这座中原小城,如何诞生了中西部制造业转型的标杆?

2019-12-27 14:00

导读:从苹果代工变身制造业转型标杆,SAP和工业4.0为这家企业注入了什么?

提到电子零配件制造,很多人会想到富士康。十几年前,富士康这样的代工厂曾经是中国制造的代表。密集的装配流水线,紧张高强度的工作,数万名年轻人聚集在同一个厂区,每天按照同一作息时间工作和生活。

现在的工厂,很少能看到这样的景象了。在豫东古城商丘向西70公里的中原水城睢县,有一家大型电子智能制造型企业——欧冠竞猜买球(中国)控股有限公司。

很多人对金振源都很陌生,但这里生产的苹果、小米、华为、OPPO、VIVO等品牌的手机配件,以及华为、联想的笔记本配件,源源不断地运送到全国各地的下游企业,最终化身成一台台智能终端交付到全球千万个消费者手中。

在金振源的11号车间,数千平米内工人寥寥无几,流水线上的主角是数百台进口的CNC(Computer Numerical Control)数控机床,以及数十台在车间内智能穿梭、自动化上下料的AGV(自动导引运输车)。

金振源智能化项目负责人陈文兵告诉智能进化论,仅仅一年前,金振源还是一家传统的制造型企业,如今金振源已经成为了河南省以及中西部制造业智能化转型的标杆。作为公司智能化转型的推动者,陈文兵这个朴实的中原汉子向笔者分享了短短一年间金振源的“智能化变形记”。

金振源智能化生产车间

一亿元纳税规模,制造大厂的困境

2012年成立的金振源是一家集研发、生产、销售、服务为一体的专业数控机床和表面处理为主导的精密制造型企业。其产品涉及智能手机、笔记本电脑、消费电子及汽车零部件等二十多个消费品类,年纳税金额超过1亿元人民币,是商丘地区最大的民营企业。

然而,成立后的前5年时间,金振源大部分产品只覆盖了手机内置件。为了匹配手机销量顶峰时期的制造产能,金振源引入了业界领先的进口四轴Fanuc CNC精密设备达5000台。当时金振源专注的是整个手机产业链最上游的基础加工环节。相对来说,技术含量不高、可替代性强。

2017年起,3C数码行业发生巨变,国产手机崛起,华为、小米、OPPO、VIVO相继打入全球手机出货量TOP5。在行业与市场的双重合力推动下,国内电子零配件制造业到了变革的关键拐点。

在激烈的竞争中,作为传统制造型企业的金振源,该如何走向产业价值链的高端?2017年,欧冠竞猜买球(中国)控股有限公司股东会经深入研究,认识到了转型升级的必要性和紧迫性。而推进公司转型升级需要一位复合型的负责人,这个人就是陈文兵。

金振源智能化项目负责人陈文兵(右一)

注入SAP数字化智能工厂的强心剂

2017年底,陈文兵加入金振源时,他已经是在ASUS华硕、Flex伟创力、GM通用汽车等世界500强企业摸爬滚打多年的职业经理人。

陈文兵坦言,最吸引他的是金振源给予他极大的发挥空间,能够主导一家大型制造企业的智能制造及数字化转型。然而对于金振源股东会来说,比制造业数字化转型人才更难得的,是陈文兵对智能制造、精益生产的深刻见解和理想主义精神。

“金振源应该从哪个突破口转型出去?第一,产品不能再局限于单一类型,第二,生产工序要尽可能延伸。”陈文兵很清楚精密加工制造业的核心竞争力。金振源的产品链条要足够多元、生产工序要向下创新延伸,这样才能更广泛的保持并促进与下游产业链无缝集成。

多元化的产品迭代,让产品及管理的数据采集变得日益重要。同时,越来越多客户对产品品质的要求不单单看结果,更聚焦于过程的标准化、合规化推进。

“虽然之前有5000台CNC,但是每一台CNC其实是一个数据孤岛,并没有对关键的数据即信息流形成有效串联。”金振源意识到,由过去系统离散型孤岛全面集成为链条式数据分析,必须引入智能制造模式。于是,他们开启了寻找智能化转型方案之路。

2018年4月,河南省人民政府颁布了《河南省智能制造和工业互联网发展三年行动计划(2018—2020年)》,为省内传统制造型企业的数字化、智能化转型指明了方向,并提供了强有力的配套支持。

2018年6月,在河南省政府、发改委、工信委的支持下,SAP中国研究院院长李瑞成带队考察了河南省部分重点企业的发展现状,结合企业的实际情况和SAP全球最佳实践经验,给出了智能化转型的实现路径,这其中就包括了金振源。

