹

　　為響應國家“中國制造2025”規劃，本企業將持續改進生產工藝，開發、制造低能耗、高性能的電氣產品作為主要規劃目標。

　　在生產流程的管理方面，為了進一步加強生產過程的信息化、透明化，公司借助MES系統項目的實施，實現對倉庫物料的跟蹤追溯，半成品、成品的條碼管理，對生產過程的質量管控，逐步優化并規范公司生產產線的業務流程，綜合提升了公司信息化水平。

　　2.項目目標與實施原則

　　項目成功實施后，公司在物料管理、庫存管理、生產、經營、工作效率、質量安全、設備維護方面都將得到改造和提升，預計該項目成功投入使用后：

　　(1)生產全過程實現信息自動化MES制造執行系統將生產過程中的人員、設備、物料、工序以及工位等基礎信息數據準確、可靠的完成集成進行精益管理，掌握生產過程中每個加工中心的信息數據，并對其進行信息化管理。

　　(2)物料基礎信息詳細，BOM信息專業MES制造執行系統對生產物料進行管理，除了對產品物料的基礎信息進行管理之外，對于一些具有產品結構復雜，工藝工序繁瑣，生產形式多樣等特點的生產行為，系統還對生產物料的各種BOM信息進行管理，包括了工程BOM、裝配BOM、工程裝配BOM、裝箱BOM等等，在生產之前就能夠對產品結構有深入的了解，為設置工藝和工序提供基礎數據信息支持。

　　(3)工藝設計，既可數據轉出又可人工操作MES制造執行系統能夠將CAPP數字工藝數據轉化成為信息化平臺下與實際生產相適應的工藝信息，同時，對于采用傳統人工設計工藝管理模式的生產制造企業，同樣可以通過軟件實現信息化工藝管理。

　　(4)信息數據化流轉，生產質量可追溯MES制造執行系統將生產過程中的人員、設備、場地、物料、每個工藝標準和每一道工序都已自動生成的計算機代碼，并以代碼的形式在整個生產過程中進行信息流轉和記錄，生產過程全程可追溯生產。

　　(5)使用工業電子ID代碼，實現可視化生產MES制造執行系統采用了工業條碼技術，成為計算機代碼的載體，這樣使得生產過程全程可控，實現了可視化生產。

　　(6)信息平臺成熟，適合多種生產形式企業使用MES制造執行系統既可實現對連續制造企業的管理，又實現對離散制造業的生產管理，并能完成對區別于連續制造企業和離散制造企業的復雜混合型企業的生產管理。

　　3.項目實施與應用情況詳細介紹

　　3.1 MES系統的網絡架構

　　MES系統的網絡架構主要包括兩部分，生產服務器機房站點和災備機房站點。其中子站點實時同步備份工作站點數據，當發生緊急情況時，可以高速的進行數據的恢復，保證系統的正常運行。

　　MES系統從下至上分為智能控制層、網絡傳輸層、智能執行層、智能管理層。

　　(1)智能控制層

　　智能控制層屬于底層控制系統，系統通過例如MODBUS、RS-232、RS-485等協議從工廠設備PLC以及操作人員手持移動終端錄入等多種方式，實時采集生產過程數據。

　　(2)網絡傳輸層

　　網絡傳輸層將控制層記錄的數據，通過物聯網網關轉發至各系統執行模塊，為模塊分發安排生產信息準確性提供穩定的保證。

　　(3)智能執行層

　　智能執行層是MES系統所有操作子模塊集合，涵蓋生產過程中所有控制要點。主要包括有高級計劃排程、信息共享、生產管理、設備管理、生產績效、計劃管理、績效管理、文檔管理、質量管理、倉庫管理等功能。

　　(4)智能管理層

　　智能管理層是將生產過程中匯總的數據整合到標準的流程庫中，同時運用數據分析方法對數據進行挖掘處理再利用，提高數據利用率。

　　圖3 MES系統四層結構圖

　　3.2 MES系統功能實現

　　(1)信息共享模塊

　　信息共享交互，其他幾個模塊都是信息采集與應用模塊，信息共享模塊綜合各個模塊的信息量，綜合匯總，信息量非常龐大，是各個模塊的中間載體。該模塊匯總信息后通過“關注”查看的方式，實現不同崗位、不同級別人員對龐大信息的分類、重點關注。

　　(2)生產管理模塊

　　設計一個通用化的模塊，對生產工序進行配置、生產過程進行管理，并開發模塊間銜接的接口，通過模塊與模塊之間的搭接拼插，最終布置出整個工廠生產的工藝路線框圖，對生產進行綜合管理。

　　(3)倉庫管理模塊

　　重點解決物料管理問題，這里涉及到實物與賬務的統一與分立管理，涉及到倉庫存儲位置的管理;通過數據庫的形式，實現實物與MES系統的實時統一，同時MES系統與SAP賬務處理系統分立管理。

