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造船企業MES體系的構建與應用項目

    來源: 浙江歐華造船股份有限公司         發布時間: 2016-12-14
   

浙江歐華造船股份有限公司(簡稱“歐華造船”)創立于2004年,下設十余家分子公司,現有從業人員7000余人,資產總額逾86億元,是一家以造船為主業,能夠為客戶提供從研發到建造、從運營到服務的全價值鏈企業。為中國船舶行業一級Ⅰ類生產企業、第一批符合工信部《船舶行業規范條件》企業、高新技術企業和浙江省工業行業龍頭骨干企業。歐華造船業務遍及船舶設計、船舶制造、船舶配套、金融服務等領域,是國際知名的支線集裝箱船、多用途船、特種船舶供應商,主要產品為萬噸以上、十萬噸以下的各類集裝箱船、多用途船、環保型散貨船及各類特種船舶,建廠十年來已累計交付各類高附加值出口船舶138艘。近年來,造船三大指標長期保持在浙江省前三位,克拉克松排名長期保持在全國前20強。20145月,歐華造船入選全國兩化融合管理體系貫標試點企業名單,成為浙江省唯一一家入選的船舶制造企業,20154月,順利通過兩化融合貫標認證,成為全國第一批通過認證的企業,也是唯一通過該項認證的兩家造船企業之一。

2010年以來,我國躍居世界第一造船大國。2014年以來,面對世界經濟復蘇放緩、國內經濟下行壓力加大、航運造船產能雙過剩等不利局面,我國船舶工業在政策引導和市場倒逼下,加快調整轉型步伐,奮力攻堅克難,經受住了新船訂單量前高后低、產能過剩矛盾突出、海洋工程裝備產業風險凸顯等各種考驗,綜合競爭力逆勢提升,世界造船大國地位進一步鞏固,產業結構調整邁出了堅實步伐。我盡管我國已成為造船大國,還不是造船強國,在造船科技水平和綜合實力等方面與發達國家仍有不小的差距。當前,我國數字化造船仍處于分段制造向中間產品專業化生產為導向的分道制造過渡中,而日韓等造船發達國家已經實現了殼舾涂一體化集成制造模式,并開始進入到敏捷制造模式。以數字技術為主導的造船模式處于五種造船模式中的第四個階段。要想在超過日韓,成為世界第一造船強國,實現快速發展,就必須以數字技術為基礎,加快造船企業的信息化和智能化建設。歐華是一家專業從事船舶制造和銷售的企業,位列中國船舶制造十強企業。目前,企業握有的手持造船訂單十分飽滿,造船任務十分緊迫。而現有的船舶制造設施自動化程度不夠、用工嚴重緊缺(企業用工數為7000人,其中40%以上為非熟練工)已成為制約企業進一步發展的瓶頸。因此,對現有生產線進行數字化改造,引進新的自動化、智能化設備和技術進行MES體系的構建與應用,開發生產高端船舶產品,已經成為企業迫切需要解決的問題。在此背景下,企業緊抓國家和地方加快船舶工業轉型升級和市場危機中凸顯的機遇,規劃并推進實施了造船企業MES體系的構建與應用項目。該成果的推廣實施,基本實現了精益造船、綠色造船、數字造船、協同發展,實現智能化設計、準時化生產、流水化作業、無余量制造、智能化裝備,為企業進一步提升集成化制造、高端化產品、智能化管理的綜合能力,實現由精細化、標準化和局部智能化向全面的智能造船、智慧船廠的蛻變奠定了基礎,是實現我國從造船大國向造船強國轉變的現實需要,是實現中國制造“2025”和船舶智能制造的迫切需求,是舟山建設國家新型工業化產業示范基地的重要保障,也是企業自身提升經濟效益和市場競爭力的內在需求。

歐華按照以兩化融合體系建設為保障,建立和完善信息化管理體系,加快信息管理系統的開發,大力提高設計、生產、管理等信息集成的自動化水平,全面推行現代造船模式,實現“設計、生產、管理一體化”和“殼、舾、涂一體化”,提高數字化造船的水平。力爭到2020年,基本實現車間數字化和船舶制造智能化的總體思路,大力推進造船企業MES體系構建與應用項目。

首先是構建智能化產品數據管理系統。使用集成了CADCAMMIS Tribon

軟件,對設計過程進行管理的PDM系統,對設計出來的產品數據進行管理的BOM 管理系統軟件構建的產品數據管理系統。再按照企業實際對Tribon 軟件進行深化,完成對PDMBOM 模塊的開發與應用后,將三者進行交互集成,建立企業自身的數據庫管理系統,為下步采用大數據技術進行數據庫管理奠定基礎。

其次是構建全覆蓋的車間級工業網絡。通過采購新服務器、升級華途加密系統、購買備份管理軟件等,升級現有主機房核心網絡設施;通過升級光纖、重新規劃分配網絡資源、優化線路走向,優化升級現有網絡主線路及布局;使用雙絞線將網路鋪設到所有未來要實施聯網的自動化設備所在的車間內場區域,實現內場車間級有線網路的覆蓋;根據全廠外場的區域范圍和面積,合理規劃測算無線網絡覆蓋的范圍,核定相應無線發生設備的型號、功率和所需數量,完成設備的選型和安裝。并以設備安放的安全性為先決條件,合理選擇設備放置的基站,確保外場車間無線網絡無間斷、全覆蓋。