随后,金振源经过和SAP专家的进一步接触和探讨,逐渐明确了其智能化转型方案并坚定了转型信心。同时作为当地的重点企业,金振源也得到了商丘市和睢县各级领导的鼓励、引导和大力支持。最终在2019年初,金振源正式迈出了智能化转型升级的重要一步:金振源智能制造一期项目正式启动。

5个半月后,金振源上线了以SAP ERP+MES和EAP为核心的智能制造整体解决方案。MES是制造企业生产过程执行管理系统(Manufacturing Execution System),EAP是设备自动化系统(Equipment Automation Programing),两者都是制造企业智能化转型必不可少的核心系统。

该方案覆盖了金振源核心工厂的SAP MES系统和EAP系统,并与AGV、智能机器人等智能化设备进行了系统集成,同时实施了覆盖全公司的SAP最新一代的ERP系统SAP S/4HANA。

项目一期从计划源头、过程协同、设备底层、资源优化、质量控制、决策支持6个方面,初步实现了精细化、精准化、自动化、信息化、网络化的智能化管理与控制。

通过对数控加工中心、智能机器人、三坐标测量仪及其他柔性化制造单元进行自动化排产调度,11号车间率先实现智能化生产,包括接单、下达工令、自动物流运输物料、自动接驳上下料、自动生产、自动检测和判断、自动组装等。

SAP中国研究院专家介绍,SAP的数字化制造解决方案帮金振源实现了垂直集成架构的数字化工厂,这也是SAP第一代工业 4.0 数字化工厂解决方案的核心。

通过与上层SAP ERP系统各个模块的优秀的原生集成能力,以及支持与各种行业标准接口集成,金振源打通了从企业资源计划 ERP 到制造执行系统 MES 到二级设备控制系统EAP之间的壁垒,实现主数据无冗余的高速集成和车间的实时透明化。

从 ISA95系统架构维度,金振源的智能工厂自下而上打通了四层架构。最底层是由CNC、装夹机构成的设备物理层;第二层是由自动化控制EAP和AGV调度系统构成的自动化控制层;第三层是制造执行系统MES;第四层是与企业ERP打通的计划统筹层。

金振源智能工厂垂直集成架构

2019年底,经过半年的优化调整,金振源打造了河南省及同行业智能制造及数字化转型的标杆工厂,也成为了中西部制造业数字化转型的样板。

金振源并没有选择单一的信息化项目,而是同步上线ERP、MES和EAP,其难度可想而知。

不过,金振源也有他们的好帮手:SAP中国研究院的产品专家团队、被称为SAP MES金牌实施方的上海昊声电子信息技术有限公司和提供底层设备方案的科益展智能装备有限公司。来自昊声的台湾小伙Daniel带团队在金振源一待就是半年多,3个月打通了AGV控制系统与MES系统的集成,最终实现智能工厂的快速落地。

一个理想,精益生产的智能工厂

“SAP是全球第一大企业管理软件公司,也是工业4.0的领导者,哪怕2019年还不认识SAP,2020年我们还是会找到SAP搭建这个系统,这不仅是整体制造业的智能制造必经之路,也是引领企业突破数字化转型升级的核心关键。”

金振源认为,SAP项目上线以来的智能成效是显而易见的,而且是公司全员受益的。

众多对比明显的数据足以说明效果的立竿见影。项目上线后,金振源的生产效率提高了32%,总成本降低了33%,综合设备利用率由92%提高到98.5%,产品不良率从3000DDPM大幅下降到了1500DDPM(Defect Part Per Million,每一百万个产品中缺陷产品的数量)

通过从设计到运维的数字化供应链全面集成和整合,SAP帮助金振源将产品研制周期缩短了41%,大大缩短产品从研发到投产的过程。

得益于高效的研发能力,金振源的产品线快速拓展,其核心产品从手机中框升级成了更高技术含量的内置中板。中板是手机内部线路板、CPU,以及电材的载体,中板再加上电池、后盖和屏幕就是一个完整的手机了。

同时,金振源靠研发创新具备了笔记本除屏幕之外的上盖、底盖、键盘的柔性生产及组装能力,并一举获得了华为、联想等终端笔记本客户。

金振源生产的手机中板

全员受益则体现在实实在在的员工体验提升方面。通过这些生产过程的体检,无论从一线工人到管理层,工作不仅都更省心更轻松,而且效率也得到了逐步提升。

在智能化生产的车间,一线劳动力减少了40%。此前在数控机床之间负责拉物料的工人分A班B班两班作业,现在AGV小车实现了“机器换人”,原来的工人全部流转到了更高附加值的岗位。

