【数智化案例展】沃太能源——MES系统建设引领智能制造新篇章
2024-07-10 20:18:35
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联想集团案例

本项目案例由联想集团投递并参与数据猿与上海大数据联盟联合推出的《2024中国数智化转型升级创新服务企业》榜单/奖项评选。

沃太能源股份有限公司,一家在储能产品及智慧能源管理方案领域享有盛誉的国际型高科技企业,积累了丰富的行业经验和市场口碑。与此同时沃太能源也正在经历一系列的数字化、信息化、智能化的转型过程。其设备包含智能设备和自动化系统的集成,软件包含生产制造企业主要的信息系统的一体化集成,以计划驱动、采购协同、物流配合、制造执行的闭环制造协同体系是沃太能源的核心目标。自21年起,沃太先后部署了以SAP,SRM和MES(简版,定制化)为主包括CRM,PLM在内的一系列系统。然而现有MES系统架构无法紧密对接前沿技术,令智能制造的推进遇到困难。

为此,沃太能源与联想合作,寻求基于企业现状的最佳优化解决方案。

隶属于联想集团解决方案与服务事业部的业务应用服务交付团队(以下简称BASD),凭借在智能制造领域的深厚技术积累和丰富经验,为沃太能源量身定制了一套最适合企业现状且可达成企业优化诉求的MES(Manufacturing Execution System,即生产执行系统)解决方案,以帮助其完成数字化工厂的建设,实现生产过程的实时监控、数据分析和优化决策,为智能化进程铺平道路。

时间周期:

开始时间:2023-06-08

截止时间:2023-12-05

启动会时间:2023-06-13

蓝图设计时间:2023-07-03

UAT完成时间:2023-09-30

上线时间:2023-10-05

PPS结束时间:2023-12-05

数智化需求

沃太能源正处于高速发展的阶段,目前企业生产控制模式仍多为人工管控,部分设备和区域导入了局部的信息系统,但无法实现集中配置和优化,由此产生了一系列问题:诸如车间计划体系投入人力大,设备测试数据无法及时获取、分析,处理等,很大程度上影响了公司发展的管理需求和其客户对于产品的制造的全流程追溯诉求。

在国内外智能制造兴盛发展的背景之下,沃太能源的制造智能化业已取得了一部分成就,然而现有MES系统的过简使得目前业务仍处于主要依靠人工管理的阶段难以满足快速变化的市场需求和高效的制造流程要求。因此,联想以国际制造业智能化水平为标准的全新IT架构MES系统的上线,为企业快速改善了这一核心弊端,使其成为具备国际同行业竞争优势的前沿企业,即缩减生产周期,又减少管理成本,其自身业务得以大幅优化。

为达成沃太能源的整体信息化管控项目需要,减少过程浪费,联想MES项目,着力于实现自动化生产过程控制与生产质量改进,作业人员减少、生产良率提升、生产效率提升、生产周期缩短、不间断生产与无纸化操作且操作简单等效果。同时还可以对产品全面可追溯管理,工序流程防呆管控,满足生产车间系统最佳信息化管理需求。

经过双方包含信息部、生产部在内的多个业务部门数轮沟通及调研,结合前期信息化建设的基础条件及沃太能源生产车间的生产管理业务,确定了全新MES系统设计部署方案,重点关注现场过程可视化管理,打通数据流,构建一体化集成模式,再优化现状的同时,为未来其他工厂以及车间的数字化预留了基础。

面临挑战

沃太能源作为能源行业的企业,与联想自用MES系统所属的生产行业并不相同,因此,联想MES产品的高适配性接受了跨行业的挑战,诸如:生产流程差异,从生产到维修均要适配沃太自身的不同流程要求;设备老旧且多样,需要针对沃太能源6类新旧不同供应商的设备数据进行采集和分析;产品形态多样,需支持从逆变器到集装箱储能设备的生产,且考虑更多的移动端支持功能;标签打印硬件的繁复匹配性,整合新晋的硬件与现有产品的支持差异;众多接口的集成要求,因产品属性不同需满足接口字段的扩展刚需。除此之外,本次MES系统上线还解决了沃太能源生产运作全链条上的困难,主要从以下几个方面具体阐述:

计划下单:现有方式所有物料需求及工作单拆分都在ERP中进行,工单排程功能简单,不直观。缺少每段实际安排生产的物料管控和生产过程。

物料管理:整个物料管理过程无系统进行全生命周期的协同与管控,从叫料,来料到退料都是通过纸质单据操作。

生产过程:

手工焊接线电芯数据EXCEL记录,无法与自动焊接线数据统一管理

无法与自动化设备交互

离线测试设备数据无法实时采集

整个生产过程中无完善的防呆流程,例如SN投错排程等

维修管理:现有维修质量检验流程固化,维修数据信息少,且不准确。替换部件没有规范的流程管理。不支持在制品返工。

设备采集:测试设备完成后生成本地文件或操作人员截图,测试内容操作人员记录在纸质档文件或上传FTP。采用手工记录的方式进行统计。

数据支持

从能源产品需要的设备数据上来看,生产一款产品时,需要采集模组设备、气密仪、电池ATE、电池测试、系统ATE、耐压仪、电池老化等设备的这款产品的所有检测数据,日处理数量达近10万条数据。

为满足日常生产需要的物料原材料消耗,联想MES系统支持多种叫料参数设置,能够根据生产节奏按周期与WMS系统对接自动发送叫料数据,待对方系统准备好物料后,接收对方系统推送过来的物料数据明细,日处理数据量30万。

为记录生产过程中每个产品在工艺流程每个工序节点的实际生产状况,联想MES通过采集人工或自动化设备扫描输入的主机条码工位工站等生产数据,与预先配置的工艺流程对比,校验当前生产流程是否正确,并记录生产日志,形成完整的生命周期,日处理数据量达5万。

应用技术与实施过程

联想MES(LeMES)产品经过联想自身应用的检验与近20年系统的迭代与创新,已经匹配更多样市场需求的智能制造类产品。以此次与沃太能源的合作项目为例,售前阶段了解沃太能源的生产流程以及现状,反复多轮的现场调研,数次LeMES产品的演示以及沟通,加之产品自身稳定性以及联想扎实的行业经验,让客户对于我们的产品和服务充满信心。最终在2023年06月13号成功召开项目启动会,开始启动基于联想MES(LeMES)产品以及客户的定制化需求的交付项目。

本次项目上线部署联想LeMES系统替换了沃太原有MES系统,LeMES平台系统采用了前后端分离的开发和部署模式。

LeMES产品介绍

LeMES技术架构介绍

项目应用架构图

项目启动之初,项目组深入了解了沃太能源的生产需求和现状,通过双方紧密沟通,制定了一套针对性的调研问卷。经由访谈沃太能源通州工厂的四个关键部门,完成了项目需求分析和蓝图设计。在项目实施过程中从需求分析、系统设计与开发、功能测试到用户测试,双方以互信互通的项目目标为基础,始终保持着高度协作。

在此次项目的实施中,LeMES产品使用了标准加定制化的模块:

1.生产流程创建:通过工序拖拽连线的方式,使生产工艺链路的配置更加直观和便捷。界面减少了复杂性,使得即使是非技术背景的用户也能轻松理解和操作。

2.生产计划与调度:LeMES提供强大的生产计划工具,帮助企业优化资源分配,确保生产活动与市场需求相匹配。通过实时数据分析和预测,企业可以更灵活地调整生产计划,减少库存积压和生产延误。

3.物料管理:精确的物料管理是减少浪费和提高生产效率的关键。LeMES通过集成先进的库存管理系统,确保物料的准确跟踪和及时补充,从而减少过剩或短缺的情况。

4.质量管理与追溯:LeMES支持全流程的质量管理和产品追溯,这对于确保产品质量和满足法规要求至关重要。通过记录每个生产步骤的数据,企业可以快速定位问题源头,采取纠正措施,并确保产品符合质量标准。