再次是制造執行系統(MES)的構建。一是自動化生產設備智能化升級,對各條自動化流水線按照智能化的要求進行數控化改造并開發了相應系統控制、管理軟件,同時對原有數控化的設備系統進行升級換代,并將其全部納入車間級工業網絡,實現機聯網、物聯網。二是沖砂涂裝車間智能化改造,在現有基礎上更新現有設備控制系統,同時對車間目前的除塵系統等進行進一步升級,引進自動預涂裝機等先進設備替代原先的人工環節,使車間涂裝工序基本呈現智能化作業的雛形。三是全廠焊接設備聯網及智能化焊接設備的引進和應用,在淘汰一部分落后焊接設備的同時,引進相應焊接管理軟件,對全廠焊接設備通過無線網絡進行聯網管理,同時,從唐山松下引進了一批焊接機器人等高效焊接設備。四是自動化、智能化安裝調試系統的構建,引進現校管自動定位系統、舵槳安裝液壓平臺、船體分段三維調整機、管系串油帶自清洗裝置的加油泵等,實現了船舶安裝調試過程中的局部自動化和智能化。五是智能化倉儲管理系統的建立以歐華造船已經實施的鋼材管理系統為藍本,在五金勞保倉庫、鐵舾件倉庫、進口倉庫進行推廣和優化,同時配置了相應的終端控制和管理設備以及倉庫內的智能物流設備,建立了初步的智能化倉儲管理系統,為今后將智能物流推行到全廠做好準備。六是全廠監控系統系統的逐步升級,在為各智能化設備和生產線配備必須的監控手段的同時,根據智能化的要求對廠區監控布局進行合理的優化升,進一步升級了廠區的監控系統。

然后是CSS 現代造船管理系統的實施與深化。在前期開發的基礎上,對CSS系統中的生產工程管理模塊、生產計劃管理模塊、物資管理模塊、設備動能管理模塊、經營管理模塊等進行進一步優化、實施和二次開發,同時,將PDMBOMCSS系統進行集成,成為設計工程管理系統,為CSS 系統提供統一的產品數據信息,產品數據在整個企業共享,為CSS系統其它業務流程提供基礎的數據支持。

最后是MES 體系的推廣實施與持續優化。根據CSS 系統對生產過程數據的需求,以盡量保證MES系統產生的過程數據被全記錄,開發了企業云制造服務平臺,所有的數據均上傳到云端,需要使用數據的系統從云端直接獲取數據,既能保證數據的完整,也能保證數據的及時有效,實現高效的數據交換。同時,針對智能化執行系統內的所有設備和CSS 系統所有模塊的應用建立標準化的操作方法,并實施相應培訓、考核,確保體系的正常運轉。通過對MES 體系的實施,建立獨立的帶有激勵機制的使用情況反饋機制和渠道接收來自用戶的意見,合理整合意見,綜合考慮意見的合理性、合規性以及成本等方面,對體系進行優化。

通過項目的實施,主要實現了四個方面的效果:一是提升了企業智能制造水平。成果實施后,企業內場加工環節各主要生產線基本實現了智能化生產、在線

監控,局部零散工位全部實現自動化、半自動化生產。其他區域焊接工位基恩實現焊接設備的在線管理,其他工位自動化與半自動水平得到進一步提升,大大提升了企業智能制造能力水平,達到了國內領先,國際先進。二是提升了設計、生產、管理一體化水平。通過成果的實施,大大提升了企業數據信息搜集、分析、反饋、應用的效率,使得設計、生產、管理的相關數據實現了全方位的交互應用,真正做到了按照生產要求和企業實際開展完整、全面的設計,以全方位的設計信息全面指導生產,根據設計、生產的具體要求和指令開展管理和服務,切實提升了企業的生產、設計、管理一體化水平。三是對我國造船行業智能制造起到了示范、引領作用。成果的實施,進一步推動了我國船舶行業的智能化建設,使得我國船舶行業在近兩年內形成了一股智能制造的高潮,促使中遠川崎、金海重工等一大批骨干船企紛紛啟動了智能制造工作,對我國船舶行業智能制造起到了示范和引領作用,同時對我國船舶制造裝備企業研發、制造水平的提升具有很好的推動作用。四是提升了企業生產效率和建造水平。歐華通過成果的實施強化設計、制造管控,減少設計誤作、現場返工和等待,使得產品研制周期縮短22%以上,生產效率提高32%,降低運營成本20 以上%,中間產品對外報驗合格率大于95%,能源利用率提高12.7%,現有同等船型船塢、碼頭周期平均縮短30%以上,生產成本降低8%,企業技術、管理人員數量縮減至600 人,生產工人縮減至6000 人。

 (主要內容略)

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