也是就频度的概念
MTTR(Mean Time To Repair)设备从故障发生起,到修理结束,能够正常生产为止的平均处理时间。
是故障处理能力或复杂程度的概念
OEE体现的是生产能力,主要面向生产
设备管理首先是满足生产,也就是首先是考核OEE。在考核OEE基础之上,考核MTEF和MTTR
换句话说就是,OEE是对外指标,MTEF和MTTR是对内提升指标工业物联网是指在工业中应用物联网技术,实现工业特有的价值增值的技术模式。
所有物联网都是为了实现万物互联,特别是物与物的互联,但是工业物联网又有其专有属性,原因是与工业物联网相对的消费物联网本身的联网密度、联网的实时性、联网物的异质化要求都不高,而工业物联网的要求主要表现在联网密度、联网实时性及联网异质化三个方面。
思考所有问题都需要从宏观到微观的细化过程,工业物联网也不能例外,我认为对工业物联网进行深度思考,需要从以下五个维度进行分析,否则将会要么带来一叶障目,要么带来好高骛远。
首先需要我们思考的问题是,工业物联网的价值、意义和目的是什么;第二个是工业物联网需要连什么的问题,这是一个范围的概念;第三个需要我们思考的是连入物联网的物的层级问题,也就是深度的问题;第四个需要我们思考的是实现物联的价值成本分析;第五个需要我们思考的是如何建设工业物联网。
互联网实现了计算机与计算机的连接,或者说实现了人与人的连接,这个连接带来了人的交互的便利,在这个基础上涌现出很多全新的、颠覆性的商业模式,例如,电子商务、即时通讯,社交媒体等等;而物联网将实现人与物、物与物的连接,同样我们也期望带来全新的、颠覆性的商业模式,甚至更进一步,期望带来人类生活、生产方式的全新的颠覆性的模式。
作为物联网主战场的工业物联网,人们对其的期许是在工业设计、制造、流通环节带来革命性的变革,为传统工业注入新的活力,提供新的势能,驱动工业在更高维度上发展、创新、乃至变革。随着计算、存储能力的提升,特别是大数据、人工智能的发展,任何行业对数据获取手段都提出了前所未有的要求。对数据获取手段的要求主要表现在四个特征,第一是高效性;第二是准确性;第三是实时性;第四是经济型;在当前技术能力下,能够同时满足这四个特征的就是工业物联网,首先,芯片技术已经发展到一个具有较强计算能力的MCU在美元以下,RFID芯片价格甚至已经到美分这个量级,使得工业物联网有了物质基础,同时满足了经济性要求;近三十年的通讯技术的发展,从模拟到数字,从简单调制到复杂调制技术的商用化,使无线通讯可以很廉价地覆盖几百米甚至数公里的范围,满足了数据获取的密集部署要求,同时由于工业物联网的永久在线的特征,使工业物联网满足数据获取的高效性、实时性要求;微电子技术在近年也发生了突飞猛进的发展,不论在价格上还是在进度上都有了长足的突破,满足了数据获取的准确性。
总而言之,工业物联网的出现是在以下几个条件成熟时涌现出来的不可逆转的趋势:
1、快速变化的市场需要数据支撑,产生了市场对数据获取的急切要求;
2、MCU的发展使得计算能力快速提升;
3、以调制技术为核心的通讯技术发展为联网建立的管道基础;
4、传感技术,特别是以MEMS为标志的微电子技术的发展给予感知世界提供的保证;
工业物联网不是规划出来的,是各种技术与需求发展进化的产物,是生活、生产、经济发展到一定高度后自然而然出现的,是在需求的驱动下,众多行业创新带了的自然产物。
通过工业物联网,可以把传统经济中不可数字化之物数字化,可以把传统不可数字化之行为数字化,可以把传统不可能变为可能,甚至变为容易获得、解决的方案。
