中冶陜壓重工設備有限公司位于老一輩無產階級革命家習仲勛同志的故鄉——陜西省富平縣。公司作為國家大力支持的自主民族制造業,致力于打造為國民經濟提供重大裝備的國內一流、國際知名的專業化綠色精密壓延設備的研發、制造基地,并通過鑄、鍛、焊等基礎零件智能制造,逐步向智能化制造新模式工廠轉型,以期實現企業規劃、生產、運營全流程智能化管理。
公司積極響應中國制造2025的戰略規劃,結合企業自身典型離散制造的重型裝備行業特點,提出智能工廠項目,建設目標是打造企業精益生產能力,通過項目實施,達到優化生產組織的管理,精簡管理的中間層次,推進改革實現組織的扁平化;促進生產的均衡化和同步化,努力達到零庫存和柔性生產的目標。并以此為契機積極尋求企業轉型升級,全面提升企業的核心競爭力。
 
1.  智能工廠建設規劃
項目建設內容主要包括:企業工業網基礎平臺(交換機、服務器、虛擬軟件、存儲、DNC數據傳輸網、網絡安全等);DNC平臺(數據采集卡、監控、接口、看板、仿真驗證等);制造執行系統MES(基礎數據管理、計劃管理、計劃排產、協同制造平臺、現場信息管理、物料管理、工具管理、設備管理、質量管理、決策支持等);智能鉚焊車間(行車定位系統、焊接機器人、自動噴碼技術與切割套料軟件等等)。
通過項目中的軟硬件實施,實現中冶陜壓重工設備有限公司基于工藝、制造和現場采集系統的平臺化管理,通過數字化制造的建設和相關信息系統的集成,實現對生產制造過程信息的實時采集、管理和反饋,進行計劃科學排產,實現質量追溯,控制質量漂移,對物料進行批次管理,對關鍵設備進行數據采集,并通過多媒體采集技術實現制造資料完整歸檔,以完成生產過程與管理決策的高效集成。
首先,通過建立生產車間與工藝部門的雙向信息傳輸高效穩定的數據共享平臺,將由計算機主機平臺、網絡平臺、數據庫平臺、生產車間等所組成的系統平臺構建成一個高速信息網,即實現生產工位的數字化、高精尖設備加工的數字化、生產指揮的數字化、產品資料的數字化,實現車間執行層控制系統與計劃管理層應用系統的生產數據雙向傳遞?,F場生產車間的所有工位網絡化數字化,將為生產管理提供一個協調環境,成為生產管理數字化的基礎。
然后,實現生產過程數字化,生產計劃及落實過程、物資消耗過程、質量檢驗過程以及設備運行過程的每個環節都將通過計算機流程來實現。跟蹤記錄人、機器和標準加工過程,實現生產過程的跟蹤和管理,還原生產過程并通過系統強大的分析運算能力圖表化、報表化生產詳細數據及加工過程。生產管理人員利用系統提供的各種信息,發現生產過程中的問題,梳理并不斷完善業務流程。
最后通過生產車間可視化、生產過程透明化,在生產處的調度平臺可清楚看到各車間的設備/裝配的實際加工情況,準確掌握生產車間的實際生產能力、生產任務的執行情況和完成率。管理人員利用數據分析平臺獲取自己管理所需要的數據,制定有效的生產過程控制方案,排產系統將利用當前準確的生產數據進行精準的計劃排產,實現分析運用及生產管理數字化。
中冶陜壓特色智能鉚焊車間的建設,通過行車定位系統,實現物料的自動抓取,通過自動噴碼技術與切割套料軟件的集成,實現物料的追蹤管理,通過切割機的聯網通訊,實現程序的自動調用,通過焊接機器人的引進,實現效率和質量的雙提升。
目前中冶陜壓已經完成BPM、CAPP、PLM、質量平臺等兩化融合系統的建設,上游信息系統的應用效果初見成效,為下一步智能鉚焊車間、車間級DNC系統及MES系統的建設打下了堅實的基礎。
 
2.  智能工廠的建設步驟
結合中冶陜壓前期兩化融合建設情況及管理基礎,項目總的周期為兩年三個月,建設步驟如下:
第一步繼續工業網及數據中心基礎平臺建設,完善所有車間基礎網絡,為后續DNC聯網及MDC數據采集的建設打下基礎。
第二步DNC聯網及MDC數據系統的建設,打造車間級物聯網系統,實現物理設備的互聯互通。通過數字網絡化傳輸,使程序傳輸更準確、更方便、更高效,進一步提高機床的有效利用率;通過數控程序的集中科學管理,對程序實現嚴格的流程管理、權限管理、版本管理,并借助于專業的程序編輯、仿真等先進的技術手段,將程序錯誤發現在實際生產之前,有效避免程序錯誤,提高產品質量;通過網絡自動采集功能,實現對全部機床的實時監控,實時獲知每臺機床的工件生產數量,實現生產信息的自動、準確、實時采集,形成生產計劃的閉環管理,從總體上實現柔性生產管理。
第三步進行MES制造執行系統及智能鉚焊車間建設,基于精益生產為主導思想的軟件系統,涵蓋了我公司所涉及的冷加工車間及熱加工車間的方方面面,包括計劃管理、高級排產、作業管理、協同制造、程序管理、程序編輯仿真、現場信息管理、程序網絡傳輸、監控與采集、質量管理、物料管理、資料管理、工具管理、設備管理、決策分析等功能,并通過與上游數字化設計平臺信息系統如CAPP、PLM、ERP系統的集成,實現廠級生產計劃與車間詳細加工排產相集成,并且,在數字化車間的項目建設中,對廠內所有的數控設備通過機床聯網與機床監控,實現車間的生產管理與機床實時生產信息的有效集成。
三步建設遵循總體規劃、分步實施的原則,在具體實施環節上也可交叉同步進行,提高實施效率,壓縮實施周期?;谇捌谝焉暇€的信息化系統,通過此三步建設的補充,實現了企業信息化建設的上下游貫通,實現從設計到工藝到制造執行的全面信息化管理,同時輔以必要的硬件提升、設備改造,最終實現具有中冶陜壓特色的重型裝備智能工廠。
 
