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灯塔九问:对话灯塔工厂中信戴卡铝车轮六号工厂

时间: 2024-02-14 07:41:19 来源:infoCN@fun88angel.com

  世界经济论坛牵头并联手麦肯锡于2018年启动了全球灯塔网络倡议。迄今为止,全球灯塔网络已有114名成员,其中42家坐落于中国,占全球总数的1/3以上。10月25日,DCC Talk举办“走近灯塔工厂,加速数字化转型”线上研讨会,在与麦肯锡数字化能力发展中心总监李铁良的对话中,灯塔工厂中信戴卡铝车轮六号工厂经理李志广深度分享了数字化转型的成功经验和独家洞见。

  能否介绍一下中信戴卡灯塔工厂的优势与亮点?作为灯塔工厂,中信戴卡六号工厂的数字化转型经历了哪些阶段?

  李志广:中信戴卡是全球最大的铝车轮和铝制底盘零部件供应商,在全球拥有26个主要生产基地,产品覆盖全球主要汽车厂。中信戴卡铝车轮六号工厂是中信戴卡集团打造的高自动化、高智能化、高数字化、高柔性化的“未来工厂”,年产轮毂300万只,80%以上为高端产品。工厂依托30年的制造技术经验,着力发展人机一体化智能系统,引领轮毂制造技术再升级。

  戴卡公司从2011年开始探索数字化转型,当时面临着多方面的挑战:汽车市场的增长停滞,质量发展要求日益严格,劳动力和能源成本的一直上升导致传统的精益管理不再有效,OEM客户持续不断的增加多品种和小批量订单,以及缩短交付周期的要求难以满足等等。因此,实现数字化转型是中信戴卡推动国内外市场持续增长的必由之路。为了应对这些业务内外部的挑战,2016年,中信戴卡第一条智能生产线建成投产,开始尝试在人工智能、大数据和5G应用方面做深入应用和探索,并在两年后实现了产品产量、质量和成本的可预控。开展数字化转型多年以来,我们基本实现了从数字控制机床加工到涂装以及包装的柔性自动化,建设了自己的多层级的数字精益管理平台,在人工智能支持下实现了闭环质量管理,全球集中管控中心实现了6个研发中心24小时不间断的研发,敏捷终端结合的设计与制造结合得非常紧密。

  回望我们的数字化转型历程,其中历经标准化管理(2011-2012)、体系化管理(2013-2015)、方法论(2016-2917)等多个阶段,继而回归指标化管理(2018-2019),之后推进体系化(2020),提出Q+3D数字化转型方针,即数量加3个“数字化”,通过关注数量(quantity)、挖掘数据(data)、尊重数字(digital)以及实现数字化(digitization)的方式实现全封闭、无返修、无废品的智能制造产业能力和实时、精准的交付能力,目标就是让制造变得更简单。

  在此基础上,我们在2021年提出了1P+5D的数字化转型方针,即1个工业网络站点平台(platform)加5个“数字化”(digitization),在工业网络站点平台上推动研发数字化、管理数字化、产品数字化、服务数字化和生产数字化,基本确定了未来几年内中信戴卡的数字化转型策略。

  我们从2019年开始打造工厂,经过一年多的努力,于2021年成为全世界铝车轮行业的首家灯塔工厂。总的来说,中信戴卡的数字化转型方向可以总结为以下6个方面:打造积极进取的人才队伍,构建协调统一的生态系统,创建快速响应的运营模式,打造全新使用者真实的体验,探索新型商业模式,实现可执行的洞察力以创造深度并且先进的竞争优势。

  我们的人机一体化智能系统经历了4个阶段:1.0阶段是初级自动化,即部分人机分工,实现了初级自动化、初级数字化、柔性化;2.0阶段是深度自动化,即机械承担操作任务,实现完全自动化、数字信息连线阶段是数字化制造,即数字化员工、数字化设备实现初级智能化、自动化迭代 ;4.0阶段是智能化制造,即人、机、物协同互联,实现智能化与集中管控。我们在不同的工序和生产阶段会处于几个阶段相互交替的过程中。

