讲述 | Fu&Jean 黑湖科技客户成功部
文字 | 老黑
“这两天上海降温了，早上打开热水都会有种别样的心情！”话还没说几句，Fu和Jean就先笑出了一脸自豪的褶子：“现在全国各地，乃至世界各地燃气管道、水管道的生产背后都有我们黑湖科技的参与。”
市政管道是一种特殊的塑料管道，因为埋设环境复杂、使用时间长，要求产品在耐腐蚀、抗老化和低导热等方面有较好的表现，对质量要求特别严格。这意味着企业必须达到相当高的生产管理水平来保证产品可靠性，严格做好产品质量管理。
作为国家认定的高新技术企业，亚大集团拥有89项管道系统专利，其生产的聚乙烯（PE）管道系统、聚丙烯（PP）缠绕管道系统、PE–RT II型热力管道系统、尼龙12中高压燃气管道系统等产品被广泛应用于国内外城市供水、排水、燃气管网等领域。
亚大集团在河北、上海、浙江、深圳、四川等地设有6个生产基地，拥有近40条全球先进的自动化产线。每条产线由自动投料设备、挤出机、烘干设备、切割机等一系列设备组成，整体年产量达11.6万吨。
然而，设备自动化只是智能制造的一个方面。如何真正实现“工业化”和“信息化”的融合？在实际生产过程中，如何做到“人机料法环+情报”的协同管理？要怎样才能把工厂从生产计划、生产执行、质量管理、设备管理等方面有机结合起来，在实现车间作业透明化、规范化等基础上，做到产品可追溯，生产资源计划协同，持续提高生产效率呢？
从设备数采，到生产全流程监控
实时看板助力集团垂直管理
为了实现集中监控生产，亚大集团本身就运行着一套SCADA（设备数据采集）系统，以实时抓取温度、转速、挤出速度等设备参数。但是这些设备数据并不能被方便、高效地利用起来。
在过去只有数据采集系统的时候，各家工厂的技术员需要人工处理和导出这些基础而零散的数据，再用Excel汇总算出设备利用率等指标。因为亚大集团产线众多，且分布在全国各地，这一过程不仅需要耗费许多人力来专门统计，而且不能做到集团总部对各个生产线的实时监控，信息滞后且非常不直观。
另一方面，设备数据需要与生产、库存、质检等生产全流程数据结合起来分析，才能真正发挥数据的价值，为优化生产管理提供线索。
举一个简单的例子，当企业利用OEE指标来进行生产管理时，需要计算设备利用率、废品率和时间稼动率这三个指标。前者可以通过采集设备数据后计算得出，而后两者需要通过统计质检记录和生产记录来得出。虽然亚大集团之前已经用一套ERP系统对物料、采购订单、生产计划等进行记录，但是这些数据只停留在“进销存”的层面，车间层面的生产、质检、物料流转等数据依旧依赖手写纸单来记录，或缺失记录。因此，亚大集团急需打通各个系统之间的数据，并结合生产过程中的数据，以更好地进行生产过程管理。
黑湖智造通过与SCADA和ERP系统的对接，以及自有生产、质检、物料、设备等功能模块与生产现场的紧密结合，帮助亚大集团实现了从原材料入厂到成品发货的全面管控和数据聚合，并通过看板直接地呈现出来。
从车间层面来说，订单完成率、调试情况和设备异常等信息使生产人员可以直观、实时地了解每条产线的生产情况，以便更好地进行生产现场的把控。
从工厂层面来说，实时看板可以帮助本厂更好地进行生产计划、生产排程、资源调度和质量管理，从而不断提升产能利用率。假如某月OEE指标偏低，便可追根溯源，通过分析数据来找出是设备利用率还是废品率等的问题，并及时做管理上的调整。
从集团层面来说，数据聚合一方面使得各厂数据实现了统一标准化，方便远程查询和调取，省去了大量汇总和统计地工作。这也让集团可以对各工厂数据的统一分析和管理，为实现集团垂直管理、优化集团生产资源配置提供了基础。
从纸质单据，到电子报表
生产数据标准化轻松实现一码追溯
得益于自动化设备，亚大的车间工人们仅需将原料投入烘料罐中，设置好设备参数，等待机器自己进行烘料和挤出，最后进行产出下线即可。设备24小时不停机，工人们分为三个班组，进行三班倒作业。
虽然听起来工序单一，但是塑料管道的生产一点都不简单。任何设备参数的偏移都会影响最后的产品质量，造成次品或者废品。
各地特种设备检测中心对产品质量有不同的检测标准，甚至对检测报告的签字人都有严格的资质要求。亚大集团在达到生产标准的同时，需要严格按照各地规定的单据格式打印产品报告，以充分合规。每周，每个月，每季度，每年都会有专门的特种设备审核部门来审核。
