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案例三

SmartNest企業版在山推的成功實施與應用

2011年2月,智格套料管控軟件在我國最大的工程機械企業之一山推工程機械股份有限公司的套料軟件項目招標中,通過廠方近一年時間的嚴格考察評比,以其卓越的性能和齊備的功能,一舉擊敗國外三款著名排料軟件而中標。經過一年多的應用,目前該公司一工廠(老廠)和二工廠(新廠)已全面應用智格套料管控系統進行數控切割下料優化與結構件生產管控,山推工程機械股份有限公司材料成型事業部成為國內技術領先、成效顯著的數字化工廠!  

一、山推股份材料成型事業部簡介

山推股份材料成型事業部分為制造部、保障部、技術部、管理部和商務部五大部門。其中:商務部主要負責物資采購與市場營銷;管理部負責公司的運營管控和成本控制等;技術部負責產品設計、制造工藝與質量控制等;制造部負責制造管理,包括生產計劃與調度和對切割下料、金屬加工與成型等工段的生產過程管理;保障部主要負責設備管理和物品管理,為高效、安全生產提供保障。

材料成型事業部的生產工藝流程大致如下:


商務部接收生產訂單后,首先由技術部對訂單產品進行圖紙評審并進行制造工藝設計,同時由管理部對該訂單進行成本預測并將計算結果反饋給商務部用于訂單評估和報價;公司將接受的生產訂單下達給制造部,由制造部根據實際情況來制定生產計劃、安排各工段的生產(包括下料、加工、成型);在生產過程中由保障部負責設備維護管理和板材等物品供應,以保障生產過程的正常進行;同時由技術部對產品及其制造過程進行質量管理,以保證生產出合格的產品。

在上述工藝流程中,鋼板下料生產的效率與材料的優化利用率對最終產品的成本有著重要的影響。目前金屬成型分公司主要用FastCAM軟件進行排料編程,由于該軟件功能有限,基本還是靠人工拼樣排料,不僅效率低,而且材料利用率不高,直接導致產品成本增加,因此迫切需要實施計算機優化套排料與下料過程信息化管理,利用計算機的高速運算和數據處理能力,結合下料規范化管理,將使鋼板利用得到優化,從而大大提高材料利用率。

二、項目需求

山推股份材料成型事業部目前的板材下料及生產管理現狀可概括如下:

— 缺乏實用的優化排料編程軟件,以手工排料為主,生產效率低,材料利用率不高。據了解,目前公司的材料利用率只有71%左右,還有較大的提升空間。

— 缺乏對整個下料生產過程的優化與有效管控,材料利用難以全局優化,設備產能難以有效均衡與提升。目前公司擁有各種類型的數控切割機多達40臺(火焰切割機、等離子切割機、激光切割機),如果這些設備能夠得到更加優化合理的使用,應該還有一定的產能提升空間。

— 缺乏生產管理信息化平臺,不能對包括下料、加工、成型及焊合的整個生產過程進行信息化管理,整個生產效率受到影響,制約著公司產能的進一步提升。

— 雖然技術部采用了PDM對產品數據進行管理,但因無法與生產系統進行集成,數據不能共享,PDM系統的作用不能充分發揮。

因此,山推股份材料成型事業部對下料管理系統的基本需求可以概括如下:

— 技術層:統一采用一種高效實用、操作簡單的優化排料編程工具,取代人工排料,提高工作效率,優化材料利用,提高材料利用率。

— 管理層:規范下料生產管理流程,構建涵蓋切割下料、機械加工、成型與焊合工段的整個生產管理信息化平臺(CMS),對下料資源及生產過程進行統一管控,提高整個公司的生產效率。

— 設備層:搭建下料設備DNC系統,實時獲取車間現場信息,實現ERP/CMS/DNC集成,實現整個下料生產過程的數字化制造。

材料成型事業部希望通過本項目的實施達到如下預期效益:

1.提高材料利用率,降低產品成本

采用自動與交互相結合的優化套排料技術對整個車間甚至全廠的板類零件進行集中下料,利用計算機優化排樣技術進行多種下料零件的混合套排,必將大大提高山推的材料利用率,降低產品的材料消耗,從而降低產品成本。此外,還可對下料零件進行計算機輔助工藝優化(如防變形切割、共邊切割、多零件連割、多割炬切割等)來進一步提高生產效率,提高產品質量。通過本項目的實施,預計可提高材料利用率3%以上,降低生產成本10%左右。

2.提高企業的生產管理水平

傳統的下料生產流程中,產品設計和排料切割相互孤立,而且缺乏統一的材料定額控制和成本管理環節。其后果之一是數據的一致性差,存在數據的重復輸入,生產中數據出錯的可能性較大,產品質量難以保證;二是切割套排料方案完全控制在工人手中,隨意性大,材料消耗難以控制、統計和管理,使得鋼板消耗成本不可控。通過本項目的實施,將板材優化套排料技術與信息化技術相結合,將對下料零件和鋼板信息進行集中管理,對全廠的材料需求計劃、定額、采購、發放、消耗、廢料等全過程乃至整個產品的生產過程進行統一的計算機控制和管理,對排料和鋼板利用率進行全局優化,對材料消耗定額和生產成本進行統一管理和控制,使企業的下料生產環節在管理方面邁上一個新臺階,實現向管理要效益。通過本項目的實施,預計可縮短訂單的制造周期20%左右。

3.提高企業的經濟效益和社會效益

可量化的經濟效益包括生產率和流動資金利用率的提高、材料消耗的降低、廢次品的減少和產品利潤的上升等,難以直接量化的企業戰略效益包括市場競爭能力的增強、企業整體水平的提高、企業知名度的升高等。社會效益主要體現在保證按合同交貨和產品檔次的提高。降低企業對人員素質的要求,降低勞動強度;使廣大工程技術人員走出事務性抄寫的重復勞動,集中精力于工藝研究和技術進步;由于材料利用率與切割效率的提高將直接導致能耗與資源消耗的降低,從而產生節能減排的顯著社會效益。

三、解決方案

SmartNest采用C/S分布式系統架構,對山推金屬成型分公司的生產全過程進行信息化管理和下料優化,是一套完整的生產管控與制造執行系統(MES)解決方案。SmartNest解決方案的核心理念是從技術(排料效果最優化)和管理(生產管理信息化)雙重環節來解決材料利用率問題,改善整個生產系統的生產效率與制造成本。

SmartNest(山推版)解決方案總體架構如下圖所示:


SmartNest(山推版)套料管控系統的主要功能有:客戶訂單管理、下料產品及工藝管理、生產計劃管理、切割零件管理、鋼板及余料管理、優化套料與NC編程、套料管理、切割任務與設備管理、生產過程管理(MES)與切割設備聯網(DNC)等。

以下是SmartNest(山推版)軟件系統的部分界面截屏圖:

下料產品管理

生產計劃管理

切割零件管理

板材及余料管理

自動套料與NC編程

套料圖及報工管理

切割任務與設備管理

下料生產過程管理(MES)

四、實施效果

目前,智格套料管控系統已在山推工程機械股份有限公司材料成型事業部的兩個工廠(新廠和老廠)得到全面實施,整個事業部的訂單管理、生產計劃、套料編程、生產管控等全部應用SmartNest套料軟件。通過一年多的實施,初步估算山推股份材料成型事業部的材料利用率提高2%,排料效率提高50%,切割效率提高20%,切割成本降低10%,設備產能提高10%,制造周期縮短了15%。

   

 

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