通过笔记本、平板电脑等移动终端,管理层可通过可视化决策平台随时随地对14个看板,5大报表实时查看,进行生产效率、设备利用率、过程变异等综合数据的有效管理。

金振源智能化车间实时看板

然而金振源却认为,这些成果远不能代表项目的收益。“智能制造方案的ROI在行业内其实很难量化。不像CNC这种硬件设备,三到五年投资回报率就能出来。很多效果短期并不能有效呈现,但是从长远视角,都是关乎金振源未来发展的关键。假设今天没有搭建一套完善的智能系统,很难想象金振源能与国内外知名终端商深入的保持战略合作关系。这些终端商大部分使用的都是SAP的系统,金振源的产品如果想与他们便捷的无缝连接,SAP是不二之选。”

类似苹果、华为、联想、OPPO、VIVO、小米等终端客户,对供应商不但有严格的技术标准认证,还要求供应商具备产业链的无缝对接的能力。SAP的MES、ERP系统恰好成为金振源无缝搭建终端品牌商产业链的桥梁。

金振源质检工程师在监测华为笔记本键盘质量

SAP系统能给我们带来的最本质的改变,就是精益生产(Lean Production)和智能工厂的理念和思维,这个影响是非常深远的。”打造一个具备精益生产能力的智能工厂,也是金振源一直在努力的方向。

精益生产里面有一个重要的概念,SMED(Single Minute Exchange of Die)快速换模。这个过程中,只有MES才能支撑这种快速、柔性、智能化的生产,实现不停机的柔性混线生产。

2016 年, SAP 推出了“水平集成+垂直集成+产品全生命周期集成”的第二代工业 4.0 数字化工厂,其核心是可以实现产品的个性化定制。电商系统提出产品定制要求后,数字化工厂可以在产品生命周期管理 PLM 中进行产品设计,然后进入到 ERP 下单生产,通过供应链管理系统 SCM 与供应商协同组织供货的完整过程。目前,金振源已经在部分产线具备了个性化定制能力。

通过各个业务系统的水平集成,以及与产线的深度集成和管控,SAP的MES帮助金振源实现了能够根据每一件产品进行单独的过程管控,以及作业指导和工艺参数的推送。这也是工业4.0著名的单件流个性化生产的理念,为将来实现大规模定制化生产提供了良好的基础。

“从物料状态起,每个产品都有一个自己唯一的编码。假如有ABC三种产品在同一条生产线上生产,产线会自动识别出是产品C,然后系统会从MES自动调出C产品对应的参数推送到机器,并从物料清单组合中推送C产品的物料,机器得到指令和物料后会立即按照参数来生产。”SAP中国研究院专家表示。

同时,通过MES与AGV控制系统的集成,指挥AGV在各个工站之间进行物料配送和流转,建立了工业4.0最前沿的模块化生产的雏形。通过这种布局方式,生产工艺将不会受产线物理位置先后顺序的限制,可以根据每个产品的特性优化加工流程顺序,并随时根据产能需求灵活添加或减少加工工站,提高了生产系统的扩展性和适应性,实现了独立,可变,智能和灵活的模块化生产。

一个新时代,当“世界工厂”标签逐渐淡化

当我们谈论制造业的转型升级,离不开一个大背景:中国原有的“世界工厂”标签正在日益淡化。当国内人口红利放缓,不少国际巨头都将工厂纷纷迁往印度、东南亚等人力成本更低的地区。另一方面,中国经济对于劳动力的要求也从以前的数量创造规模化效应,变成了质量打造品牌效应。

过去,世界工厂某种程度上是代工厂、劳动密集型产业和低技术含量的代名词。其实,世界工厂的下一版本迭代叫“中国智造”。金振源正是这场行业大升级中的一个缩影。

2020年,金振源将着手将智能化生产解决方案逐步推广到全部厂区。2022年,金振源将再上一个台阶,在园区范围内、整个公司层面打造智能化工厂。相比金振源单个企业的转型升级,更难的是上下游供应链的升级。金振源如何带动自己的上游供应商加速数字化转型,实现产业的横向集成,将是未来的重要挑战。

实体经济,尤其是制造业是一个国家的基础。只有最优质的人才、资源都愿意投入到制造业转型升级中,中国智造才能有未来。