工艺信息化助力上海电机构建数字化企业

上海电气集团上海电机厂有限公司

【企业简介】


上海电气集团上海电机厂有限公司(以下简称上海电机)是中国装备制造业最大的企业集团之一的上海电气集团下属的一家具有现代化生产规模的综合性电机制造大型企业,中国机械工业500强,拥有大中型汽轮发电机、水轮发电机设备、交直流电机等九大类、132个系列、5000多种规格的电机电器产品,大中型交直流电机占全国电机行业的三分之一。生产经营规模、市场占有率及综合经济效益等均名列全国同行业前茅,产品远销世界38个国家和地区。


上海电机始终坚持运用信息化手段进行企业的建设和管理,在上海电机的国际化发展战略、技术及产品创新战略发展进程中,信息化建设发挥了重大作用。


【合作历程】


2006年8月,引入开目工艺管理系统(CAPP系统)进行工艺信息化建设,并开始了开目工艺管理系统(一期)实施应用。


2007年10月,实施应用开目工时管理系统,以提高工时定额的准确性和效率。


2008年11月,实施应用工装管理系统,以实现工艺装备的全生命周期管理。


2010年8月,实施应用基于 三维CAD的可视化装配工艺规划系统、工艺质量管理系统


2011年6月,展开工艺管理系统深化应用,进行应用拓展、性能优化、功能改进。


【信息化背景】


上海电机厂生产方式主要是多品种、单件、小批生产,按条线进行管理。上海电机厂在实施CAPP系统之前,就已具备良好的信息化基础,设计部门已经有PDM系统,生产部门也在使用ERP系统,CAPP系统实施的目标不仅仅是管理好工艺相关的业务,也必须充当上下游信息系统的桥梁,紧密集成及传递相关信息,为ERP提供材料、工时等成本核算数据,工艺路线、工作中心等生产计划编制数据,以及物料清单等基础数据,为缩短生产制造准备周期提供可能,加速推进企业发展。


企业关注并期待解决的问题如下:


1)解决手工编制工艺文件和工艺汇总工作量大、效率低、及易出错的问题


2)解决协同工艺设计的问题


3)解决工时、工装和工艺质量管理问题


4)解决各种管理系统间的数据相对独立,数据更新不同步的问题


【解决方案】



上海电机厂典型工艺管理流程示意图


1) 针对大型电机、高速电机、中型电机三类主导产品,分别建立相应的专业工艺组。其他工艺组主要是编制先行工艺,为这三个产品组服务为主。


2)工艺部门根据进行工艺卡片的编制、工艺装备明细表的汇总、工艺路线的汇总,工装设计(复制、修改)任务书编制,完成后进行工艺文件会签。会签批准后交给材料定额组进行零部件的材料定额卡的编制,全部完成后,将产品图纸与工艺卡片、工艺路线表、工装设计(复制、修改)任务书、材料定额卡一起交回档案室进行统一管理。工艺文件归档后,车间进行工时编制,制造部进行工装设计。


3)各工艺组设计划员,统一进行了工艺任务的分派、工艺卡片编制工作的协调以及工艺路线的汇总。


4)因为每个零件在加工时会在多个车间进行流转,所以存在多人协同工作,并行完成工艺设计任务。


5)工时和材料独立管理,不依附于工艺卡片。


6)大量工装,工艺人员下发工装任务后,由工具分厂完成设计、复制、修改。


7)纸质归档


【信息化应用】


在前期项目规划过程中,双方围绕企业核心业务需求及信息化建设的总体规划,确立了本项目实施所期望达到的具体业务目标。并根据业务目标,将项目的实施分为以下几个阶段:


第一阶段:工艺文件编制、汇总、签审和电子签名


第二阶段:工艺过程管理,与PDM/ERP系统的集成


第三阶段:工时管理系统


第四阶段:工装全生命周期管理


第五阶段:基于三维CAD的可视化装配工艺规划


第六阶段:工艺质量管理系统


1)工艺卡片编制、汇总、签审和电子签名


对于工艺卡片编制、汇总、签审和电子签名,上海电机厂CAPP系统进行了以下一些工作:


① 利用表格定义工具和工艺规程管理工具实现工艺卡片标准化


② 利用图文表一体化的工艺卡片编辑平台快速进行卡片编制


③ 利用BOM工具实现工艺卡片自动汇总


④ 不断积累工艺知识,建立企业资源库和知识库


⑤ 基于知识库的工艺设计


⑥ 对工艺卡片中的关键点、易出错点进行控制,实现事前控制


⑦ 对工艺卡片进行签审流程管理和电子签名



工艺路线明细表汇总



工艺文件多人协同签审流程


2)工艺过程管理,与PDM/ERP系统的集成


多部门多人用参与的工作流程管理


① 与上游产品设计系统PDM的集成,从PDM中导入设计数据,以进行工艺任务分派及后续数据汇总。设计数据导入后系统自动提示关联工艺过程卡,选择相应的主车间,完成关联。


② 展开相关机规的零部件结构,进行全套工艺任务分派。


③ 任务分派完成后,工艺员在各自的我执行的任务列表中,可以接受到相关任务。


④ 工艺员执行过程卡任务,过程卡批准后,流程会转到材料定额员进行材料定额编制。


⑤ 进行工艺BOM汇总,并将工艺数据进行输出和打印。同时,还可实现与下游制造资源管理系统ERP的集成,将工艺路线数据、工序信息、材料明细等数据信息输入到ERP系统中,以指导相关工作。



从PDM中导入数据



导出信息到ERP系统


3)工时管理


工时定额系统已经成为上海电机厂各生产车间的工时定额员的工作平台,通过该平台工艺数据能自动传递到工时定额卡中,工时定额卡的数据可以传递到ERP工票系统中,实现了工艺数据流的畅通运行。工时管理主要有以下功能:


① 工时编制:根据用户所输入的产品代号和主装配车间,将与工时相关的零部件信息和工艺过程卡信息在界面上显示以供用户进行工时的编制或修改,在工时编制完毕后自动创建工时定额对象,并将编制的数据输出到工时定额对象所带的工时定额表。


② 工时修改:根据用户输入的零部件代号和主装配车间,创建新版本的工时定额对象,并将用户编制的数据输出到新版本工时定额对象所带的工时定额表以及记录工时修改日志。


③ 工时查询:用户录入查询的零部件代号、特征号和设备,根据用户的查询要求搜索出相关的工时信息显示以供用户浏览。


4)工装管理


上海电机厂CAPP系统通过建立完善的分类体系、完整的属性集、图纸及各类文档管理、工装相关其它数据的关联管理,实现了工装数据的管理(含工装对象、工装任务书等)、工装任务书的审批流程管理、工装台帐录入、转帐、查询等管理功能。



工装全生命周期管理


5)基于三维CAD的可视化装配工艺规划


通过三维装配工艺规划软件来规划与仿真产品的设计装配过程,更加直观、易于理解,还可以更好的指导现场生产。



基于三维CAD的可视化装配工艺规划


6)工艺质量管理系统



工艺质量管理系统工作流程


【应用价值】


1)积累了丰富的企业知识资产。目前在上海电机厂工艺管理中已完成工艺过程卡超过21万张、材料定额卡15万张、车间明细表37000、工装60000个、工装工时定额12万套,并建立了丰富的包括工序、工步内容、材料、工装等工艺资源库。


2)建立了基于BOM的协同工艺、材料、工时、工装设计与管理平台。


① 电子产品资料的更新周期从10天变为实时


② 数据的一致性提高到了100%


③ 设计校对与批准效率提高了50%


④ 技术档案检索效率提高了80%


3)打通了设计、工艺、制造的信息流,为后续SAP的实施提供了良好的基础。