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博格华纳汽车零部件(江苏)有限公司
来源:时间:2021年04月30日

汽车零部件的转型之路——博格华纳涡轮增压系统数字化赋能

 

BorgWarnerInc. 总部位于美国密歇根州的奥本山,在全球 17 个国家建立了 62个制造和技术基地为世界各地的客户提供服务。作为著名的汽车零部件制造商,博格华纳涡轮增压系统是业界领先的创新型涡轮增压系统产品及服务提供商,也是全球汽车工业领域巨头之一。

 

行业挑战

自 2009 年开始 , 中国汽车产销量已连续多年全球领先 , 汽车也是国家的支柱产业之一 , 汽车的安全关乎到千家万户。一辆汽车上包含有成千上万的零部件 , 每一个零件是否合格最终都将影响到整车的质量,国家法规进一步加强了汽车制造企业的责任。汽车制造企业需要不断完善自身的质量风险控制体系,特别要提升产品的追溯性。因此整车厂对于其供应商提出了相应的要求:供应商必须提供精确追溯或批次追溯的方案,提供的追溯过程需要满足精确追溯或批次追溯的追溯要求,能提供完整的追溯信息支持。

 

内部痛点

在数字化系统上线前,生产现场的管理基本以纸质记录和 EXCEL 记录为主,数据的延迟性、独立性和错误都普遍存在,生产数据采集耗时,无统一标准,不能比对,缺乏真实性,各类报表缺乏可信度。如何收集实时、准确的数据以及如何分析汇总和展示,将问题点第一时间展现在管理人员面前变得尤为重要。PLM、ERP、WMS 等现有 IT 系统没有实现集成,无法在一个统一的平台进行数据交换。为此公司管理层希望有一个系统能将工厂提升至透明工厂,打通信息孤岛,深度挖掘数据背后的价值,方便相关人员查询所有生产数据,进行不同维度的汇总、分析。同时也将公司升级打造成智能工厂,更智慧地管理设备、人员、物流和生产过程等。

 

解决方案

根据博格华纳面临的现状和诉求,项目的首要解决的问题是追踪追溯。采用富勘 FORCAM FORCE ™工业物联网平台和核心 MES 应用(包括生产力提升包和追踪追溯包),以分布式布置方式作为独立单元嵌入德国涡轮增压器事业部中央管理系统。在公司管理层级,采用经 SAP 认证的 FORCAM FORCE ™插件与公司 SAP ERP 系统无缝集成。在车间层级和中间层级,采用功能强大、内置业务逻辑、标准统一、富勘专有的 FORCAM FORCE ™桥接技术与设备 PLC、产线 SCADA系 统(PCS)、 以 及 CAQ 等 系 统无缝集成。

 

采用FORCAM FORCE ™ IIoT综合解决方案,主要功能有:

● FORCAM FORCE ™平台 : 内置业务逻辑规则引擎,CEP,内存数据库技术等

● 数据采集 : 数据来源自 PLC、PCS、现场作业、以及其他系统等

● 工单管理:支持自动和手动工单管理

● 绩效分析:报警、报表、可视化、看板、OEE、KPI 等

● 人力管理:技能矩阵、操作时间等

● 设备维护:与 SAP PM 配合使用

● 质量管理:统计,记录并管理质量缺陷和原因,不含 SPC

● 追踪追溯:精确追溯、批次追溯、装配计划、过程参数、包装管理并实现生产管控

 

全车间机联交互,实现监控设备状态和设备效率。在“物联化”、“互联化”的前进道路上,通过富勘物联网技术,将生产管理顶层企业资源计划系统与自动化控制底层的现场设备层紧密联结,将数字化系统和设备、生产线连接,直接采集设备运行参数和实时生产数据,并通过可视化的方式实时展示给现场管理人员,便于他们及时干预低于标准节拍数的生产产线;将生产结果上报给管理人员,便于持续改善,优化工艺和生产。

 

可视化智能生产:基于 PLC 实时抓取的设备数据,系统会以多种方式来展示各条产线的实时 OEE,并和计划做比对,提醒管理人员及时干预产能滞后的产线。同时,对于模具和检具等辅助物资进行可视化管控,确保质量的稳定性和检验的准确性,提高操作的便利性。系统还对过程工艺参数进行可视化的监控,并实时披露异常情况。建立追踪追溯机制:与 PLC 进行直连,对于生产工艺对应的过程参数,部件装配的零件号及状态,以及产品组装关系等追踪数据进行采集,处理,分析和存储,并在线生成追踪树。支持单件追溯、批次追溯、装配计划、包装管理、生产管控。

 

SAP ERP 集成:FORCAM FORCE ™是生产活动与管理活动信息沟通的桥梁,是承上启下的“信息枢纽”,通过预置的 SAP 认证插件与 SAP ERP 实现无缝集成。打通车间层和资源管理层,确保车间和顶层之间的快速通信,将设备,人员,订单,质量等各种信息进行双向实时传输和交换。

 

系统集成:通过开放的应用程序编程接口(OPEN API), 将 现 有 系 统 ERR、Turbo PCS、PLM, WMC 等系统及应用整合到一个统一的工业物联网平台,打造信息枢纽架构,建立统一的生产数据模型,实现各个系统协同运作,确保从设备信号到单位产品成本、从管理层级到车间层级使用统一的真实数据源。为企业提供了生产制造的实时业务透视图。

 

提升 OEE: 通过实时采集标准化的产成品数量、生产周期、实际生产时间、设备停机等数据,基于各类可视化报表,可以快速了解导致可用性降低的主要原因,及时解决设备异常,提升设备整理效率。

 

收益&改善


车间方面取得的成果:

• 实现生产可视化,设备透明化:高质量机器数据采集可进行精准的信息收集;对 SAP 订单、车间运营以及机器数据采集进行实时无缝整合

• 以多种图表形式显示包括当前班次在内的最新信息,并实时显示所有机器设备状态详情

• 办公室实时获得停机时间、详细故障信息的完整报告并及时做出响应和纠正措施

• 建立起完整的追踪追溯机制,实现了更严格的生产管控

 

管理方面取得的结果:

• 为管理层提供所有机器的利用率和运营比率的比较报告和分析;管理层在办公室便能轻松查看员工绩效和机器设备效能。

• 安灯系统 (ANDON): 周期性更新生产数据,可视化效果一目了然。

• 对机器、生产订单、人员和管理进行全面整合。车间 MES 系统与车间 CIP 管理之间进行协同效应,实现卓越运营。

 

生产调度方面取得的结果 :

计划得到优化,实现详细的进度安排:通过 SAP中“实际”周期时间的更新,调整车间工位和优化机台能力,合理安排和计算产品成本 ; 出具和展示一系列生产实绩和生产计划比对的报告。

 

持续改善 :

借助 PDCA 机制,博格华纳实施了多个 CIP 持续改善计划,并获得巨大收益。APU1&2 装配线节拍时间降低 10%,每天产量增加 6%; 调节器标定工位节拍从之前的超过 90 秒降低到 75 秒 ; 显著降低停机时间,减少备品备件,节约维护成本。博格华纳太仓工厂与 2018 年荣获江苏省级智能示范车间的称号。

2015 年 MES 系统实施以来,博格华纳太仓工厂内各个生产 KPI:OEE,产量,生产周期,人力,报废率等逐年得到改善,5 年内共节约了 782 万资金。

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