珠宝加工厂:我的成本下降空间在哪里?

摘要:珠宝加工厂,如何通过IoT边缘技术,OT/IT数据融合,实现成本的下降、效率的提升

本文分享自华为云社区《玩转物联网IoT边缘服务系列二-珠宝加工的成本下降空间在哪里?》,作者:eleven1111 。

本期主题:

珠宝加工厂,如何通过IoT边缘技术,OT/IT数据融合,实现成本的下降、效率的提升。本文我将以第一人称视角,讲述一位珠宝加工厂老板的故事。

缘起:

我是一家珠宝加工厂的老板,已经管理这家近百人的工厂有十余年了,但在十余年中,我从未像近两年这般焦虑与劳累。不仅面临着订单与生存的压力,同时,业务的向下波动,不得不时刻担忧着业务的平稳性,承受着巨大精神压力。

或许很多人认为,工厂这种劳动密集型企业,作为工厂老板掌握生产资料,自然可以吃到“人口红利”,赚的盆满钵满。但在如今,我们时常自嘲,做工厂的毛利和直接将钱放在银行里的利息,差不了多少,微薄的毛利,让我们如履薄冰。

困境:

这两年因为疫情的原因,订单少的可怜,还要养活这百十号人,虽然我也想过开源节流,但又谈何容易?对于我们这种规模的工厂来说,并不存在技术壁垒,同行购买的数控机床都基本一样,不管是国内,还是国际上的竞争,我们唯一能做的便是不断压缩成本,以更低廉的价格获得更多的订单。

在如今中低端制造业开始向工业4.0转型升级的大背景下,我们也考虑过产业升级,考虑过增强技术实力,在珠宝加工领域构筑技术壁垒。但对于我们来说,产业升级的想法很美好,但实现起来,就多少有些摸不着头脑了。我其实也不太懂,产业升级到底是升级我现有的产业,还是那些已完成升级的产业,来替代我的产业。

去年有人跟我提过工厂数字化转型,利用物联网打造智慧工厂,通过物联网技术,实现产能的升级,在减少人员投入的前提下,用更低的成本,获得更多的产出。这听起来是一件不错的事情,但我总觉得,数字化改造成本,似乎远比我在员工身上投入的更多,真的能为我带来更高的收益吗?

PS:您的工厂生产是否存在其中某种现象呢?

珠宝加工厂:我的成本下降空间在哪里?插图

识局:

我让技术科负责产业升级改造的事情,针对工厂的现状,给我一个既经济实惠,又看得见成效的方案,我再来决策是否投入。经过技术科与华为云IoT团队一段时间的调研、评估,终于给我带来了希望:

生产耗材成本降低:

原先:我们厂有十余台数控机床,刀具是最大的生产耗材,每次财务找我签字报销的时候,最头疼的是刀具的采购价又上涨了,居高不下的成本,让我不得不要求工人,人工记录下使用次数,尽量用到使用寿命的上限再更换。

现在:采集数控机床的生产数据,将生产数据与MES的订单数据所对应,自动记录每一台机床的刀具使用次数,在使用次数达到上限时,自动提醒更换,既避免了因过期使用导致的良品率下降,又减少了提前更换刀具的浪费。

珠宝加工厂:我的成本下降空间在哪里?插图1

工艺可以一天多变:

原先:我们的生产工艺,都是根据客户订单来决定的,往往一台数控机床,在现场配置好纸质生产参数、工艺文件,在一批订单完成之前,不能够轻易更换的,否则会导致停机、停工、耗时更换,浪费很多生产时间,导致开工率不足。

现在:坐在办公室里,将生产工艺文件,远程的下发到指定的数据机床,机床可以动态的调整生产,提高了生产效率,降低了库存,针对量小、高定制化的线上直销场景,再适合不过了,更好的迎合了当代年轻人对个性化的追求。

珠宝加工厂:我的成本下降空间在哪里?插图2

生产OEE(全局设备效率)提升:

原先:数控机床偶尔故障或非正常停机,往往需要车间主任巡视发现时才会处理,工人的响应并不积极主动,往往设备有问题拖了好久才修。同样,产线上的工人,对产品质量的敏感度也不高,往往批次出现问题时,也是等着质检人员过来纠正。

现在:当数控机床发生问题时,自动生成工单,将告警信息上报,因为生产OT系统与人事的IT系统打通了,所以故障设备对应的工位、当天值班人员,会收到邮件和电话提醒,厂里会根据工单处理数量和问题解决时间,与评比考核挂钩,这样极大提高了工人的积极主动性。每个产品的生产过程数据都会被实时分析,当发现某个批次出现质量问题时,会自动追溯生产哪个环节出现了偏差导致的,及时纠正后续生产过程。