这个问题是第一个问题的延续,如果不考虑经济性,那么我们可以说工业物联网连接一切可连接之物,但是,当我们在做一个务实的、有价值的方案时就不能不考虑可行性及经济性,那么工业物联网连什么呢?我们认为这是一个从哪里来到哪里去的问题,我们通过上面对价值、意义和目的分析可知,我们应该从目的反推,一切从目的出发,时刻盯紧企业需要弥补的最关键环节,例如,如果对量化OEE有需求,那么我们就要连接设备状态;如果要减少在制品,那么我们就要对在制品进行追踪;如果能源消耗对企业是重中之重,那么我们就要把能效物联化,等等。世界上不存在同样的两片树叶,同样地,世界上也不存在同样的两个企业,我们只能对企业本身进行深入分析,紧紧聚焦于企业价值,在保证经济性的基础上,确定工业物联网的实施范围方案。联网范围一个核心点是连入物的属性,也就是说我们通过分析连入物的属性与企业建设工业物联网目标的耦合度,决定需要实施工业物联网的广度。
通过分析工业物联网连什么后,我们得到了连入物的内容,接下来需要我们决定是对每个/每类连入物我们该数字化哪些属性,这里遇到工业物联网特有的一个障碍,需要连入工业物联网的物的可连通性问题, 特别是在设备互联时,可连通性表现的特别突出,例如,有的设备具有开放的通讯协议和可用的通讯接口,有的设备不开放协议等等,那么可连通性就是对方案供应商的很大的考验,我们的经验是有四种方案可供选择:
1、使用设备开放的协议;
2、使用设备自带的传感器;
3、添加新的传感器;
4、改变观察侧面及维度,使用全新的采集模式;
其中第四条,改变观察的侧面和维度,使用全新的连接方式是使用第一性原理,避开设备不开放协议或接口的阻碍,避开被设备供应商牵着鼻子走的方向,从本质上获取数据。例如:通过能效检测获得设备的使用状态,通过震动传感分析设备部件的故障、甚至是转速等,只要通过第一性原理从你需要的信息入手,而不是被动地从设备可以提供的数据入手来提供物联解决方案的方式。直接把我们需要的信息做为目标,观察除了直接连接设备外,我们还能够如何获得需要的信息,因为只有我们获得的数据能够与设备提供的数据在信息上能够“同构”即可。例如,我们可以在我们的物联设备上安装一个震动传感器,从传感器获得的数据中,我们即得到了设备是否开机,又得到了是否启动工作,同时还得到设备的转速。如果不用第一性原理,而是硬要跟设备互联,那至少要采集三个数据,并且未必设备能够给你。这就是典型的边缘计算的案例,边缘计算的计算规则一定要具有定制能力,可以说边缘计算一定是一个知识容器,可以方便地把客户、厂家,甚至是第三方的知识融入的容器,我们开发的支持脚本的设备已经具有了初步的边缘计算的功能,我们需要在这个方面继续加大支持力度。
所以,通过分析企业价值和物的可连通性,我们就可以明确定义需要连入物层级,也就明确了连入物的连接深度;
在连入物联网的物的层级中一个重要的概念是管理粒度,对于制造业来说,连入物的管理粒度大概分为如下几个层级:
1、传感级;
2、设备级;
3、产线级;
4、车间级;
5、企业级;
也就是说我们要在经济性可行的前提下定义数据获取的粒度。理论上讲,细粒度一定比粗粒度更好,更有价值,但是当加入成本分析后,可能并不一定粒度越细越好,需要按照各种制约因素找到一个平衡点。
价值成本永远在企业行为中持有权值最高的赞同或者否决的一票,通过前三项分析,我们仅剩下最后一个问题没有解决,这也是关乎价值成本的关键:管理粒度问题,我们到底需要在多细的粒度下进行管理?这带来了一个哲学问题:世界是不是需要黑盒子。什么意思呢?当我们确定一个管理粒度后,比管理粒度更细的信息将被隐藏在黑盒子中,这个黑盒子将成为我们分析深度或者认知深度的制约因素和约束条件。我们可以通过价值成本分析来找到这个平衡点,从而明确黑盒子的大小,并最终确定连入工业物联网的物的特性。
我们的期许是工业物联网建设的价值观,其他一起都是方法论。首先,我们在规划物联网时要本着既要有高瞻远瞩,又要有务实可行的精神。在思考黑盒子的大小时我们要高瞻远瞩,设计方案尽可能地以黑盒子尽量小为目标,而实施方案则按照价值成本分析选择合适的黑盒子的大小,也就是选择合适的管理粒度,从而保证投入收益的平衡,甚至我们可以把黑盒子尽量定义的大些,用以验证工业物联网的可行性,最大可能地降低工业物联网实施的风险。
总之,我们应该从以几个方案来确定工业物联网的建设原则:
1、期望获得什么结果?