3.  智能工廠效益分析
(注:以下介紹的是中冶陜壓智能工廠一車間效益分析模型)
3.1項目收入預算
通過智能工廠項目建設,按照行業標準和其他成熟實施經驗,一方面,使企業生產效率提高20%以上,綜合運營成本降低20%;產品不良率降低20%;能源利用率提高15%以上,另一方面,由于提前搶占先進制造領域,將贏得更多的市場占有率。據此編制的收入變動預算見表3.1 所示以項目。
表3.1  一車間數字化建設項目收入變動預算(數字略)

序號 項目 金額(萬元)
第1年 第 2年 第3年 第4年 第5年
1 項目實施前 產值          
2 收入          
3 廢品損失          
4 能耗          
5 項目實施后 產值          
6 收入          
7 廢品損失          
8 能耗          
9 收入增加或耗費減少          
3.2運營成本預算
本項目運營成本主要為投資基礎設施折舊費用、軟件投資攤銷費用,基礎設施投資資產折舊按照5年直線折舊計算,軟件投資按照10年直線攤銷費用計算。據此編制的費用成本預算見表3.2 所示。
表3.2  一車間數字化建設項目運營成本預算(數字略)
序號 項目 金額(萬元)
第1年 第 2年 第3年 第4年 第5年
1 不動產折舊          
2 軟件投資攤銷          
3 年預算總成本費用          
3.3利潤預算
利潤測算涉及到稅收以及財務費用問題。該項目稅收分為增值稅和所得稅。增值稅一律按照17%繳納,所得稅按照15%繳納。該項目年利潤測算見表3.3所示
表3.3 一車間數字化建設項目年利潤測算(萬元)(數字略)
序號 項目 金額
第1年 第2年 第3年 第4年 第5年
1 增加收入/降低成本          
2 減:增加收入部分對應成本          
4     不動產折舊費(5年)          
5     設備折舊費用(10年)          
6    折舊攤銷費用合計          
7    財務費用1200萬元貸款          
8 營業利潤          
9     所得稅(15%)          
10       凈利潤          
3.4凈現值及內部收益率
該項目的現金流入、凈現值及內部收益率測算見表3.4(1)、表3.4(2)。
表3.4(1)項目現金流入分析表貨幣單位:萬元/人民幣(數字略)
序號 現金流項目 金    額
建設年 第1年 第2年 第3年 第4年 第5年
1   現金流入            
2  其中:營業總收入            
3        折舊攤銷回收            
4 現金流出            
5    基本建設支出            
6  其中:收入對應總成本            
12        財務費用支出            
13        所得稅繳納            
14  現金凈流入            
15   累計現金凈流入            
從現金流分析,該項目在投入運營后靜態投資回收期為2年。該項目具有非常好的資金回收效益。
表3.4(2) 項目凈現值及內部收益率分析    單位:萬元(數字略)
序號 現金流入 現金流出 現金凈流入 貼現率6% 年凈現值
建設期          
1          
2          
3          
4          
5          
6          
7          
8          
9          
10          
11    
12    
從凈現值分析,該項目10年凈現值為3704.41萬元,是項目總投資的2.88倍,動態投資回收期1.9年。項目具有很明顯的投資回收效益。
從內部收益率分析,該項目IRR(內部收益率)為51%,大大高于社會平均資產報酬率。
由此得出結論,該項目具有很好的經濟效益。
3.5社會效益
該項目(一車間)達產后可為國家和地方政府貢獻2340萬元稅收。同時對推動整個裝備制造業轉型升級起到總要示范作用。
表 3.5   項目企業經濟效益和社會效益(數字略)
序號 效益分類 效益指標 指標值
1 企業經
濟效益
投資回收期  
2 凈現值  
3 內部受益率  
4 社會效益 增值稅繳納  
5 所得稅繳納  
4.  總結
1)   通過項目實施,可為企業帶來良好的經濟效益
2)   項目環保無污染。
3)   通過項目實施,可取得重要科技成果,促進企業技術進步,樹立行業典型,推動本行業乃至制造業的技術進步和兩化融合建設,對促進整個裝備制造業轉型升級起到重要示范作用。
項目達產后可為國家和地方政府貢獻預期稅收,并可帶動革命老區發展,為陜西在2020年完成“全面建成小康社會”的宏偉目標助力。