5.外部系统集成:LeMES能够与企业现有的ERP、CRM等系统无缝集成,实现数据共享和流程自动化。这种集成不仅提高了工作效率,还确保了数据的一致性和准确性。

总结LeMES整体解决方案,以其综合性能力帮助企业实现生产流程的优化,提高生产效率,降低成本,并增强市场竞争力。

对于能源产品来说,确保产品质量确实是至关重要的,因为这些产品通常涉及到安全性、可靠性和效率等关键因素。全过程的质量追溯可以帮助企业监控和确保产品从原材料到最终交付的每一个环节都符合严格的质量标准。以下是关于质量抽检模块的一些关键点:

1.手动/自动抽检模式:提供手动和自动两种抽检模式,可以根据实际情况和需求选择合适的抽检方式。自动抽检可以减少人为错误,提高抽检的准确性和效率,而手动抽检则提供了更大的灵活性和人为判断的空间。

2.多维度配置抽检比例:通过按线体、排程、时长等多种维度配置抽检比例,企业可以根据不同的生产条件和产品特性来调整抽检策略。这种灵活性使得抽检更加精准,能够更好地反映产品质量的真实情况。

3.灵活配置抽检规则:质量用户可以根据自己的意愿和经验来配置抽检规则,这有助于及早发现潜在的质量问题。通过在生产早期阶段发现问题,可以避免后续的返工或翻修,从而降低生产成本。

4.避免次品流入市场:通过有效的质量控制和抽检,可以防止次品和不合格产品流入市场,保护企业的品牌声誉和消费者的利益。

5.符合标准和规范:确保产品质量符合行业标准和规范,是企业合规运营的基础。质量抽检模块有助于企业持续监控和改进产品质量,以满足不断变化的市场需求和法规要求。

质量抽检模块是能源产品生产过程中不可或缺的一部分,它通过提供灵活、高效的抽检策略,帮助企业确保产品质量,降低成本,并维护品牌信誉,联想LeMES对这一功能领域尤为关注。

针对沃太能源在产品生产过程中遇到的设备数据采集和处理难题,LeMES提供的统一数采解决方案是一个综合性的技术支持,旨在优化数据管理流程,提高生产效率和质量。该解决方案的关键特点和优势包括:

1.配置化与接口:通过配置化的方式和标准接口,解决方案能够适应不同设备的数据采集需求。这种灵活性使得系统能够无缝集成到现有的生产环境中,无需对设备进行大规模改造。

2.多种数据采集方式:解决方案支持从不同离线设备文件读取数据、自动化设备传输以及手工录入等多种数据采集方式。这种多样性确保了数据的全面性和准确性,无论设备的状态如何。

3.数据清洗与质量控制:在数据采集过程中,系统会进行数据清洗,去除错误和冗余信息,并通过标准配置进行质量控制。这有助于确保数据的准确性和可靠性,为后续的分析和决策提供坚实的基础。

4.预警看板与统一管理:解决方案提供预警看板功能,实时监控生产过程中的异常情况,并及时发出警报。同时,数据的统一管理有助于企业更好地跟踪和分析生产数据,从而实现生产过程的持续改进。

5.自动化生产过程控制与质量改进:通过自动化数据采集和处理,沃太能源能够实现更精细化的生产过程控制,及时调整生产策略,提高产品质量。这种改进不仅提升了生产效率,还减少了人为错误和生产成本。

6.经济效益:最终,这些改进带来了显著的经济效益,包括降低生产成本、提高产品质量、增强市场竞争力等。这些效益是企业持续发展和增长的关键因素。

由此可见,统一数采解决方案通过提供全面的数据管理工具,帮助沃太能源解决了生产过程中的数据采集和处理难题,实现了生产过程的自动化控制和质量改进,为企业带来了实质性的经济效益。

沃太能源在生产过程中遇到的产品规格大且重的问题,确实需要依赖高效的移动应用(APP)来提升生产效率。据此,联想LeMES为其打造了一套功能全面,优势显著的APP应用:

1.工序流程防呆控制:通过APP实现工序流程的防呆控制,可以减少人为错误,确保生产流程的准确性和一致性。这对于重且大的产品尤为重要,因为任何错误都可能导致昂贵的返工或生产延误。

