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信息技术支撑的新型工厂
          
——记数字化工厂北一大隈


    在北一数控机床生产基地,有一颗灿烂的新星——中日合资北一大隈。人们走进清洁明亮的厂房,确实眼睛一亮,无不感叹地说,这才叫现代化工厂。北一大隈按照日本本土大隈机床公司的标准建造,经营上也透彻体现了精益生产管理。

1.  数字化车间数字化制造

全自动化车间

每台加工设备都是企业网络中的一个节点

    北一大隈是按照网络化工厂建造的,每一台加工设备、每一个装配工作地都是企业网络中的一个节点,建厂时首先在车间地下铺设了网络,如图所示。按照工厂布局,装配工段、加工机床分组连接到一个个单元控制器(型号为Macman)上,然后上联企业网。

 

单元控制器

     控制工厂底层制造设备的是单元控制器MacMan,它接收工厂ERP系统下达的生产计划后,按照P(计划)、D (计划执行)、|C(检查)、 A(对策) 的循环工作,然后将实际完成情况反ERP系统。下面分别简单叙述MacMan的功能。

① 生产作业任务优化排产

    ERP系统下达各订单(零件、部件)开工日、完工期的指令,同时下达各订单的加工工艺指令,MakMan据此进行加工作业优化排序,然后将各工序任务分派到各机床。

   在进行加工作业优化排序时,要考虑各个工件的加工顺序及工艺文件上指定的加工设备、工序加工工时定额。例如:

MakMan生成的计划如下面屏幕所示。

② 按计划执行

    机床旁的MakMan终端显示此机床的作业计划。工人从画面选择作业,按下开工键后进行作业准备工作。作业全部完工后、按下完工键,报告完成

③ 进度确认
    加工工段的班长在MakMan画面上显示的按各机床/各工序的开工预定日排序的一览表上确认完工工序、未开工工序、开工中的工序

④ 窝工等的对策     

       系统屏幕上信息及时反映了车间实际生产进度。每天早上,要根据实际完成情况调整作业计划。即考虑前一天的窝工和当天的预定任务,重新安排当天的作业计划。在北一大隈的底层自动化设备中,有序控制三台加工中心的加工作业,而且控制机床后面的托板库,自动将完成工序加工的工件托板送回立体库,又将托放待加工工序工件的托板送到指定加工中心。这条柔性制造线可以做到48小时无人操作。 
 
2. 数字化精益生产管理

    北一大隈具备了优良的制造资源,但是能否充分发挥这些资源的效益,还需要精良的管理。北一大隈在筹划建厂时就同时筹划基于数字化的管理模式。当北一大隈筹建组选择了并捷公司作为信息化依托单位后,并捷立即派员到大隈日本本土公司考察,学习大隈的生产管理模式,剖析他们运行的BAAN公司ERP系统,回国后着手进行EMIS系统的二次化开发。经过一年半的实施,确保了该厂正常的经营管理,实现了企业预定的管理目标。

1) 每台机床按客户要求定制,交货期却能缩短到20天到2个月

   大隈在产品设计中充分考虑了系列化、标准化、通用化。产品系列中有大量的通用件,为了满足不同客户的需求,在某些部件层、组件层、零件层又有各种选择件。因此,除了为满足个别客户的特殊需求,需要为专用件定制开发外,一般情况下,用系列产品中通用件和各种选件就可以按照客户个性化需求定制成几百种产品。有了这样的规范化产品设计,使实现大规模定制生产成为可能。
    过去,为了满足客户的特定需求,不少软件公司提供了产品配置功能,企业安排生产时也有将通用件预投的做法,但是没有形成一套完整的、高效率的系统。在北一大隈,实现了一套系统的大规模定制的管理方法。

并捷在大隈的实施模式要点如下。

    首先,建立系列产品结构EBOM(包含组件GBOM、展开组件的制造PBOM两级),EBOM中凡是有选件的上挂虚拟组件,然后,按客户订单的特定要求建立客户订单CBOM。

   计划系统实施流程如下图。

按图示方法实现以客户需求为中心的生产计划管理:

  • 实现按客户要求(客户定义产品配置)来定制生产(称BTO)
  • 尽可能缩短产品交货周期
  • 尽量发挥批量生产经济效益
  •     在北一大隈,每天做一次MRP净 变化运算。 此外,软件系统中还考虑了许多应对扰动计划的情况,例如:按工艺变化调整工艺、代料发放、按设计变化调整物料发放、时间紧迫时将工作令分票处理等等。

