中小企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型案例11 南京中遠(yuǎn)海運(yùn)船舶設(shè)備配件有限公司基于“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”融合應(yīng)用推動(dòng)船舶關(guān)重件自主可控
時(shí)間：2022-03-29
一、案例簡(jiǎn)介
南京中遠(yuǎn)海運(yùn)船舶設(shè)備配件有限公司（以下簡(jiǎn)稱南京船配）基于“戰(zhàn)略目標(biāo)—優(yōu)勢(shì)需求—能力打造”頂層設(shè)計(jì)，聚焦業(yè)務(wù)痛點(diǎn)，應(yīng)用5G、機(jī)器視覺(jué)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)，開(kāi)展數(shù)字化研發(fā)、制造和服務(wù)平臺(tái)建設(shè)及應(yīng)用，推進(jìn)數(shù)物融合，構(gòu)建產(chǎn)銷(xiāo)協(xié)同-數(shù)字流貫通生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)體系，提升產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)出效率和效益水平。通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘、價(jià)值創(chuàng)造延伸，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)賦能，推動(dòng)船舶關(guān)重件自主可控。
二、總體規(guī)劃
在企業(yè)資源和能力有限的條件下，南京船配聚焦高價(jià)值競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，選擇“企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)－優(yōu)勢(shì)需求－能力打造”目標(biāo)路徑，從業(yè)務(wù)、運(yùn)營(yíng)、組織、技術(shù)等各個(gè)要素環(huán)節(jié)的數(shù)字化改造著手，圍繞關(guān)鍵技術(shù)突破、高質(zhì)量產(chǎn)業(yè)化、供應(yīng)鏈高效協(xié)同，應(yīng)用5G等新一代信息技術(shù)，開(kāi)展關(guān)鍵工序建模仿真、專家系統(tǒng)建設(shè)，搭建數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺(tái)；開(kāi)展智能單元/數(shù)字車(chē)間建設(shè)，搭建數(shù)字化制造平臺(tái)；開(kāi)展產(chǎn)供銷(xiāo)流程信息化，搭建數(shù)字化服務(wù)平臺(tái)。全面打造設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造、協(xié)同服務(wù)能力，逐步推進(jìn)產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)智能化、用戶服務(wù)敏捷化、產(chǎn)業(yè)體系生態(tài)化。
圖1 數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略目標(biāo)導(dǎo)視圖
2015-2020年間，在頂層設(shè)計(jì)框架下，南京船配通過(guò)4個(gè)階段循序推進(jìn)，成功實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型：強(qiáng)化精益管理，夯實(shí)基礎(chǔ)管理能力；構(gòu)建互聯(lián)互通通訊系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在線、裝備組態(tài)監(jiān)控；開(kāi)展數(shù)據(jù)挖掘利用，驅(qū)動(dòng)管理及持續(xù)創(chuàng)新；基于產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)管理，開(kāi)展遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)，探索共性技術(shù)跨界延伸，重構(gòu)價(jià)值鏈。
圖2 數(shù)字化轉(zhuǎn)型頂層設(shè)計(jì)架構(gòu)圖
三、具體舉措
（一）基本原則
頂層設(shè)計(jì)，需求引領(lǐng)。自上而下，全員同頻。聚焦痛點(diǎn)，量力而行。
（二）推進(jìn)精益管理和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，夯實(shí)數(shù)字化應(yīng)用基礎(chǔ)
隨著先進(jìn)制造業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)離散制造的低效、高成本特點(diǎn)已無(wú)法滿足和適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)需求。南京船配選擇全面精益管理，推進(jìn)貫穿于生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和管理各個(gè)環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。通過(guò)精益管理和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，規(guī)范生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過(guò)程，降低不必要的過(guò)程浪費(fèi)損耗，促進(jìn)生產(chǎn)效率和品質(zhì)提升，為數(shù)字化應(yīng)用提供良好的氛圍和環(huán)境。