珠宝加工厂:我的成本下降空间在哪里?插图3

破局

我接受了华为IoT团队提供的数字工厂方案,接下来就把落地工作交给了技术科。

首先,基于对企业在生产制造环节数字化转型的理解,将需求分解为:

  1. 针对CNC生产车间内的CNC设备,实现透明可视,包括产量实时、设备综合效能/运行状态等。
  2. 针对CNC生产车间内设备管理/刀具管理:设备/刀具按期保养、点检/巡检、历史数据查询、履历记录。
  3. 针对CNC生产车间内异常情况/告警及时响应:设备故障实时通知到设备维修工程师,或者在规定时间内,升级到主管领导,促使异常情况快速闭环。
  4. 针对CNC生产车间内,运营大板可视,对外营销,帮助接单。
  5. 线下已有ERP子系统数据与云端MES系统数据打通,实现数据协同。

珠宝加工厂:我的成本下降空间在哪里?插图4

然后,确定技术整体方案,主要包含了三部分:第一部分是数据采集,第二部分是数据汇聚/分析,第三部分是数据应用。该方案主要实现企业生产制造环节的生产要素数据实时采集,包括智能生产设备的基本信息、状态数据、运行过程数据、异常情况信息、订单信息、工艺文件等;通过平台的数据接入、数据分析、数据建模、主数据管理等能力,实现数据中有效信息提炼,数据价值挖掘,数据资产沉淀;然后,通过标准的restful API接口开放共享给上层应用系统;生产管理系统基于数据信息,提供OEE实时可视、生产过程精准管控、设备管理、刀具管理等场景化应用。下面就三部分功能介绍:

  1. 第一部分,数据采集主要由软、硬件一体的工业边缘方案来实现。主要包括两部分,第一部分为设备数采,第二部分为子系统数采。针对OT生产设备数据采集,工业边缘通过云端配置协议插件和数据采集规则,支持生产现场的CNC设备连接,如Fanuc、广数机床等,支持数据采集自定义,实时采集OEE、产量等信息,完成协议转换,然后,数据路由到数字工厂平台。针对线下ERP、OA等子系统数据采集,对接多厂家异构系统权限许可、接口适配等,采集系统间的业务数据,如订单信息、BOM信息等,实现业务数据在多个系统间协同,打破传统方式数据孤岛/数据断点。
  2. 第二部分,数据汇聚/分析是主要由华为云数字工厂平台来实现。该平台与工业边缘无缝对接,基于平台的设备接入管理能力,进行协议解析,提取数据、汇聚数据,然后,基于平台的数据建模和实时分析/时序分析等能力,进行数据分析和资产建模,通过标准接口开放给上层应用。
  3. 第三部分,数据应用是主要由精益生产管理MES系统来实现。该系统支持OEE数据通过多终端、多维度等方式实时可视,生产计划/订单数字化管理、生产过程精准管控、设备运行状态实时监控、告警管理、刀具管理、人员绩效管理等场景化应用。

珠宝加工厂:我的成本下降空间在哪里?插图5

最后,实施该方案,需在客户现场安装部署N个工业网关盒子,用于采集现场设备数据;还需部署一台前置机(网关或服务器),用于采集现场的IT子系统数据。工业网关盒子是Linux的原生内核系统,为了节省硬件成本,资源规格不到,所以采用IoTEdge的轻量版作为底座;而边缘前置机是容器化运行环境,资源较高可以执行更高性能的边缘计算,所以采用IoTEdge的标准版作为底座。边缘数采的数据,作为数字工厂的数据源,按照华为IoT的规范要求,通过数字工厂平台的数采服务进行远程管理。边缘数采方案架构如下:

珠宝加工厂:我的成本下降空间在哪里?插图6

以OPCUA协议采集设备数据为例:

珠宝加工厂:我的成本下降空间在哪里?插图7珠宝加工厂:我的成本下降空间在哪里?插图8

回首

如今工厂的数字化转型已经落地有几个月了,随着生产过程的数字化管理,计划外停机损失降低30%,加工效率提升20%,耗材成本降低20%,工单处理及时性大幅提升,我很庆幸自己的决策,找到了成本下降空间,也意识到只有产业升级,才能博出一个明天。

本期点评:

采用华为云IoT数字工厂开箱即用的解决方案,通过IoT边缘对现场OT生产设备和IT系统进行全量接入,在平台上进行数据建模、统计与分析,实现生产透明可视,生产订单、生产设备和产线人员的实时在线协同、降本增效。

PS:IoT边缘技术实现参考:

基于IoT边缘实现OT数采:https://support.huaweicloud.com/bestpractice-iotedge/iotedge_bestpractice_0115.html

基于IoT边缘实现IT数采:https://support.huaweicloud.com/bestpractice-iotedge/iotedge_bestpractice_0108.html

 

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文章来源于互联网:珠宝加工厂:我的成本下降空间在哪里?

THE END
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