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“三明”打造智慧工厂

云南中烟红云红河集团信息化建设纪实之智能制造篇
2016年02月25日 来源:《东方烟草报》 作者:鞠训科
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  烟草在线据《东方烟草报》报道  智慧工厂是什么样子?里面都是机器人在操作吗?和科幻电影里的一样吗?

  云南中烟红云红河烟草(集团)有限责任公司正着力打造烟草行业卷烟智慧工厂。这些工厂,普遍使用工业机器人,不过没有一个脑袋两条腿的机器人;这里信息互通的程度很高,机器自动运行,人员也很少,但是仍然需要人做最后决策……

  在信息化建设过程中,红云红河集团认为,打造行业智慧工厂首先是利用好现有资源,把握好先进性与前瞻性之间的平衡,在运用好自动化工艺及大数据等信息化技术手段的基础上,把“两化融合”、智能制造作为打造智慧工厂的主攻方向。

  耳聪目明:给设备装上“眼睛、耳朵和鼻子”

  每天早上,昆明卷烟厂生产二部设备技术室的郑森,上班后的第一件事就是打开电脑进入个人账户系统“看数”。上班不到10分钟,生产二部前一班和当前班的产量、质量、能耗、设备运行等数据便一清二楚。

  以往,郑森必须早起到各车间去巡查一遍,1个多小时之后才能了解大概情况。

  不仅是郑森,上到红云红河集团决策层,下到机台一线操作工,都可以随时查看本岗位相关数据和信息,以便进行计划排产、调度决策、维修保养等工作。

  这些信息和数据,为什么获取得这么快?

  “看,这个黄色的探头就是一个传感器。它可以在一秒内采集数十个设备实时数据,并及时上传到数采系统。”在昆明卷烟厂制丝车间,该厂信息管理部的彭世宇指着机器上的一个毫不起眼的“小螺栓”说。

  在昆明卷烟厂,信息设备无处不在。制丝车间的设备上、卷包车间的机台上、物流仓库的烟箱上,甚至是员工的工牌里,都有信息的影子。这些信息设备名称不一,或是传感器、电子看板、主屏幕显示屏,或是无线检测、红外感应设备、RFID电子标签等,但它们共同构成了昆明卷烟厂的“眼睛、耳朵和鼻子”。

  装上了“眼睛、耳朵和鼻子”的设备,能够“看到、听到、闻到”生产现场的最新情况,然后将这些情况转化为数据传递到“大脑”——综合信息系统。经过汇总分析后,系统反过来为管理层或一线操作工提供预警、预处理,甚至进行紧急事件的保护性处理。

  物物相连,万物有“灵”。

  红云红河集团在建设智慧工厂的过程中,利用物联网技术实现从“制造”转变为“智造”:及时准确地采集生产线数据,几十万个数据的处理结果可以清楚掌握生产流程,提高生产过程的可控性,减少生产线上的人工干预,合理编排生产计划与生产进度。

  不仅仅在昆明卷烟厂,物联网技术也被红云红河集团其他下属工厂运用到生产各环节中,从原料的加工、仓储、醇化到制丝、卷包、装箱、物流整个过程,关键物料及装备都有信息设备。不同的装置可以互相沟通,人机物之间能够彼此进行交流,各生产线之间、各车间之间、各工厂之间实现了信息共享,进而大幅提高生产效率,降低制造成本。

  可视透明:打开车间管理“黑匣子”

  车间管理的“黑匣子”,也就是通常所说的“车间暗箱”。

  曲靖卷烟厂制造一部主任杨剑锋告诉记者,所谓“车间暗箱”,即企业无法实时在线掌握车间动态生产信息的一种状态。这种状态下,生产运行期间的所有数据信息,就像被“锁”在匣子或暗箱里一样,无从知晓。只有在生产结束之后,企业才能获得有关数据。

  车间“黑匣子”是精益生产的大敌,也是智慧工厂的绊脚石。无法实时或及时获取生产相关信息,智能制造和智慧工厂也就无从谈起。

  打开车间“黑匣子”,曲靖卷烟厂使用的“钥匙”是能够实现实时数采的3D可视化系统,即“曲靖卷烟厂生产过程数字化透明管理系统”。

  在曲靖卷烟厂生产调度指挥中心,液晶屏幕上正在通过三维虚拟现实化方式对生产状况进行实时监控:产区360度动态漫游、车间全方位实时生产动态漫游……据悉,中心的大屏幕可随时监控全厂各部门生产运行情况,并调取相关数据。

