东方电气

       在制造业企业制造运行管理的整个完整环节中,从计划到生产再到交付,末端的产品成套和包装发运也是产品履约的重要环节。目前,制造业企业对MES系统的核心需求,大多数主要在生产过程的管理上,还较少涉及到后端的交付和发运环节。

       那么,作为制造业务链完整构成的环节之一,如何实现成品交付的信息化管理?成品成套交付业务如何与MES系统很好的融合呢?佰思杰公司与战略合作伙伴东方电机有限公司(以下简称“东方电机”)在这个方面进行了深入的探讨和研究,并从东方电机成品分厂的实际需求出发,理顺了生产最后环节的信息化过程,填补了制造业务链上的空白。



项目概况

       东方电机是中国东方电气集团有限公司的全资核心子公司,是全球发电设备、清洁能源产品和服务的主要供应商,主要从事水轮发电机组、热能发电机、风力发电机、交(直)流电机、电站控制系统及军工产品的研发、设计、制造和服务。



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       东方电机作为国家重大技术装备制造业的骨干企业,从上世纪80年代初期开始着力于企业信息化的建设,属于国内较早引入信息科技的企业。从2010年开始,佰思杰公司与东方电机合作共建各分厂的MES应用平台,现已覆盖东方电机金工模具分厂和水轮机分厂。根据东方电机信息化的整体规划以及系统深化应用的需求,本项目将扩大MES平台应用范围,覆盖成品分厂的业务。

       东方电机属于大型装备制造业,是典型的多品种小批量的离散型制造,产品定制化程度高、生产工艺复杂、质量要求高。东方电机不同的生产分厂有不同的职能,对信息化的关注重点也有所不同。

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        由于产品体积非常大且结构复杂,因此在主机产品装配或预装完工后,需要拆分成各个零部件(交货件),集中配送至成品分厂,由成品分厂进行交货件的装箱(包装)、装车及发运到工地现场,最终形成完整的制造业务链。



项目重点和难点分析

       东方电机成品分厂的主要职能是负责全厂成品、半成品的清理、喷漆、防护、成套、包装、协助发运、工地交验等工作,另有一部分的喷涂和包装制作的加工职能。

       其核心业务的特点是:

1、 成品成套重点考核绩效在于交货的按时性和货品的准确性,因此业务核心的关注点在于发货前成品物料的齐套性检查和跟踪、装箱清单的校验和核发。

2、成品齐套受前序各加工装配工序的工期以及外购件采购期的影响和制约较大,且由于成品所涉及零部件数量多、配件多,成套需要记录核验的数据量巨大。

      基于对主要业务的分析,MES系统在成品分厂的实施,重点解决的问题就集中到了以下几个方面:


1)与其他分厂已有MES应用的接合


       成品分厂作为交付的最后环节,其计划的执行受前序实际交期的影响很大,前序分厂的按时交货率较低就会导致成品分厂计划排程的偏离度较大,存在每月产能在时间分布上不均衡的情况。

       实际上,成品分厂作为按时交付的最终保障环节,应该是东方电机全厂计划协同体系的源头和重要组成部分。因此,

● 成品分厂MES系统应与其他分厂的MES系统业务体系保持一致,功能规划依然要涵盖物料管理、生产管理、质量管理、异常管理等核心业务;

● 成品分厂应在MES系统中梳理并构建规范的生产计划管理体系,与其他分厂形成一体联动,能够对前序各环节生产状态进行跟踪监控和计划调度。

       而现阶段的目标,就在于先在系统中建立规范的计划基础数据和业务流程,形成可以指挥各产线、工位或其他自动系统的生产作业计划。


2)包装箱制作业务的信息化管理


       成品分厂需要根据交货件的形状大小和配套情况,对包装箱(成品的包装物,成品的包装方式有多种,为了描述的方便,统一称为“包装箱”或“箱件”)进行设计和制作。

       在这个业务过程当中,信息化重点放在:

● 包装设计图纸和技术文档的管理、包装制作任务的派发、包装制作执行过程的数据采集和跟踪管理、包装箱物料的管理及其质量管理;

● 由于包装箱并不是统一规格标准的,因此,还需要考虑项目、交货件、包装箱、包装物、发运车辆等信息管理的关联性和业务的联动性。


3)成套装箱业务的信息化管理


       在成品分厂的业务开展中,一个很重要的角色是成套员。成套员负责具体执行各项目提交到分厂的物料管理、物料成套检查、装箱过程管理、装箱清单校验、发货清单编制等工作,并需要配合项目经理进行成品交付的跟踪和协调。

       因此,成品分厂MES系统中就需要规划:

● 与成套员业务相关的一系列表单和相应的业务流程管理,包括交货明细表、装箱一览表、装箱清单、发货清单等;

● 装箱核验的功能。改变原有的装箱物料依赖人工识别,装箱过程需要人工抄录物料信息再进行核对的装箱核验方式,利用扫码和MES系统联合实现实物与系统清单的比对;

● 装车发运管理功能。由于装运业务涉及到对承运公司、运输车辆等外部信息的交互,需要信息系统来支持装运的全过程监控和关键点的校验。包括装车计划的执行、运输车辆的管理、箱件装车的核验、发货出厂的审批等。