2、期望用什么方式获得想要的结果?
3、需要信息基础提供什么?
4、工业物联网是否能够获得这些信息?
5、工业物联网如何获得这些信息?
6、获得这些信息的性价比如何?
7、回归分析,评估预期结果是否符合经济利益?
8、落地实施。
公式如下:
OEE=时间开动率×性能开动率×合格品率×100%
一、OEE(OverallEquipmentEffectiveness):
即设备综合效率,也有资料表述为总体设备效率,其本质就是设备负荷时间内实际产量与理论产量的比值。
二、注意:
如果设备开动速度超过了设计速度,就如同设计负荷5吨的大桥开过8吨的汽车一样,是掠夺性的使用设备,是不可取的;
若设备的原设计指标保守,根据实际,设备开动速度可以提升,经过论证,这种提升不会造成对设备的损坏;
使设备过早进入耗损故障状态造成速度开动率不正常的夸大,得到较高的OEE水平,掩盖了设备维护不当等问题,不利于激发设备管理者对人-机系统-外部因等八大损失的攻关和控制。
江苏科兴电器有限公司成立于2001年,是一家专业从事35KV及以下的电磁式、电子式互感器研发、生产、销售、服务为一体的高新技术企业;公司“COSINE”商标被国家工商总局认定为“中国驰名商标”,科兴电器荣获江苏省5A级数字化企业、江苏省科技型中小企业、江苏省管理创新示范企业、江苏省高成长型中小企业等;多个创新项目获江苏省重点创新项目、多个新产品被认定为江苏省高新技术产品或优秀新产品;公司建立了江苏省企业技术中心、江苏省工程技术中心、江苏省研究生工作站。科兴电器全自动智能化互感器生产线被评为“科技进步一等奖”,公司建有全球规模最大的静态混料真空浇注系统,车间采用精益化的U型布局,所有产成品全部通过自动流水线流转,保证产品质量,提高工艺水平和生产效率。其中线圈生产、成品装配及全自动检测流水线、线圈干燥用真空隧道炉、烘模及后固化隧道炉、AGV自动流转机器人等设备均为行业首创。目前中压互感器年生产能力可达40万台以上。凭借公司优良的服务和产品良好的质量口碑,科兴电器先后成为各大外资企业、输配电行业龙头企业及在国家电网、南方电网大量中标的成套企业的首选供应商,熟悉国家电网、南方电网、各省电力公司及各大外资企业对互感器的特殊技术要求。
江苏科兴电器有限公司领导层一直注重企业信息化管理,2005年即引入某品牌ERP,由于系统的适用性问题,信息化一直停留在“购销存总账”的电子账阶段。
2009年,引入普实AIO70平台的ERP项目。科兴有15000+种产品、5000+种材辅料,工序流程超过20道;双方密切合作,仅四个月时间,即完成购销存产财成本一体化运行;特别基于生产订单型的成本系统自动运算,对企业的耗料数据采集、工时数据采集难度很高,科兴团队付出了巨大的努力。
2010年,开始导入固定资产管理、成品移动条形码管理、重点工序过数条形码管理(绕制、浇铸工序)。成品100%实现了单品序列号管理,重点工序的计件工资也在系统内开展。
2014年,科兴在泰兴城东工业区建设了花园式工厂并投入运行。在搬至新厂区以前,进行了ERP系统的升级,升级至普实AIO75平台,并于10月启动了OA单元启动,进一步规范及完善企业工作流,提高了企业整体协同能力。
2015年,科兴借助AIO75平台,导入阿米巴经营管理体系。按阿米巴要求的数据粒度,从ERP中抽取相应数据,达到“人人都是经营者”的精细化价值管理;也是普实软件迄今之止,阿米巴数据与ERP结合最完美的案例。
科兴ERP系统已经正常深入运行5年,完成了“购销存产财成本一体化”,对于原料、半成品、产品的管理已经非常到位,同时对于资金类数据也非常准确,产品成本也由系统自动生成,2014年升级成AIO75系统,AIO75构建于云端,顺应移动办公潮流,同时打通了OA+ERP。AIO75内置BI数据分析引擎,便于未来的企业大数据应用,极大提高了企业的办公效率;科兴具备了上MES的信息化先决条件。
中国制造2025新形势下,落后产能过剩即将被淘汰,企业转型升级成为必然。制造业的核心竞争力是合适的成本适时交付出高性价比的产品,来满足客户各方面的需求。客户为什么选择我们企业的产品? 质量、交付、服务、价格 四要素!如下图:
1使产品有足够的质量性能优势。原料是否合格? *** 作机台、人员、经过的工序、生产时间是否可追溯?关键工艺参数是否可控?能否防止工人部件装错、产品生产流程错误、产品混装?
