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| 本文作者： 代潤澤 | 2020-08-13 10:13 |
對于許多電子行業(yè)的企業(yè)來說，產品生產的過程往往牽一發(fā)而動全身，不同工序、不同職能之間的生產數據，需要通過快速的傳遞，才能最極致的提高生產效率。
面臨如今日益高速發(fā)展的經濟，原有的生產模式顯然不足以支撐當下的發(fā)展剛需，如何提高生產效率的同時為企業(yè)降低成本并提升生產質量就變得尤為重要。
提到數字工廠，就是產品從研發(fā)、生產到上市等全流程的生產過程中都在數字化環(huán)境下實現，對于企業(yè)的管理者來說，將不再受到時間、空間的限制，在辦公室里，在出差途中，甚至任何時間和地點，都可以通過IT系統(tǒng)，直觀的了解產品生產細節(jié)，快速做出決策。
在廣東惠州的TCL電子工廠里，一個個設備、一排排機器正忙碌著。廣為熟知的TCL電子是全球電視機行業(yè)的領先企業(yè)，已有近40年研發(fā)、生產及銷售消費電子產品的經驗。對于TCL電子來說，建設數字化工廠，是促進TCL電子的智能制造發(fā)展，能夠讓TCL電子系統(tǒng)化、全面的規(guī)劃數字化工廠，建設數字化工廠、深化智能制造應用是其保持產品領先的必要保障。
TCL電子TV廠OC機作業(yè)現場
而原有的IT系統(tǒng)已經很難滿足新一代數字化工廠管理的需要，對于傳統(tǒng)制造業(yè)來說，想要進行數字化改革，其中就包括搭建設備互聯平臺（IoT平臺），向下實現關鍵設備運行數據采集，向上為上層應用系統(tǒng)提供數據支持，并且，全面推行全員生產維護（TPM應用）；通過對積累的設備數據進行分析，完成關鍵設備和TOP故障的建模和預測，實現設備管理的智能化。
電子行業(yè)離散型制造模式導致大多數企業(yè)面臨信息孤島的困擾。
一方面，生產現場的制程數據是各自獨立的，信息透明化程度不足，依賴人工去收集處理再上報，另一方面，“工廠的設備運維保養(yǎng)工作，一般是線下進行的、不可量化的。”
一直以來，TCL電子IT項目經理葉波和業(yè)務經理李業(yè)生緊跟公司數字化轉型戰(zhàn)略，負責TCL電子數字工廠規(guī)劃的落地和執(zhí)行。
“家電制造行業(yè)的工廠中，很多設備屬于非標設備。當工廠導入新設備時，一開始設備的故障率往往非常高，如果沒有一個好的維保方案來快速解決問題，降低故障率，將非常影響產能。這是一個非常關鍵的痛點?！?br/>
李業(yè)生在日常管理中發(fā)現，沒有設備維保數據的統(tǒng)計，導致企業(yè)很難計算出設備導致的產能損失。不僅如此，設備的維修高度依賴維修工程師的個人經驗，故障處理的方法和經驗都沒有系統(tǒng)地管理起來，當遇到下次的故障問題還需要人工去研討處理方法，這也將造成大量產能的浪費。
基于此，TCL電子選擇在廣東惠州的注塑廠、TV廠和機芯廠試點開展數字化工廠建設，并將成功經驗推廣到全球其他工廠進行應用。
“惠州的液晶產業(yè)園是主要的生產基地，擁有注塑廠、機芯廠、TV廠三個工廠，有非常好的代表性和示范意義?！比~波表示，截止目前，工廠已有600臺設備接入了系統(tǒng)，這三個工廠基本實現了關鍵設備管理的數字化，以及TPM的全面推廣。
”在惠州的注塑廠、TV廠和機芯廠已經實現了設備運維人員的統(tǒng)一管理，運維人員的工作量和績效同時也能做到在線管理?！比~波表示，格創(chuàng)東智（創(chuàng)新型工業(yè)互聯網公司，擁有制造業(yè)多種業(yè)態(tài)實踐經驗）設備互聯平臺的導入降低了設備異常導致的無作業(yè)工時和產能損失，節(jié)省了大量成本。
通過設備聯網，可以進行預防性的維護和保養(yǎng)、減少設備突發(fā)性故障，這也是項目的總體布局。如果用一個平臺去統(tǒng)一管理設備的維保記錄，就像做一個記錄筆記，將在線運維經驗進行沉淀。而設備互聯項目將建設一個設備管理及自動采集的平臺，覆蓋所有的生產設備，使設備管理統(tǒng)一化，生產透明化，實現異常預警。
“我們團隊和格創(chuàng)東智的技術開發(fā)團隊一起到各個工廠和關鍵業(yè)務部門的人員溝通調研，看看這個方案如何進行，一起制定項目方案并進行藍圖規(guī)劃和系統(tǒng)的設計開發(fā)工作?！崩顦I(yè)生表示，“?系統(tǒng)的開發(fā)、測試、驗證以及上線的過程都需要雙方團隊共同的協(xié)作和磨合?！?br/>