　　(4)設備管理模塊

　　隨著物聯網、射頻技術的普及，車間設備智能化程度越來越高，大部分都帶有通訊接口，逐步開發控制組件，把分散的設備連接起來，通過系統共享、傳輸等方式傳遞數據，減少人員記錄、抄送等工作量，并且達到實時監控設備運行狀況的目標。

　　(5)計劃管理模塊

　　生產效率的制約條件很多，人員技能、設備狀態、物料準備情況、交貨周期的長短等等;如何更好的發揮車間產能，達到合理、高效的生產很大程度上取決于車間的生產計劃的制定。該模塊通過錄入各種輸入條件，同時根據高級排程算法的綜合考評測算，輸出合理高效的能夠指導車間生產的計劃列表。

　　(6)績效管理模塊

　　獎罰分明是管理的最基本原則，也是激勵團隊的重要措施，績效管理模塊通過數據積累采集，對日常管理、生產工作量、技能素質等多方面進行考評，減少中間人為因素影響，客觀公正的考評員工績效，考核員工獎金，達到從記錄、申報、測算、考核、分配的全程管理。

　　(7)文檔管理模塊

　　MES系統通過與PLM互通，將生產過程中需要的圖紙、通知單、工藝反饋文件、設備操作指導書等信息，自動抓取并推送至工位，以“機器”帶領人進行生產作業，減少人工出錯率。

　　該模塊通過清楚的文檔分類模式，快速的查詢幫助，有序的管理各部門車間文檔，實時共享，方便學習。

　　(8)質量管理模塊

　　過程檢驗、出廠檢試驗、環境安全相關數據檢測記錄，并與產品信息相關聯，方便回溯查詢參考;體系涉及相關內容統一管理;檢試驗設備、儀器儀表統一管理，自動安排送檢。

　　4.效益分析

　　公司通過MES系統的實施上線，在信息化系統層面，實現了與SAP/PLM系統的對接，在智能設備交互方面，實現了包括涂裝流水線系統、母排設計加工一體化系統、橫剪線自動控制系統等設備層的集成控制;質量管理方面實現了對生產工藝數據、過程記錄數據、原料及產品生產過程的回溯追蹤;生產計劃方面，通過計劃高級排程算法，實現對生產計劃的全過程管理;通過商業BI數據分析和展示，實現生產過程的可視化。

　　(1)提高生產效率

　　桂林分公司原年產4500臺變壓器，通過AGV小車、立體庫等生產物料的自動控制技術，每年可增加產量900臺，生產效率提高20%。

　　(2)降低生產成本

　　通過對人員合理分配及產品生產過程實施監控，合理安排的自動控制，生產管理更趨合理和科學，每生產一臺變壓器在現有基礎上可減少人工成本230元，按每年4500臺變壓器計算，每年可降低生產成本104萬，運營成本降低20%。

　　(3)提高產品等級

　　公司通過對變壓器生產過程的整個工藝流程的實時自動監測及控制技術，全面提升產品等級，使公司產品達到工藝標準，滿足國內外客戶需求。提高資金周轉率，通過合理的庫存管理，建立健全存貨管理的責任制度，做好存貨的購銷、檢查、收發、領退、保管和清查工作，保證生產經營的需要，減少積壓浪費，加速資金周轉，提高資金的利用率。以提高資金周轉率15%計算，每年節省資金50萬元。

　　通過項目的組織實施，公司真正實現變壓器生產“生產管理數字化、關鍵生產過程控制自動化”，有效提高產品的品質、降低原料和人工成本，減輕生產的勞動強度，推動企業內部管理的制度化、規范化建設的進程。

　　(4)降低能源損耗

　　通過生產過程執行管理系統(MES)建設項目，合理調整生產結構，公司在原有基礎上年減少電力損耗21萬度，達到節約能耗的目標，能源利用率提高4%。

　　預計項目完成后，公司可實現運營成本降低20%，產品研制周期縮短20%，生產效率提高20%，產品不良品率降低10%，能源利用率提高4%。

　　(5)對行業的促進作用

　　我國目前生產的變壓器的設備已經處于行業*設備水平，但在生產過程控制及信息傳遞管理方面，仍以傳統的人工方式為主，公司引進開發信息化控制平臺，在國內實屬，必將促進同行業其他企業的效仿，對于推動工業企業的信息化水平將起到積極的推動作用。

　　四、企業智能制造的未來發展規劃

　　海南智能科技股份有限公司2016至2017年在桂林、武漢、海南子公司上線了MES系統，而今也在陸續增加一些新的集團智能系統和智能化設備產線來滿足信息化的需求，公司為打造的數字化智能工廠，將進行更多信息化領域的探索和集成。

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