2.数据查看与管理:APP提供实时数据查看功能,使生产人员能够随时监控生产进度和状态。这种即时访问数据的能力有助于快速响应生产中的问题,并及时调整生产策略。

3.前端开发环境与框架:基于nodejs、vue2和npm的开发环境,以及element-ui和vxe-table的UI组件库,提供了强大的前端开发支持。这些现代化的技术栈确保了APP的性能和用户体验。

4.报表与数据可视化:引入echarts和ant v6图表组件,将生产数据以直观的方式展现。这种丰富的报表统计功能满足了沃太能源对生产各个环节数据展示的需求,有助于监控和评估生产状况。

5.响应式布局与大屏展示:采用Flexbox响应式布局技术和css样式,实现了电视大屏展示功能。这种适配不同屏幕尺寸的能力,使得关键生产指标数据能够在大屏中实时展示,促进了工厂间的数据共享和沟通。

6.决策支持与协作效率:通过数据汇总和分析,APP不仅帮助管理者及时了解业务情况和趋势,还为制定生产规划提供了决策支持。同时,提高的协作效率有助于优化生产计划和提高生产效率。

LeMES产品的APP应用通过提供工序流程控制、数据管理、报表可视化等功能,显著提升了沃太能源的生产效率和协作能力。这些改进不仅优化了生产流程,还为管理者提供了有力的决策支持,从而推动了企业的整体发展。

本次交付的产品后端服务采用Java语言和Spring Boot框架实现,构建了一个基于微服务架构的系统,具有高度的模块化和可扩展性,关键特点和优势显著:

1.微服务结构:基于Spring Boot框架的微服务结构,将系统划分为多个独立的服务模块,每个模块负责特定的业务功能。这种架构提高了系统的灵活性和可维护性,使得每个服务可以独立开发、部署和扩展。

2.十二大模块:包括用户管理、权限管理、网关、认证、基础数据维护、质量管理、订单排产、物料管理、标签打印、维修返工、工艺路线等模块,覆盖了生产管理的各个方面,确保了系统的全面性和实用性。

3.用户认证鉴权:采用Spring Security Oauth2框架进行用户认证和鉴权,确保系统的安全性。同时支持对接企业域认证登录授权,方便企业用户使用现有的域账号接入系统。

4.Redis集群:作为缓存中心和用户会话存储中心,Redis集群提高了系统的性能和响应速度。通过缓存常用数据,减少了数据库的访问压力,提升了系统的整体效率。

5.服务发现与配置管理:采用Alibaba的Nacos进行服务的发现和注册,以及配置管理。Nacos提供了动态服务发现、配置管理和服务管理功能,使得系统更加灵活和易于管理。

6.负载均衡:通过Spring Cloud Gateway配合Spring Cloud Load Balancer实现负载均衡,确保系统在高并发情况下的稳定性和性能。这种负载均衡机制可以根据实际需求灵活动态扩展微服务节点数,实现弹性扩容。

7.性能适应性:无论是车间产能爬坡、生产高峰,还是未来的生产规模扩大,该系统都可以满足性能要求。这种高性能和可扩展性确保了系统能够适应不断变化的生产需求。

该后端服务通过采用先进的微服务架构和相关技术,提供了高度模块化、安全、高效和可扩展的系统。这些特点使得系统能够适应复杂多变的生产环境,支持企业的持续发展和生产效率的提升。

沃太能源MES项目中除了根据客户的需求开发和实施之外,还提供培训与技术服务使客户的IT部门能够进行二次开发和系统维护。

此次项目的成功实施部署,构建了一个全面可靠且优势突出的系统化生产管理体系:

1.来料及(半)成品管理:实现对原材料和半成品的全面管理,包括库存控制、物料接收和发放等,确保生产线的物料供应稳定。

2.生产计划精细化调度:通过先进的算法和实时数据分析,优化生产计划,确保生产任务的合理分配和高效执行。

3.物料追踪:提供从原材料到成品的全过程物料追踪,确保物料的可追溯性和质量控制。

4.制造流程优化:分析和优化制造流程,减少不必要的步骤和浪费,提高生产效率和产品质量。

5.生产异常应对:快速识别和响应生产过程中的异常情况,减少生产中断和损失。

6.质量控制:实施严格的质量控制措施,确保产品从生产到交付的每个环节都符合质量标准。

7.设备联机和数据采集追溯:实现与生产设备的联机,自动采集生产数据,确保数据的准确性和实时性。

8.数据可视化呈现及大屏数字看板展示:通过数据可视化工具和大屏展示,实时呈现生产数据,帮助管理者及时了解生产状况。

通过与SAP/WMS系统的紧密集成,联想LeMES为沃太能源搭建了一个统一的生产管理平台,实现了生产流程、计划与仓库管理之间的无缝衔接与高效协同。同时,通过设备对接实现测试、追溯等功能,且不影响设备的正常运行,确保了生产过程中的人员、物料、设备、方法的过程防错追溯。这些改进显著提升了沃太能源的生产效率、产品质量和整体竞争力。

项目成功上线后,联想团队对终端用户进行了满意度调研。调研结果显示,用户对LeMES系统的实施效果给予了高度评价,特别强调系统极大地提升了生产效率,将计划排产处理订单的时间从原先的30分钟缩短至现在的业务无感。沃太能源对联想团队过去半年付出的辛勤努力和所取得的实质成果表示高度赞赏。

在联想集团BASD团队的强有力技术支持下,沃太能源仅用半年时间就完成了包括海外工厂在内的其他三家工厂的部署上线,系统运行稳定,充分展现了联想交付产品的高质量。这一成就不仅证明了联想技术实力,也为双方未来的合作奠定了坚实基础。

沃太能源MES项目的成功不仅仅是一个单一项目的胜利,更是联想与沃太能源携手合作,打开新能源行业市场的关键一步。这个项目的成功实施标志着联想与沃太能源之间建立了坚实的合作基础,并为未来的深入合作铺平了道路。联想期待与沃太能源继续深化合作,共同开拓新能源行业的广阔前景。

商业变化

通过本次MES系统上线后,给客户生产带来了显著的提升,主要包括:生产通过工序流程管控,质量卡控更严,帮助优化生产流程,改善现场生产质量;生产操作上,实际扫码的操作方便性更好,从之前的不能联系扫描到连续扫码,提高生产效率,从之前的10S到现在的1S;设备数据采集上,以前设备软采使用拍照,图片不清晰,之后通过系统直接采集,提高追溯能力;物料管理上,叫料全生命周期管理,减少纸质单据,节约成本,其中领料计算平均耗时从11min到现在的10s;计划上,首先计划排产接收订单从原来的30min到现在的业务无感,其次周计划维护由原来的60min到现在的20min,最后通过拆单功能分段生产,更灵活,半成品利用率提高,半成品调拨灵活。质量上,MES系统上线后拦截了80%的质量问题。

关于企业

·联想集团

联想集团是一家总部位于中国,业务遍布全球180多个市场的科技巨头。作为全球领先的ICT科技企业,联想致力于智能设备的研发与制造,包括电脑、平板、智能手机等,每年为全球用户提供数以亿计的智能终端设备。联想秉承“智能,为每一个可能”的理念,持续推动技术创新与智能化转型,致力于建设更加包容、值得信赖和可持续发展的数字化社会。联想集团拥有智能设备业务集团、基础设施方案业务集团和方案服务业务集团三大核心业务,是全球智能设备的领导厂商之一。

·沃太能源

沃太能源股份有限公司成立于2012年,是一家专注于储能产品研发、生产和销售的高新技术企业。公司拥有强大的研发团队和丰富的产业链资源,产品覆盖多个应用领域,并获得了多项国际标准认证。沃太能源致力于为全球客户提供综合的新能源智慧解决方案,业务已扩展至全球多个国家和地区,是行业领先的全功率段储能系统提供商。

★以上由联想集团投递申报的项目案例,最终将会角逐由数据猿与上海大数据联盟联合推出的《2024中国数智化转型升级创新服务企业》榜单/奖项。

该榜单最终将于7月24日北京举办的“2024企业数智化转型升级发展论坛——暨AI大模型趋势论坛”现场首次揭晓榜单,并举行颁奖仪式,欢迎报名莅临现场

 
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