2使产品有足够的交付优势。平均生产周期是否明显高于同行业平均水平,加工周期是否稳定,是否预先可知准确的交付日期?生产过程中是否可以及时知道产品所在的工序位置?若工序中报废,是否可以立即捕获到报废数据,并补投料进行加工?
3使产品有足够的成本优势。内部精益生产的水平?影响产能的原因是:设备故障?调度失误?材料供应不及时?工人培训不够?还是工艺指标不合理?是否使设备OEE、材料利用率达到行业领先水平?
4在客户心目中科兴有足够的服务优势。是否可以引入客户自助服务APP,让客户录入订单号自行查看其对应订单的执行进度、产品的质量状态,方便地追溯产品的原料批次、工艺参数是否在控制线以内?
5使企业各级管理者享用清洁及时的生产数据,让整个生产现场完全透明化,以便做出最合理的决策。能否废除人工报表,自动统计每个过程的生产数量、合格率和缺陷、设备台时、设备运行参数、利用率、OEE等;能否针对在线检测数据与关键工序的运行参数,通过大数据分析的方式,寻找出适合于企业的最佳的产品工艺……
企业的管理人员,无论何时身处何地,只要透过Internet就能将生产现场的状况一览无余;通过MES获取信息运筹帷幄,远在国外的客户也可以来关心他们的订单进度、产品品质。
科兴导入MES正是围绕着打造幸福企业的目标,提高企业核心的产品研发、产品制造能力,使科兴具备引领互感器市场,让员工拥有一个稳定幸福的家,为时代做出自己的贡献。
2015年,科兴组织企业中高级管理人员,频繁走访参观国内信息化示范工厂,包括华为、西门子、海尔、徐工、红领等企业。决定引入MES系统,并于11月开始陆续考察MES供应商。
2016年3月,普实通过了科兴严格的供应商筛选,荣幸地成为科兴MES供应商。
2016年4月,科兴与普实联合甄选车间工位机、流程RFID卡、模具RFID卡,普实针对选定的工位机开发相关程序,并接进AIO75的MES平台中。
2016年5月,科兴现场工位机安装、传感器安装、PLC改造、立式触摸屏安装、条形码扫描器布置、ZigBee及WIFI信号调试。
2016年6月,现场测试MES程序并优化;召开设备供应商会议,由普实提供MES的API接口,设备供应商针对科兴所使用的设备进行软件二次开发,以期使现场重要设备数据能实时汇入MES系统。同时,进行大规模的模具清理与改造,模具植入RFID芯片。
2016年7月,设备供应商陆续完成软件的二次开发,进入产线进行联调。MES进行现场试运行,并于7月10日,全面取消车间现场流程卡。制造过程中的工艺参数及图纸,全部通过网络在车间终端上刷卡阅读。在重点生产线布置电子看板,及时反应各工序的计划目标与生产任务。通过近一个月的运行,现场数据达到95%的准确率,MES开始显现出威力。原来要找某订单的在制品,需要花费大量人工,现在直接仅需在系统内查看具体工位即可准确定位;即使在烘房内,也可以准确定位至烘房的某屋某层上、预计出烘房的时间、现在烘房内的温度是多少……
2016年8月,科兴大数据中心硬件安装完成,科兴与普实经过密切沟通,规划了覆盖企业重要管理点的数据分析模型,普实投入大量技术人力开发数据分析,如期交付并进行了系统联调。
2016年9月,科兴大数据优化并验收完成,标志MES成功上线。
企业感言
董事长
◇手工排程,生产计划与实际生产进度脱节,在制品动态无法及时掌握,造成计划排程调度混乱,往往要交的产品不生产、生产的产品又不要交,严重影响产品正常交期。
◇主要以纸单形式报价,凭经验管理,粗放、效率低;对于交期,由于现场在制品情况不明,业务人员反馈交期时往往会留足时间余量,客户服务质量受到影响。
◇生产过程中缺少产品品质追溯管理。