（三）開(kāi)展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，完善網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)
建設(shè)信息化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、數(shù)據(jù)庫(kù)、信息安全、信息標(biāo)準(zhǔn)化等，為數(shù)據(jù)信息分布、識(shí)別、存儲(chǔ)、交互提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和安全保障。通過(guò)采用5G、工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線及分布式控制系統(tǒng)（DCS/PLC），實(shí)現(xiàn)設(shè)備“接口開(kāi)放、機(jī)器上網(wǎng)”，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和終端連接數(shù)量，構(gòu)建完整的車(chē)間信息通信系統(tǒng)。以車(chē)間信息通訊系統(tǒng)為基礎(chǔ)，借助云計(jì)算系統(tǒng)，搭建統(tǒng)一計(jì)算、存儲(chǔ)資源池，為各項(xiàng)業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的高可用性提供支撐。
（四）產(chǎn)品數(shù)字化、工藝標(biāo)準(zhǔn)化、單據(jù)電子化、要素條碼化
規(guī)范圖紙、工藝、配方等技術(shù)文檔的流轉(zhuǎn)和管控，借助工藝設(shè)計(jì)及文檔管理軟件（PDM），完成產(chǎn)品基礎(chǔ)信息及技術(shù)資料的數(shù)字化。通過(guò)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),將產(chǎn)品基礎(chǔ)信息、技術(shù)文檔、工藝路線、工藝卡片、物料BOM信息集成到數(shù)字編碼中，形成具有唯一性的產(chǎn)品編碼，實(shí)現(xiàn)包括產(chǎn)品識(shí)別、工時(shí)定額、材料定額、生產(chǎn)參數(shù)等工藝數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化。取消現(xiàn)場(chǎng)紙質(zhì)工單、圖紙等流轉(zhuǎn)，完成圖紙、生產(chǎn)加工跟蹤卡等表單的電子化。將人員、設(shè)備、物料等生產(chǎn)要素信息與產(chǎn)品編碼信息，按照工號(hào)批次，進(jìn)行條碼化。
（五）裝備自動(dòng)化，作業(yè)直接到工位，工藝直接到設(shè)備
有序推進(jìn)裝備自動(dòng)化、智能化改造/更新，通過(guò)裝備自動(dòng)化集成，將車(chē)間內(nèi)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)設(shè)備及監(jiān)控系統(tǒng)融為一體。圍繞業(yè)務(wù)實(shí)際，量身定制生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），對(duì)接ERP與PDM系統(tǒng)，作業(yè)人員在MES系統(tǒng)接收生產(chǎn)任務(wù)的同時(shí)，與工單關(guān)聯(lián)的作業(yè)程序配方號(hào)，通過(guò)設(shè)備組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）自動(dòng)推送到工段集控平臺(tái)，并自動(dòng)調(diào)用工控系統(tǒng)集成的設(shè)備動(dòng)作路徑、程序及各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的同時(shí)，實(shí)時(shí)反饋生產(chǎn)過(guò)程設(shè)備狀態(tài)、工藝執(zhí)行參數(shù)信息，同步存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)現(xiàn)計(jì)劃下達(dá)、工藝推送、產(chǎn)能評(píng)估、排程排產(chǎn)、作業(yè)派工、看板作業(yè)、報(bào)檢報(bào)工、終檢入庫(kù)、物流發(fā)貨、質(zhì)量溯源等業(yè)務(wù)的“數(shù)字流”貫通，完成生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的“人機(jī)料單合一”。
（六）生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)采、提高產(chǎn)品質(zhì)量綜合管理水平
深入分析業(yè)務(wù)場(chǎng)景質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集、傳輸、記錄、分析、溯源等需求，采用基于5G通訊技術(shù)的視覺(jué)識(shí)別檢驗(yàn)、無(wú)線量具采集、視頻引導(dǎo)監(jiān)測(cè)，搭建基于云計(jì)算技術(shù)的智慧質(zhì)量管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全流程質(zhì)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、動(dòng)態(tài)分析、自動(dòng)響應(yīng)、快速預(yù)警。應(yīng)用智能檢測(cè)裝備，融合缺陷機(jī)理分析、物性成分分析等技術(shù)，應(yīng)用在線檢測(cè)、分析和結(jié)果判定技術(shù)，改善和提高產(chǎn)品質(zhì)量綜合管理水平。