4)唛头的数字化管理与现场打印


       唛头,即交付件装箱完毕封箱后在箱件表面张贴的标签,主要用于标识货物,防止发货错误。以前在箱件装车前,需要由唛头员手工抄录包装标识卡的内容,再制作正式的唛头并张贴,效率很低且容易出错。

       在实施MES系统后,

● 唛头将作为箱件的附件进行管理,在装箱完毕后,通过系统共享的项目信息、装箱信息等自动按模板生成格式规范的唛头文件;

● 可实时在车间现场进行唛头打印,并且在唛头中增加二维码,通过现场扫码可直接查询到当前箱件所相应的项目信息、装箱信息。



项目核心功能

东方电机成品分厂MES系统的主体功能模块规划如下图所示:

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       核心需求的解决方案包括:


1)在MES中建立成品分厂的基础业务体系

       成品分厂的业务主体与全厂的业务保持统一,成品分厂MES系统规划的业务架构和功能架构与其他分厂雷同,现阶段主要涵盖计划管理、生产执行管理、质量管理等的核心业务。


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图 项目任务的分派

 

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图 包装箱制作任务的分派

   

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图 任务的接收与汇报


2)建立成品物料识别体系

       与装箱业务相关的物料,包括成品交付件和箱件。依据ERP系统的物料编码对成品物料进行数字化标识,采用二维码标签的方式在物料上进行张贴或悬挂;箱件作为特殊的物料,其数据在MES系统中进行管理,提供在系统中创建、导入、编辑箱件信息的功能,箱件对象包括项目号、箱号、位置号等属性。


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图 成品物料的标识和箱件的标识


3)基于装箱BOM的成品齐套性检查

       装箱BOM是根据产品的装箱清单,以包装箱(或其他包装单元容器)为单元的结构化数据。成品分厂MES系统中提供装箱BOM的管理,基于交货明细表的数据编制和维护装箱BOM,是包装设计和装箱管理业务的基础。基于装箱BOM,可进行产品成套的齐套检查,并在装箱过程中进行实时的数据采集和跟踪,避免装箱中出现漏装和错装。


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 图 装箱BOM管理



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图 装箱BOM结构


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图 现场项目成套情况总览看板


4)车间现场的实时装箱核验管理

       在车间装箱执行过程中,成套员逐一扫描当前装箱的成品物料条码,MES系统自动与当前的装箱BOM中的物料进行匹配校验。这个过程中成套员仍然可以人工维护装箱清单,根据实际装箱情况对装箱物料进行调整。装箱核验完成后,系统可自动生成装箱清单,以供打印出来作为箱件的附件,伴随箱件发货出厂。


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 图 装箱核验

 

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图 装箱清单


5)唛头的自动创建和现场打印

       在装箱完毕封箱后,MES系统根据装箱清单信息和项目信息,自动根据项目合同约定的唛头格式生成唛头。唛头中包含二维码,唛头在装箱现场打印出来并张贴于箱件表面,通过扫描唛头二维码可查询当前箱件所属的项目信息、装箱信息等。唛头的打印还可以支持不同大小版面,以满足不同规格箱件的张贴需求。

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 图 唛头的生成与管理


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图 唛头的打印


6)装运业务的管理和追溯

在装箱发运环节,通过MES系统,

● 实现装运计划的管理,对装运业务的各个环节进行管控;

● 发货清单自动生成、校核和追溯,形成产品-箱件-发运清单的完整管理;

● 实现装车核验。成套员通过扫描装车箱件的二维码与发运清单自动比对,完成装车的最后确认;

● 对承运车辆信息和状态进行跟踪管理,并形成装运过程的信息追溯。

 

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图 装运计划管理

 

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图 发运任务管理

 

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图 发运清单管理

 

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图 装车核验

 

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图 发货清单的生成与打印


7)发货出厂的审批与执行

       在承运车辆装货出厂前,需要在MES系统内发起发货出厂的审批流程,审批结果与OA系统集成,在审批通过后方可在厂门岗给予车辆放行。

 

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图 发货出厂申请管理



项目价值分析

1)该项目促进了成品分厂生产管理的透明化、数字化

       成品分厂MES系统的实施,从生产计划的执行、成品成套业务过程的追溯、工人排班及合理激励等多个维度对生产现场进行了集成管理,首先解决了生产管理中信息“黑箱”问题。


2)基于装箱BOM所带来的业务模式变革

       原有的人工、纸质的工作模式发生了变化,基于装箱BOM的成品成套数据结构化极大的实现了信息的共享与复用,既缩减了装箱周期,也可有效的避免错漏的情况发生。


3)工作效率提高、运营成本降低

       成品齐套性检查、装箱核验、装车核验等功能的实现,都大幅度提高了成品分厂的工作效率、降低了运营成本。


4)具有典型代表意义和行业示范作用

       由于成品分厂业务的特殊性,是东方电机多种生产模式中的一个典型代表,也是成套交付和包装发运环节的典型代表,其MES系统的实施将具有成品成套交付环节应用的典型示范作用。


       未来,成套交付环节信息化还可继续进行拓展和深化应用,例如扩展箱件的自动定位、运输车辆的远程跟踪、工地拆箱的点件管理等。该项目的实施,为东方电机未来全厂计划协同拉动和制造协同的实现做好了基础准备,是全供应链信息化协同平台不可或缺的一环,同时也为智能制造和精益思想的切实落地打下了良好基础。