◇车间在制品多,产品生产周期长,造成车间管理难度大,管理成本高;特别是无法及时掌握产品质量损失,往往在交期前紧急补单,给产线安排造成极大混乱。
◇生产过程中工时难以统计、人工填报误差大,工人绩效考核管理有漏洞。
科兴的MES项目从生产过程控制为突破口,依靠信息化系统强大的数据集成能力,成功的解决了传统行业上述的难题。该系统适合于传统离散型中小型制造企业,资金投入少、建设速度快、运行稳定、数据统计准确,彻底解决了科兴电器在数字化时代转型的难点和痛点。
总经理
目前中小企业已经普遍应用ERP,销售、采购、财务、库存等模块应用得比较好,但是车间生产更多的依靠人工去管理,生产排程以及生产进度管控都是靠基层管理人员去完成,设备与模具的使用状态与实时监测数据也未能与ERP系统互联互通。
随着用户个性化的要求越来越多,如何用批量化的手段来满足个性化的需求,将客户端的价值需求作为整个产业链的出发点,改变以往从生产端向消费端、从上游向下游推动的模式,以客户的价值需求出发提供定制化的产品和服务。这就要求产线必须是能够随时换型,根据产品加工状况的改变自动进行调整。
科兴的CPS智能制造一体化系统,基于公司ERP系统开发MES系统,实现与设备、模具的互联互通,监控和管理生产的每一个步骤和工序如何实现,生产部门各个生产设备之间、生产设备和控制器之间,通过制造执行系统(MES)连通起来。满足客户个性化的需求,客户可以在线自主选型,解决生产过程的失控、在制与库存品的大量积压,采用工业智能制造手段(物联网、RFID等技术)提高生产资料的利用率,在智能制造的基础上实现透明生产、精益生产,打造玻璃化透明的幸福企业。
硬件
RFID工位单板机
RFID工位单板机
数据采集器
数据采集器
RFID PDA
条形码PDA
传感器
PLC
广告触摸屏
广告触摸屏
科兴MES项目,经过双方5个月密切合作,达成了MES项目设定的目标,实现了以下六大核心模块的上线运行。
车间排产是根据生产订单及物料的工艺路线来编制工序排产计划;车间执行通过工位机、设备自动计数,利用RFID、条形码、传感器、PLC通讯、设备厂商第三方API系统等方式,及时完成产品加工过数、工时、工艺及缺陷的采集,若有不合格品或报废数据,掌握实时数据以便于在第一时间补单,满足交付。动态实时准确的WIP数据,也是排产调整的依据。
基于订单、瓶颈工序产能、模具状态的工序排产,帮助计划员有效安排车间作业计划,排产数据动态发布至产线,并将排产数据与车间完成数据进行实时比对,车间看板显示作业的达成率。
反映车间各工序实时的在线堆积数,便于车间调度者及时协调资源解决工序瓶颈,保证生产流动的均衡性,最大化的压缩在线产品数量,以达成快速响应客户交付与变更的目标。
智能工厂是企业信息化发展的新阶段,设备联网更是迈向智能工厂的关键一步。以最有效率的方式取得不同品牌、不同通讯协议设备的状态参数信息,并将数据传送至管理系统进一步分析、实现远程监看控制。将设备与生产订单、工序加工相结合,实时反应设备上正在加工的产品,并附加产品上当前的设备参数、实际运行数据,便于后期产品追溯。
设备综合效率是Overall Equipment Effectiveness,简称OEE。每一个生产设备都有自己的理论产能,要实现这一理论产能必须保证没有任何干扰和质量损耗。OEE由三个关键要素组成:OEE=可用率表现指数质量指数。
通过设备联网捕获设备加工频率,与制造数据上工艺设计的理论加工效率、工厂的工作日历,再结合在线检测一次合格率等数据可得到OEE指标,以帮助企业有效改善及提高现场的生产管理水平。
实时捕获设备动态的运行状态,与安灯模块配合,获得无效工时的原因数据,帮助企业提高设备的运转效率。同时,通过进出的扫码或RFID感应,清晰掌握当前设备正在加工的产品;对于批量间隙式生产的设备,方便追踪存放于设备内产品的序列号或批次。