“TCL電子提供業(yè)務經驗，以場景為驅動，而格創(chuàng)東智提供相應的技術方案，雙方緊密溝通是非常重要的”，李業(yè)生一直強調這點。?”內部關鍵用戶和格創(chuàng)東智團隊共同組成項目組，隨時分享他們的想法和經驗，這為項目組從場景的捕獲，到最后落地過程的實施有了重要的保障?！?br/>
在TCL電子設備互聯平臺項目二期建設里，TCL電子和格創(chuàng)東智通過大量的調研和論證，最終確定項目的目標：在PC端，通過設備聯網，應用格創(chuàng)東智IoT 2.0實現了數據的采集；通過自研的組態(tài)工具，實現數據的組態(tài)顯示；開發(fā)的流程工具和東智TPM應用，實現了在線維保的功能；大數據多因子分析建模工具東智MFA，實現了設備預測性維護。
與此同時，在移動端上線IoT應用，可支持設備、告警、應用、事件、維保、績效查看，并可實現任務與消息處理功能。移動端應用數據與PC端一致，并支持雙端聯動，采用更適用于移動端的交互操作，并添加相關掃碼接單等移動專屬功能。
盡管前期溝通協(xié)調做的非常到位，但項目交付和實施過程中，兩個團隊的想法也會不同。
“就維保人員績效而言，原本項目組在方案設計時候，采用的績效方案為所有廠共用，但是功能開發(fā)完成后，注塑廠提出其績效評價的方案跟其他兩個廠要有所不同，”?李業(yè)生表示。
“搭建平臺的時候并沒有進行這方面的設計，這里就存在變更的問題，因為工廠對員工工作量的評估和績效考評的標準的確存在差異?！?br/>
“每個廠的情況差異其實還是很大的?！崩顦I(yè)生在與注塑廠一線工人溝通時發(fā)現，注塑廠的設備就和其他兩個工廠不一樣，而每個工廠的設備維護人員數量也不同，所以對不同設備、不同故障的恢復時間就要有不同的指標和權重。
“這就需要將方案進行優(yōu)化，整理出一套可靈活配置的設計方案，由各個廠根據自己的實際情況自己配置一套績效標準。”格創(chuàng)東智產品經理嚴旭東表示。
為了更好地溝通協(xié)調，整個項目的進行過程中，兩個團隊在每周的例會中，先回顧整周的工作情況，并聚焦各個業(yè)務模塊遇到的一些問題。
“我?guī)е鳬T團隊和格創(chuàng)東智的團隊以項目組的方式溝通，會針對一些具體問題進行溝通?！比~波表示?！捌綍r遇到具體的問題，兩個團隊將組織專題會議進行討論，快速提出完整的解決方案?！?br/>
項目在實現了設備聯網和設備運維管理的協(xié)同之后，更重要的是利用積累的數據，進行全面深入的數據分析，實現數據價值。因此，格創(chuàng)東智和TCL電子在設備數據聯網的基礎上，利用數據分析工具實現設備上拋數據的分析和建模，為工廠提供設備預測性維護。
但這個過程不是一蹴而就的。
TCL電子TV廠OC機設備預測數據
電子行業(yè)的一個顯著特征是多型號、小批量，而這種生產方式的非常普遍，例如幾百臺的批量就意味著要重新轉產，一旦發(fā)生轉產后，人、機、料、法、環(huán)也要跟著變，作業(yè)方法要變，設備的參數也隨之變化。
“比方說，目前一個生產線生產產品A需要幾個人即可，但是生產B產品需要十幾個人，那么這時候，物料肯定是要變的，配送上限變了之后如何迅速配套生產呢？這個問題對于生產線來說影響很大，需要通過數字化把這些要素實現提速，降低損失，最終實現柔性和智能化的生產方式?！崩顦I(yè)生表示。因此，對于大部分電子行業(yè)來說，多型號、小批量對供應鏈和現場精益管理的要求會更高。
?基于此，數據分析項目在之前的基礎上額外增加了一些全新設備的接入，例如OC機、點膠機的設備數據預測，并連動MES系統(tǒng)實現了生產計劃的匹配與轉產工單的自動創(chuàng)建。
1、數據分析的落地是不斷磨合修正的過程
在項目實現的過程中，兩個團隊在利用東智MFA進行數據建模過程中需要面臨從設備改造、數據上報、數據標識、建模分析的諸多挑戰(zhàn)。
（格創(chuàng)東智MFA，是一款大數據多因子分析建模工具，通過數據預測，能夠通過設備的實時數據，預測出其可能的異常，對設備故障實現預警。）
“選定分析建模場景后，工廠生產設備的技術人員和設備維修人員需要給我們提供機器的工作原理，我們需要知道要使用哪些數據然后才能進行建模分析，最后轉化成模型輸出。”李業(yè)生認為，這也是項目的難點。他舉了一個例子，某個部位的壓力在生產過程會發(fā)生規(guī)律性的變化，為了采集到這個參數就需要進行設備硬件的改造。
