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海天精工高档数控机床及核心部件智能制造新模式

发布时间:2018-01-31 作者:e-works整理 
本文为“2017年度中国两化融合暨智能制造应用领先暨最佳实践奖”参评案例。本次活动将评选出2017年度,为中国两化融合暨智能制造领域带来突出效益的最佳实践工程,全面介绍企业推进两化融合或者智能制造的步骤、重点与难点、获得效益等,分享建设过程中的经验,供广大制造业行业企业学习供鉴。

一、企业简介

    宁波海天精工股份有限公司坚持独立自主的品牌路线,以“铸造精品机床,振兴民族工业”为己任,通过技术引进、吸收、不断创新,不断发展。目前已拥有员工近1500人,拥有20多万平方米的现代化恒温厂房,形成以宁波大港精工、宁波堰山精工、大连精工为主体的三大生产集群;主导产包括龙门镗铣、卧式加工中心、数控车削中心、大型卧式镗铣床、数控床等5大系列,迅速跻身中国数控机床前列。产品广泛服务在汽车、机车、船舶、机械、电力、模具、柴油机等行业。2017年产值17亿,逾2000台,名列行业前列。

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    图1宁波海天精工股份有限公司

二、企业两化融合暨智能制造应用总体现状

    海天精工智能制造覆盖了“产品研发、计划物流、制造过程和客户服务”全业务过程。主要的信息系统包括PLM、ERP、MES、CRM、SCM、DNC、OA、BI等;智能装备包括数控加工中心、柔性加工线(FMS)、bbin平台、AGV叉车、立体库、堆垛机等;数据采集手段包括设备联网、车间报工终端、移动终端、平板电脑、手机APP等。

三、参评两化融合暨智能制造项目详细情况介绍

    1、项目背景介绍

    数控机床产品生产方式是典型的多品种、小批量、离散制造,管理的痛点集中在:

  •     产品复杂、个性化程度高,几乎每个客户订单都需要技术变更;
  •     零件种类多、加工复杂、精度要求高,小批量加工影响生产效率,设备产能利用率低;
  •     物料齐套性不高,影响部件和整机装配效率,导致影响按期交付;
  •     装配车间调度的主要工作就是检查缺料,向加工车间催料;
  •     加工车间收到的生产订单数量超出实际产能,订单积压严重;经常在被紧急催单的情况下牺牲批量效率,加急赶工一两件零件,实质上浪费了宝贵产能,加剧了订单积压。

    为了解决上述痛点,全面改善质量、成本、交期,提升产品的竞争力,于2015年5月启动了智能制造新模式专项。

    2、项目目标及实施原则

    项目以“提升产品品质、提升产能、提升效率、控制成本”为目标,采用6条柔性数控加工线,实现“8+16”小时运行,解决产能瓶颈,提升产品品质。

  •     采用AGV电动叉车,实现工序间搬运自动化,提高工作效率;
  •     实施MES系统,实现工序质量检验、工序报工信息的实时采集记录,建成数字化透明车间;
  •     管理者对车间生产情况实时掌控、动态指挥调整;
  •     系统自动计算个人工时,生产质量可追溯;
  •     DNC系统实时监控数控设备的运行情况,分析设备利用率,网络化管理NC加工程序;
  •     规范化刀具管理;
  •     采用三维工艺仿真软件,实现快速工艺设计验证,加快新产品投产周期;
  •     在产品整合的机床上,推行模块化设计、客户快速选配,部件化投产,降低在制品库存,缩短交期。

    3、项目实施与应用情况详细介绍

    本项目的实施范围是海天精工三个生产基地之一的宁波大港工厂,包括金加工、功能部件、钣金、整机装配等四个车间、四个仓库;以及营销部(含售后服务部)、技术科、计划科、采购科、财务科、综合管理等部门。

    项目整体规划如图所示,在大幅度更新制造装备(专用数控设备、数控柔性加工线、立体库、堆垛机、bbin平台、AGV等)的基础上,完善数字信息网络和信息化管理、控制系统,将软硬件和管理者、操作者连接在一起,组成一个具有感知、学习、分析、指挥、执行能力的整体。通过数字神经网络将管理流程和操作标准固化到每个业务节点,将业务执行的实时数据反馈到指挥中心,使整个工厂的运作数字化、智能化,进而实现质量、成本、交期的持续优化,不断增强企业的核心竞争力。

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    图2 海天精工智能制造体系架构

    产品研发采用全三维设计,产品生命周期管理(PLM),大幅度提升流程化、规范化、标准化水平。应用三维仿真工艺软件,提升工艺设计效率;通过知识库、鼓励零件通用化等措施,降低产品成本;全面提升研发效率,缩短新产品研发周期30%以上。

    计划物流管理全面数字化,以ERP为核心,以市场需求为导向,实行滚动计划编制、调整,通过供应商协同平台拉动物料供应;厂内物流按照三级计划(零件加工、部件装配和整机装配)联动、拉动物料配送,降低库存,提高齐套率,提高库存周转率30%以上。

    制造过程智能化,以MES为主线,将生产执行过程的涉及的数控机床、柔性加工线、工序质量检测、工序实时报工、NC程序管理、刀具管理等软硬件连接为有机整体,实现从ERP系统接收生产计划(生产订单)、车间排产计划、工序排产,生产执行过程的工序质量检验、工序报工(同步计算工时)、订单生产进度监控、实时生产调度、生产节拍管理、效率管理、设备运行监控、设备效率分析(OEE),同步化物流管理、质量记录与追溯,完工入库自动回报到ERP仓库。

    为了提升产品品质、提高生产效率,项目采用软硬件技术,对生产设备进行智能化、自化、无人化的开级改造。引进4条柔性生产线,自主研发2条柔性生产线,共6条柔性生产线,全部采用海天精工自产的23台数控机床。采用FMS控制器、多托盘控制系统、自动在线测量系统、集成智能传感技术、自动识别技术等智能化手段,与生产管理系统相联,实现生产的网络化信息化。

    客户服务智能化从整合服务体系开始,将400呼叫中心与客户服务平台无缝集成,实现报修、受理、派单、反馈、配件、回访等环节的信息闭环。利用手机APP、微信等方式及时方便地与客户、维修人员、管理者等多方在线协同;完整准确及时地收集客户设备维修信息,从中分析统计故障原因,提交给质量、技术、制造等部门进行分析、改善。开展主动服务,为客户提供保养维护提醒服务。策划远程设备联网管理的基础平台,为客户提供远程诊断服务。将市场营销、售前管理等活动流程集成到客户服务体系,整合为包括售前、售中、售后服务的统一客户服务平台。

    4、效益分析

    本项目最大的效益是全面提升管理手段和管理方法。主要体现在:

  •     全厂从上到下实现了用数字说话,用数字考核,管理运营走向精细化、智能化;
  •     生产管理从粗放走向精细化。生产计划编制、下达和执行、反馈,形成了良性互动,动态优化,持续改善;
  •     责权利更加清晰,绩效考核数字化、透明化,实现公开、公平、公正,调动了员工积极性;
  •     产品品质提升,效率提升,产能提升;同时降低了库存,成本管理更加精细;
  •     服务过程透明化、智能化,客户满意度提升。

四、企业智能制造的未来发展规划

    1)智能研发向数字样机和仿真应用方面发展,实现更加快速新产品研发投产周期;

    2)计划物流和生产管理向节拍化、同步化、智能化努力。以制造为核心,向供应商和客户两端延伸,实现全价值链的智能化;

    3)客户服务未来发展的空间在于服务产品化。为客户提供远程联机服务,实时在线为客户提供服务。