  管理可视透明,是红云红河集团对管理粒度精确程度的要求。据悉,红云红河集团通过MES系统(生产制造执行系统)扩展管理粒度精确程度。MES系统包括两个层次,即集团层和工厂层,两个层次对管理粒度的要求各不相同。一体化设计框架下,集团总部打造统一的生产指挥平台,各生产厂打造实时的生产执行管控平台。目前红云红河集团有的生产厂通过MES系统使生产的管理粒度已经具体到了机台、岗位和个人。

  同时,MES系统能够帮助红云红河集团实现生产精益化管理,实现生产计划管理、生产过程跟踪、生产统计管理、产品规范管理、品质控制管理、对标创优管理、数据采集等功能,增强集团层面多点生产的指挥协调能力,保障生产快速响应市场需求,实现对生产工艺和产品质量的有效控制。目前,通过集团总部和昆明卷烟厂、红河卷烟厂、曲靖卷烟厂、乌兰浩特卷烟厂MES系统的应用,红云红河集团有效提升了对生产全过程的感知能力、评价能力、协同能力、分析能力和管控能力。

  目标明确:迎着“两化融合”的朝阳奔跑

  红云红河集团智慧工厂是这样一幅场景:

  高度自动化的车间和操作台上,全厂内置或外装的数以万计的传感器随时读取数据,实时数采等系统批量读取产量、质量、绩效指标等重要信息,监测设备状态,保障设备正常运行。

  这样的智慧工厂,实际上是“两化融合”——工业化和信息化融合理念下的智能制造工厂的雏形。有专家认为,制造业已经成为信息产业的一部分。智能制造是传统制造业转型升级的方向,智慧工厂将引领制造业的未来。红云红河集团打造的智慧工厂,是基于新一代信息通信技术的新型制造模式,以提高生产效率和产品质量、降低运营成本和资源能源消耗为主要目标的新工厂模型。

  精益生产是打造智慧工厂的目标之一。打造智慧工厂必须进行自动化和信息化的顶层设计和整体规划。近年来,在“两化融合”等政策的带动下,许多工厂都实施了自动化和信息化改造,效果却不尽如人意。红云红河集团认为,出现这一问题的原因主要在于没有从“两化融合”的角度对智慧工厂加以整体规划。一些工厂搭起了信息化框架,但生产计划、生产指令等并不能直接下达到最基层,最终设备操作还是完全由人工控制。

  2015年12月20日下午3点半,在红云红河集团红河卷烟厂,记者刚进生产车间就看到大屏幕上展示的以下内容:

  卷包实时产量:2682.8箱;完成率:97.5%;

  一车间实时产量:887.2箱;完成率:96.2%;

  GDX2机型实时产量:750.4箱;完成率:95.9%。

  据悉,红河卷烟厂从部门数据到各车间、各机型到各机组的实时产量与完成率,都自动从MES系统中采集相应的信息进行实时运算发布。生产相关部门管理人员和一线操作工能实时了解到整体生产水平,各机组也能实现自我水平判定和价值衡量。

  2010年到2011年,红云红河集团对生产系统的信息化建设进行了统一规划,注重工业控制层、生产执行层和管理协同层的一体化设计,实现集团生产一体化管控。具体建设中,红云红河集团将业务数据、实时信息、流程管控构成一个有机整体,共同实现集团化MES体系架构,加强集团总部对各生产厂生产管控力度,基本实现了管理层、执行层和操作层的零距离无缝连接。

  除了信息化建设起步较早的昆明卷烟厂、红河卷烟厂、曲靖卷烟厂之外,会泽卷烟厂、新疆卷烟厂、乌兰浩特卷烟厂也在集团的总体推进之下,以“统筹规划、统一领导,应用主导、资源共享,安全高效、务求实效”为原则,分别结合自身实际情况,积极开展信息化建设工作。在信息化深度融入企业生产的核心业务、信息化驱动生产制度创新及管理创新等方面努力实现与集团各生产厂齐头并进。

  下一步,红云红河集团将进一步落实《中国制造2025》,加速新一代技术的集成实施,积极推进智能制造单元、智能车间、智能工厂和智能制造系统升级,打造柔性化、智能化、高端化、绿色化的现代生产体系和发展模式。同时,集团将更加注重工业控制层、生产执行层和管理协同层的一体化设计,全面提升自动化、数字化、网络化、智能化水平。通过智能生产系统的打造和深度应用,全力推动两化深度融合,积极探索工业4.0实现之路。

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