“我們需要設備人員在現場為我們講解生產過程，然后產品經理需要將生產邏輯和建模邏輯給到我們開發(fā)團隊， IT人員進行數據分析，尋找對應算法，進行建模。模型建立完成之后，設備人員在實際生產過程中進行反復地驗證?！?br/>
“要知道，不是所有數據都是有效的，需要區(qū)分哪些是有效數據，這個環(huán)節(jié)需要雙方共同努力才能搭建起來?！备駝?chuàng)東智高級項目經理邱傳熙帶領團隊在項目一開始和電子團隊反復磨合和溝通，才梳理和建立了一套建模的工作流程和方法。
2、工作方式的轉變
由于設備信息和運維人員的管理也加入到了平臺中，這就意味著管理人員對工廠運維人員的一部分工作，如計劃排配、工作排配會轉移到平臺里面，“這樣他們可以進行一些計劃性的安排，例如維保預案的編輯和任務的下發(fā)。”李業(yè)生展示了管理界面。
東智IoT平臺計劃排配界面
在這個界面里，運維人員可以進行接單操作、搶單操作，進行維修記錄等操作。此外，上級會對員工進行評價，可以顯示出對應的績效考核結果，而管理者?可以通過平臺的 PC端或者移動端，根據報表監(jiān)控生產線設備運行狀態(tài)和不良情況，分析出故障機器給公司帶來多少損失。
”例如注塑廠，當員工發(fā)現設備的故障，就可以確認后將這轉化為一個維修單，那么運維人員就會立即去現場確認進行故障分析和維修?！眹佬駯|表示，而對于工廠來說，可以通過這種模式快速掌握故障的維修方法。
格創(chuàng)東智開發(fā)的IoT應用界面
格創(chuàng)東智采用的容器化部署和微服務可以讓平臺可以快速實現拓展，?并且根據客戶的需求靈活的調整模塊，未來可以通過全程計劃部署，直接添加相應的服務器資源，可以通過這種分行設備的接入。而這種快速伸縮性是非常良好的。而對于沒有IT經驗的人員來說，可以非常容易地進入平臺進行操作。?
目前，項目二期的建設給三個工廠帶來最直觀的改變就是設備聯網以后變成了設備在線的實時監(jiān)控，運維人員可以對設備的健康狀態(tài)有非常明確感受，降低了故障的處理時長，減少了設備故障導致的無作業(yè)工時。
?并且，在人效方面，實現了績效在線、工作量在線，管理者可以看到運維人員的工作量情況，而工作人員可以實時看到自己的績效排名，“這對員工來說有非常大的積極作用，可以說側面地提高了工作效率，可降低30%無作業(yè)工時。”葉波表示。
而比較亮眼的功能部分就是利用東智MFA大數據多因子分析建模工具，對工廠的關鍵設備完成了將近10個模型的建立，對設備進行預測性維護，這能給工廠效率帶來非常直觀的積極作用。
在項目一期，設備互聯就為TCL電子這三座工廠節(jié)約了幾百萬的成本，而在二期選擇將OC點膠機和螺絲機這些故障率很高的設備進行互聯和改造，減少設備問題造成的屏幕損壞，也可以節(jié)約幾百萬的成本。
“目前試點的三座工廠已經做了非常扎實的準備，后續(xù)將逐步向全國甚至全球其他工廠推廣?！崩顦I(yè)生表示，循序漸進地達成柔性生產和智能化生產。
“設備管理的精度是需要一個不斷迭代的過程，需要逐步積累。”李業(yè)生深知，設備的損耗問題，在實際保養(yǎng)過程中很難發(fā)現，只能定點去添加潤滑油等操作，而磨損積累到一定程度機器就會突然壞掉，這大大地影響產能。
另外，產品適配性問題，例如使用不同模具生產的產品結構件，會有一些公差存在，但是通過設備去自動安裝的時候，僅僅按照一種規(guī)格去設計安裝夾具時，會造成不同模具生產出的產品結構件符合標準要求，但是安裝的時候會出現偏差，這時候故障就會顯現出來。
?如今，通過設備聯網和生產管理數字化升級改造，可以通過數據采集方式有效地識別出來，這樣再去修正就可以提前預防處理。??
對于電子行業(yè)來說，提出互聯概念的時間并不長，?對于許多企業(yè)來說，如今沒有一個明確的路徑，各個企業(yè)需要自己去探索。
例如TCL電子，在惠州的三家工廠的生產模式就不同，不同產業(yè)不同的生產類型會有很多差異化的需求，工作模式?將有一些區(qū)分，對于勞動密集型企業(yè)，就要加強遠程監(jiān)控，也會更側重于人員對生產運維的改善，而這也是未來的數字工廠發(fā)展的趨勢之一。
李業(yè)生表示，“對于傳統(tǒng)電子企業(yè)來說，通過制造技術的智能化升級，借助物聯網進行工廠自動化改造，智能化精工制造和信息化品質管理，才能為消費者帶來更高品質的產品?！?/p>
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