    2) 26个库房、1万5千多种物料,只有1个库管员

        由于在北一大隈实现了基于网络、数据库的信息化管理,优化了管理流程。在物流、资金流传递过程中取消了大量传统管理的凭证。例如完全根据MRP生产计划备料,领料单取消了。下达MRP计划时,就产生了对下层物料的占用,同时在库房文件中生成了备料清单,一旦车间确认领料,这些记录就作为成本核算的依据。此外,在物流周转环节使用条码,也大大减轻了管理人员的工作量和减少差错。因此,尽管每天有大量的采购入库、外包发料、加工车间领料、加工车间交库、外包入库、配套发放等业务处理,但只有1个库管员,就胜任了对库存物料、资金的管理工作。

     

    3) 跟踪到零件级的实际成本核算

        传统的ERP系统在进行MRP运算时有明确的时间目标——按承诺客户的交货期倒推投入/产出计划。 但是,对成本管理缺乏计划和控制,主要是事后核算。在北一大隈,把时间、成本两个目标有机地结合起来考虑,形成一个统一的、上建立计划成本BOM,计算每一层次物料的计划成本,作为产品报价、产品成本差异分析的依据。

  • 生产过程成本控制
  •     在材料成本控制方面,库房根据MRP计划的材料定额、使用时间发料,发料信息直接作为核算实际材料成本的依据;工人的绩效考核源于车间生产统计,车间汇报实做工时要和计划工时比对。北一大隈以严格绩效考核的方法控制直接人工费用。

  • 跟踪物流的产品、部件、零件的实际成本核算
  •     由于下达MRP计划时,为每个产品、部件、零件的生产都赋以了一个生产令号。因此,实际成本核算对象可以跟踪到部件乃至零件级。按令号发料就记录下直接材料成本;按令号生产,跟踪工艺进程单的工序完工汇报,就可以统计出实际人工费用。
        在每月结转产品实际成本时,先和计划成本结构比对,保证不缺项,避免了过去手工管理时曾经出现过的增加了专用部件却比基型产品成本低的不合理结算。对于跨月生产的部件、零件,按月结转实际成本时,先根据跟踪生产过程记录的成品、在制品工时汇报数计算在制品当量,然后转出合理的成品成本。

  • 为成本分析奠定基础
  •     在物流周转环节中,增加了许多为了财务分析的分类标记。例如:库房发料时注明生产领料、外包领料、废品领料等分类信息;根据实做工时统计各个环节的人工费用。 这样,为成本分析奠定了基础。

    4) 对物流的全面财务控制和监督

        北一大隈的CIO是财务总监,因此,她更重视用财务的合法性来要求实现物流的合法性。为支持财务渗透到前端业务的管理,软件功能需要进行不少改进。因为物流管理的对象往往是针对生产、采购项目,而财务帐往往是针对往来单位,因此,互相之间有一个多对多的勾对问题。此外,物流部门管物,财务部门管钱,经常是物到钱未到,物流帐和财务帐存在时间差问题。财务部门控制业务突出表现在以下方面。

  • 财务部门严格控制应付款金额
  •     财务部门通过网络监控采购需求、审核采购合同、到货情况、合格数量,并对照发票核对,每一张发票勾对哪个合同中的哪些批次到货,使应付款金额合理。

  • 财务部门严格控制付款对象
  •     每次分配采购资金,与应付款细目一一对应,不可能挪为它用。以这样的精细管理改变了过去分了采购资金控制不住用途或者搞不清楚付了哪笔款的情况。

  • 财务部门监控应收款
  •     财务部门通过网络监控销售合同、产品出库、发运、销售发票,发票与应收帐对应,保证按合同、按实际发货情况跟踪收款。

        北一大隈设计能力是年产值12亿人民币。投产后生产量在逐步增加。产值1.5亿时,全公司职工只有85人(工人和管理干部各一半),年人均劳动生产率约180万。随着生产量的加大,人均劳动生产率还会继续提高。这在机械制造行业中,生产效率是很高的。高效益的原因不仅是因为生产自动化程度高,还源于通过信息化实现了精细管理。可以说,北一大隈为我国制造企业树立了一个通过信息化实现新型工业化的范例。

     


     
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