（七）數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化、流程可視化，數(shù)據(jù)直接到管理
基于作業(yè)源頭全流程數(shù)采、數(shù)據(jù)記錄，通過(guò)MES系統(tǒng)報(bào)表功能模塊，按崗位角色權(quán)限，各級(jí)管理層可通過(guò)監(jiān)控大屏、桌面/移動(dòng)終端、實(shí)時(shí)查看圖表化的進(jìn)度、質(zhì)量、效率等管控?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)行輔助管理決策，提升異常響應(yīng)及部門(mén)協(xié)同效率。
通過(guò)產(chǎn)品數(shù)字化、工藝標(biāo)準(zhǔn)化、要素條碼化、單據(jù)電子化、裝備自動(dòng)化、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化、流程可視化，打通各業(yè)務(wù)信息管理系統(tǒng)，融入各管理體系，完成系統(tǒng)架構(gòu)搭建，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)信息交互共享，數(shù)據(jù)采集、分析、反饋，透視管理，賦能決策。
四、工作成效
南京船配圍繞關(guān)鍵技術(shù)突破、高質(zhì)量產(chǎn)業(yè)化、供應(yīng)鏈高效協(xié)同，產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合，從技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用、組織管理變革入手，著力打造數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺(tái)、數(shù)字化制造平臺(tái)、數(shù)字化服務(wù)平臺(tái)，通過(guò)數(shù)據(jù)賦能，實(shí)現(xiàn)了敏捷反應(yīng)、迭代優(yōu)化。
一是通過(guò)數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺(tái)應(yīng)用，開(kāi)發(fā)了系列多場(chǎng)多尺度動(dòng)態(tài)耦合有限元分析模型，建立了各工序質(zhì)量免疫系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、反饋，數(shù)據(jù)不斷迭代優(yōu)化，新品開(kāi)發(fā)過(guò)程由原始的“試驗(yàn)分析”，到“有限元分析+試驗(yàn)分析”，再到“數(shù)據(jù)分析”的大轉(zhuǎn)變，助力了核心技術(shù)的突破，產(chǎn)品研發(fā)周期縮減50%，單一型號(hào)產(chǎn)品研發(fā)成本降低80%，原材料綜合利用率較韓國(guó)同行企業(yè)提高8%。
二是基于數(shù)據(jù)對(duì)標(biāo)分析，改善管理。通過(guò)對(duì)包括設(shè)備利用率、產(chǎn)出及時(shí)率、刀具物耗、一次合格率等數(shù)據(jù)分析挖掘，及時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)劃編排、質(zhì)量波動(dòng)、設(shè)備故障、協(xié)同效率存在的業(yè)務(wù)痛點(diǎn)，先后完成18項(xiàng)改進(jìn)及3項(xiàng)業(yè)務(wù)流程優(yōu)化。產(chǎn)品生產(chǎn)周期由之前的平均34天縮短到28天，產(chǎn)能提升約60%，全員勞動(dòng)生產(chǎn)率提高55%，成品合格率由之前的91.5%提高到94.1%。
三是基于流程優(yōu)化再造，實(shí)現(xiàn)全流程、全要素實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分享，生產(chǎn)堵點(diǎn)、管理盲點(diǎn)全面暴露，徹底打破部門(mén)條塊分割壁壘，協(xié)同效率顯著提升。僅生產(chǎn)輔助耗材采購(gòu)每月就減少700多張單據(jù)、2000多個(gè)審批流程點(diǎn)，庫(kù)存占比下降到20%，盤(pán)活庫(kù)存流動(dòng)資金約800萬(wàn)元，設(shè)備利用率由63%提高到72%。
四是通過(guò)建設(shè)智慧質(zhì)量管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)判別，改變了在線檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?，取消專職檢驗(yàn)員首檢，大幅縮短了檢驗(yàn)等待時(shí)間，提升檢驗(yàn)效率超過(guò)200%。自動(dòng)化無(wú)損探傷檢測(cè)線應(yīng)用，降低了職業(yè)健康風(fēng)險(xiǎn)，檢驗(yàn)效率提升超過(guò)140%。
五是建成全球領(lǐng)先船用低速機(jī)柴油機(jī)排氣閥桿數(shù)字車(chē)間，具備國(guó)內(nèi)自主產(chǎn)業(yè)化能力，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)空白，擺脫長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的被動(dòng)局面，同時(shí)還對(duì)日韓壟斷的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)給予嚴(yán)重沖擊，為國(guó)內(nèi)造機(jī)企業(yè)節(jié)約了1.5億元的生產(chǎn)成本。