  李志广:我们在这里分享中信戴卡5个灯塔级的数字化用例,分别是:数字精益制造协同平台,全球X光智能评判与工艺闭环管控,机加智能质量闭环系统,高度柔性的轮毂自动化产线,和面向制造的新产品智能研发平台。这些数字化用例通过大规模部署产生的效益体现在:生产所带来的成本比建厂之初降低33%,设备的综合利用率提升21.4%,产品不良率下降20.9%,交付时间缩短37.9%。

  第一个数字化用例是数字化精益制造协同平台。未解决传统报表模式绩效管理效率低、指标异常、根因不透明等痛点,我们建立了现场-工厂-集团三层结构的数字化精益协同制造平台,与一般的MES系统不同,平台将人的因素纳入到系统中,将各生产要素全面数据化、透明化。在现场层面,我们的转运统一接受现场集控中心调度,按照工作内容动态分配,实现“无人值守”。在产线层面,从多层级和跨部门生产协同闭环两个方面实现了多维度、多指标的管理体系。我们部署了超过8万个数采点位,实现了300余台设备状态监控和超过100个业绩指标管理;构建了包括产线级-工序级-班组级的多层级数字化业绩管理体系,实现指标下钻,透视问题源头,驱动指标持续改善。在集团层面,我们把全球26家工厂的通用型指标数据来进行截取,动态横向对标,结合奖励机制推进持续改善和经验分享。这个用例部署实现了人均产出提升57.8%、综合设备效率提升26.2%、能耗降低50.4%。

  第二个用例是机加智能质量闭环系统。我们的产品轮毂对尺寸的要求非常高,需对机加工工艺做出合理的选择及在加工后进行尺寸检测。在实际生产中,因为刀具磨损、模具差异等因素,每次上机后产品尺寸往往不能够实现首件即合格,轮毂需要在尺寸检验测试后通过对机床刀补调整,批量加工保障交付。传统的检测通过人工检具测量+三坐标根据人员经验估算刀补,需要反复检测和调整。在部署智能质量闭环系统之后,实现了当尺寸检验测试不合格时自动计算,一次性调整刀补直达100%的合格率,极大的提升了检测的效率。利用AI算法自动生成刀补值调整方案,区分为最接近中值方案、允许超差方案以及调整刀具数最少方案,每个方案均支持人工微调。实际下发方案加入大数据模型优化机制,算法自学习,自成长,自优化。以知识图谱为核心构建自适应、自优化的刀补专家经验库。技术架构方面,采用分为端层、边层、云端最终实现的刀补值的自动调整方案。这个用例实现了机加设备效率OEE提升27.2%、调机等待时间下降了42.9%、机加缺陷率降低62.1%。

  第五个用例是产品智能设计与制造仿真平台。为了应对轻量化、多品种的挑战,我们将车轮设计与制造仿真能力进行了数字化升级,通过轻量化智能设计、制造工艺过程仿真和量产工艺参数的改善,实现了AI导航、先验性、并联式设计。原来每一个新产品要从0开始设计,这个系统上线以后,实际的产品并非从0开始,而是建立基于AI深度学习驱动的 “以图搜图” 引擎智能推荐优秀设计的具体方案,大幅度提高产品在设计端、试验端、制造端的一次成功率。数字化制造仿真实现虚拟验证,参数寻优,为量产输出稳定工艺指导,自2016年开始应用并持续优化,2000+项目仿真,服务于产品工艺性评估、量产品工艺优化、新产品新技术升级等;量产仿真优化沉淀技术经验。这个用例的收益是每公斤载重消耗铝材降低7%,首次试制失效率降低43.6%,铸造生产节拍时间低37.5%,研发效率的设计周期降低22.9%。

  当选灯塔工厂给中信戴卡带来了哪些价值?怎么样看待灯塔工厂和数字化转型的关系?