科学完善的设备管理系统,将紧急性维修改进成预防性维护。为设备创建巡检计划、定期维保计划以及年度大修计划。此外,为了确保设备维保活动能够顺利执行,可以在计划中定义好任何所需的资源、备件、注意措施以及相关文档。
与ERP制造数据模块关联,定义产品工艺参数规范,并管理相应的工艺参数值。通过设备联网,将工艺参数传送至相应的PLC、工位机显示、现场触摸屏显示。
通过传感器、OPC等采集设备实时运行参数,并处理、传输、存储以及为决策支持层提供生产工艺方面的数据依据,真正实现了企业数据的共享。
工艺参数预先定义,以便生产过程中各工序应用。与现场工艺显示设备配合,以达到工艺管理的无纸化传递。若产生ECN设计变更,可与工序加工指令相结合,锁定生产订单某些工序的执行。
通过设备内传感器或直接获取设备PLC等方式,实时采集设备运行参数,为后续品质判定、工艺改进、生产决策提供数据支持。并提供超过工艺控制线的运行报警,以便工艺设备人员及时跟进,防止出现质量事故。
利用设备联网或现场加装工位机等设备,将工艺参数传送至相应的PLC、工位机、现场触摸屏显示,以使各工序电子化查看工艺参数、图纸、SOP及视频 *** 作指南。
模具管理工作是制造型企业的重要工作。模具管理包括新开模具、模具出入库、模具工作量工时统计、模具常规性维护及异常维护等管理工作;查看模具动态的状况,利用率分析等。同时,引入条形码、RFID等技术,还可以起到模具防呆的功能。
通过装模工序,将生产流程卡(或生产订单)与模具相关系,实时捕获模具动态的状态。模具进出的扫码或RFID感应,清晰掌握当前模具的使用次数及生命周期数据,同时为排产、质量分析提供数据支撑。
在模具使用寿命和次数达到设定的数值时,提供检修预警或报废提示,并根据剩余寿命及订单状态,制定开模计划。
安灯系统主要功能是使JIT发生的问题得到及时处理,为了消除中断或至少减少复发的可能性,用灯光或其它信息化手段发问题信号,通知到相应的处理人员。系统根据呼叫、应答、处理完成等数据,来加快异常事务处理,提高生产率。并通过以上数据进行分析,异常呼叫类型统计、应答率及平均延时、处理率及平均延时等。
安灯系统与设备联网获得的实时运行状态数据相结合,获取更精确的设备OEE数据。安灯系统能显著提高日常生产过程中的异常响应、异常解决的效率,从而提高设备的有效运行时间。
安灯系统与设备联网获得的实时运行状态数据相结合,针对停机区分出准确的停机原因。利用现场看板、APP推送,推动异常的快速解决。
AIO75质量管理方案,包括检验项目、工具、水平、标准等,含数据采集、信息传递、数据分析、实时监控、信息反馈、文档管理、客诉处理、量具管理,对于原材料进厂、生产制造和在用户使用过程中的产品整个生命周期进行数据化、网络化、动态化管理,通过持续不断的改进,进一步完善生产质量管理直至企业层的整体化全面质量管理体系(TQM)。
通过在线检测设备所附加的程序API接入MES系统,并获取当前产品关键工序的实际生产运行的工艺数据,将同一产品的质量检测数据与工艺数据进行比对,给客户更多的产品性能的信心保证。若检测有问题,也能帮助企业改善工艺。
统计质量数据的采集、规格化汇总、多维度分析,获取产品合格率趋势、缺陷分布、缺陷损失、报废损失等,以便企业制定合理的质量方针与管理措施。OEE指标由可用性、性能、质量3部分组成,以下计算公式不正确的是()
A可用性=运行时间/可用时间
B质量=增值时间/生产时间
C可用性=运行时间/自然时间(正确答案)
D性能=生产时间/运行时间
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