  李志广:当选灯塔工厂给戴卡带来的价值是多方面的。首先在业务影响上,通过灯塔工厂的建设,我们利用工业4.0先进的技术赋能制造,使得中信戴卡六号工厂实现了诸多关键运营指标的显著提升,包括整体生产所带来的成本降低超过30%、设备的综合效率提升21%、不良率降低20%、交付时间缩短37%、能源效率提升超过30% 等。

  在经验传承上,灯塔的经验也在我们戴卡集团的各个工厂进行了推广,充分的利用灯塔效应,逐步实现全面规模化,赋能集团内更多工厂。

  在上下游产业链企业联动方面,举一个我们自主研发的采购管理平台的例子。这样的平台已经覆盖了内部所有企业,对上游要求订单全部在线化,将月订单的处理时间从几天缩短到已申报的物料再次采购在10分钟之内处理完成。对下游的主机厂,我们实现了计划变更、新产品的要求等全部在戴卡的系统与主机厂系统对接。我们更适应市场需求的变化,也得到了汽车厂的认可。所以数字化转型首先影响到集团内部,带来效益的提升并得到推广,然后再影响到上下游企业和客户。

  我们认为,数字化转型是当前所有制造企业必然的发展趋势,成为灯塔工厂也能说是对数字化转型处于全球领头羊的一种认可,但绝对不是为了成为灯塔工厂而进行数字化转型。成为灯塔工厂对我们来说只是给内部一个压力,是一个起点,我们后续会更加持续地在数字化转变发展方式与经济转型上进行探索和赋能。

  中信戴卡灯塔工厂在数字化人才能力建设方面遇到过哪些挑战和痛点,是怎么样应对的?如何提升管理者以及员工在数字化转型中的参与度和紧迫感?

  李志广:数字化转型的关键之一在于同时精通技术和业务的人才。之前我们遇到过这样的情况,纯粹的IT技术人员由于不懂业务,在项目推进的过程中困难重重。因此中信戴卡采取了以业务为主导、IT来配合的模式,并且我们大家都认为,通过实战培养人才是较好的途径。

  传统制造业的数字化转型普遍需要一个全员思想转变的过程,中信戴卡也经历过这一过程。六号工厂到现在投产4年以来,从最开始收益不明确,大家对数字化转型不认可和不理解,经过管理层到基层员工对数字化认知的不断深入,最终自上而下地实现了先进数字化技术的大规模推广。最重要的还是管理者对数字化转型的认知:要实现什么目标,体现在什么效果上,逐步让大家理解和重视。

  要提升转型项目中员工的参与度,一定要让员工从中受益,而不是增加其负担。比如我们的精益平台系统,现在每月点击量都在几万次,因为部署这样的平台极大降低了包括一线工人在内的员工的工作量。数字化技术和平台已经变成工作中不可或缺的一部分。我们大家都认为很重要的一点是一定要让使用者得到实惠,不要给他增加工作量,而是减轻劳动强度,一定要见到实处的改善,否则做了一套系统只是成为一种负担,肯定无法大规模推广下去。再比如我们每天进行的压铸的工艺巡检,之前每台机器需要人工来逐台检验工艺是否发生了变化,现在有了系统自动记录工艺参数变化,早上工人交班打开系统,就不难得知哪台机器在几点由什么人改变了什么工艺,于是检验时间从之前的两个小时缩短到了两分钟。一线员工减轻了负担,就会特别积极地运用数字化技术。

  李志广:主要还是在先进数字化用例的选择上。我们了解到同时有很多优秀的制造企业在参与评选,怎么能够在这么多制造公司参与的情况下挖掘到独特的、先进的并且为业务带来实际价值的数字化用例和提升机会,难度还是很大的。这一过程中,外部团队给予了很大的帮助和指导。因为轮毂行业属于传统制造业,要利用当前的大数据、AI等前沿技术与传统制造业相融合,相当不容易。

  数字化转型项目的收益在后期很明显,但是前期投入怎么样?你们有没有算过投资回报率?

  李志广:说实话,我们没严格计算过这方面的投资回报率。因为之前公司也探讨过这种数字化的改善,它涉及到方方面面,节点很多,很难完全算出投资回报率。我们只有一个初步的大概的估算,没有特别详细的数字化升级后带来收益的详细规划。只是认为这个方向肯定是对的,目前取得的效果也比较满意。因为做一个平台、一个系统会涉及到全流程的制造,任何一个环节都可能涉及到一点一点的改善。

  从我们原来的单机系统到未来的工业互联网,可分为5个阶段:智能化试点-局部智能化-产线智能化-企业生产运行协同-产业整体协同。当前处于生产运行协同阶段,实现了企业内多产线协同优化、端到端产供高效协同、多用例规模化价值创造,下一步平台发展目标是进行产业整体协同,实现产业资源优化匹配,达到企业、产业、平台等多方共赢。

  可持续方面,我们将继续推进绿色环保可持续发展的理念,实现从设计到制造全流程、全要素的可持续发展,要从智能研发、单耗、绿色材料等等各方面实现绿色制造。

  我们希望让制造变得更简单,在进一步实施数字化的基础上关注经营数量、挖掘生产数据、尊重过程数字、有效使用数据,通过先进的数字技术实现全封闭、无返修、无废品的制造能力;进一步将5G等新技术与生产制造场景进行融合,提升智能制造水平,实现企业转型升级;主机厂从需求计划对接,逐步扩展到质量追溯信息甚至生产实时数据对接,形成数字化生态圈。戴卡将以创新引领为战略,聚焦交通轻量化业务,持续推进绿色技术创新,坚持核心制造+综合服务,强化铝车轮和铝铸件两大主业的竞争基础,并不断拓展新的业务发展空间。

  李志广:在我们的理解中,数字化制造是数字技术与制造和流程的融合,其重点在数字上,即数据价值挖掘对制造的赋能与创新,大多数表现在三个方面:明确本质、转变观念和挖掘数据。

  第一点明确本质,即明确数字化作为工具,需要为企业的SQCD服务,即安全(Safety)、质量(Quality)、成本(Cost)和交付(Delivery)。我们大家都认为工业4.0技术也是一种制造工具,实际上还是要带来实实在在的价值。

  第二点转变观念,我们大家都认为转型最大的挑战在于内部对数字化认知水平参差不齐,转变观念需要全员具备数字化的观念以及数字化思维,更需要制造企业有整体的顶层设计。不要“看不见、看不懂、看不起”,否则最后将“来不及”。我们大家可以看到,各地政策早已印发了人机一体化智能系统发展的规划,要全面普及数字化,这再次说明数字化转型已经是大势所趋,势在必行。

  第三点挖掘数据,我们大家都认为企业要认识到数字的重要性与价值,做到用数据说话,用数据决策,用数据管理,用数据创新。数据是数字化的基本生产要素,数据的质和量直接决定了数字化的能力及数字化所能代表的深度和广度。

  中信戴卡灯塔工厂有什么建议可以给到想成为灯塔工厂或者处于数字化转型关键阶段的企业?

  李志广:我们大家都认为,制造企业的数字化转型绝非一蹴而就,而是一个长期的过程。要从企业自身的痛点出发,一定要通过你自己业务的线先进的技术进行融合,不要盲目地上。有的制造企业还没有真正想清楚,就随大流地上各种数字化、信息化系统,结果往往是弊大于利。

  在这一过程中,一定要有懂业务的人员引领并且深度参与,才能让整个工厂的数字化转型真正落地。虽然不是说每件事情都要精细地计算投资回报,但至少需要制造企业了解什么是你的业务痛点,要解决具体的业务问题,而不是别人做了什么我也跟着做。数字化其实也只是一个工具,企业首先要梳理自己的痛点,让转型奔着处理问题去做。

  麦肯锡:感谢中信戴卡工厂灯塔项目负责人的精彩分享,祝身体健康,工作顺利!

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