为了保证产品质量，亚大集团利用纸质单据，对生产进行了全流程的严格的管控。假设某个订单需要一条产线生产3天来完成，从原料入厂到成品出厂，涉及的纸质单据至少有21份。
单据清单：
原材料入厂 1份
生产（挤出） 9份（3天x每天3个班组）
设备查询报告 9份（3天x每天3个班组）
生产查询报表 9份（3天x每天3个班组）
质保巡检 9份（3天x每天3个班组）
出厂报告 1份
小记：21份
受到传统管理手段的局限，手工填写大量纸质单据给员工带来额外工作量的同时，还可能存在乱填错填的风险，导致数据不准确。
并且，因为没有严格统一的标准，每家工厂用的质检、技术标准及工艺工序规则都不尽相同，采用的纸质单据也五花八门。非标准化的流程和纸质单据给统计工作带来了极大地不便，并且无法从程序上对员工生产操作进行约束，影响产品质量稳定性。
黑湖智造系统利用SOP（标准作业流程）功能，配合生产、物料、质量、设备四大管理模块，打造了一套工厂管理“组合拳”。
首先，SOP功能使得生产流程中的所有操作都得到了规范化管理。在没有黑湖智造系统之前，工人的操作是没有程序约束的。本质上，他们想怎么生产就怎么生产，想怎么填单据就怎么填单据。因而需要企业运用很强的行政管理手段对其进行约束。
系统上线后，工人必须严格按照企业提前录入的SOP规则来进行生产操作，否则无法进入下一个环节的报工。这使得整个生产过程更加严谨、规范，产品质量更加稳定。
其次，在生产过程中，所有数据会以统一的格式被录入黑湖智造系统。这省去了诸多统计工作，大大提高了数据的及时性和准确性，并且让所有数据便于查询和利用。
一方面，电子化的记录为协同生产奠定了基础。随着自动化设备代替了大部分人工操作，工厂员工不再是简单的“螺丝钉”。他们需要随时根据生产现场的情况灵活调整生产，成为一个个小的“决策者”。通过手机、PAD或者网页，员工可以随时随地在黑湖智造系统中看到实时的工作进度，及时调整自己的工作，灵活协作。
不仅如此，完善的生产数据库成功帮助亚大集团实现了产品的“一码追溯”。在产品售出之后，客户和经销商有时会给厂家报告一些质量问题。有了产品追溯系统之后，企业就可以精确查询这个问题产品是不是正品、是哪个产线生产的，什么时候生产的等等一系列参考依据。
现在，客户只要在亚大公众号的小程序里输入订单号或扫描产品上的条码，就可以直接查询到产品参数、生产地点、生产时间、质检报告等信息。
从数据沉淀，到数据分析
MI智能报警护航产品质量
新一代信息技术的发展，给企业带来最本质的变化是实现了生产全流程、全产业链、全生命周期管理数据的可获取、可分析、可执⾏。当企业拥有了全生产周期的数据，紧随其后的命题就是：如何把这些生产数据利用起来，从而驱动制造的进步？
考虑到管道生产过程中对设备状态的高要求，在亚大集团的项目中，黑湖MI数据分析平台从设备和质量管理的角度对这一命题进行了探索。
以黑湖智造生产协同系统中的数据为基础，黑湖MI通过分析和建模，建立了设备、产线双重报警机制，从点到线，全方位保证产品的健康生产。
为了确保单个设备的正常运行，黑湖MI对生产的关键控制特征（KCC）进行着严格的监控和预警。针对温度、转速、压力等影响质量的关键设备参数，黑湖MI实时与设备进行数据交互检测，发现异常便即刻进行记录和分析，并通知相关责任人员到现场进行处理。
从产线层面来说，黑湖MI在打通各设备数据的基础上，通过上下游设备数据的联动分析，对物料供给进行监控和报警。在亚大的产线设计中，一台烘料罐同时向数台挤出机提供原料，供给速度过快或者过慢，都会影响成品的质量。黑湖MI系统对这两个速率的实时记录和分析，随时给相关责任人反馈速率匹配情况，促使他们及时对设备进行调整，使产线健康运行。
此外，黑湖MI系统采取了逐级报警机制。当异常发生时，如果相关责任人在一定时间内没有及时处理，该异常就会被上报给上级责任人，直至被解决。在传统管理手段下，因为缺少逐级报警机制，无法保证异常情况得到及时响应；不同管理员对类似事件的反应速度和处理方法也不一样。通过黑湖MI系统，每个异常的处理时间、情况、解决办法都被记录下来，以供企业内部进行参考和学习，沉淀生产经验。
从厂内协同 到厂间协同
让数据驱动制造
随着信息化项目的逐步落地，亚大将在生产流程规范化、生产数据数字化的基础上，实现集团对各厂的垂直管理和对生产资源的集中调配，达成各厂之间的动态协同。凭借实时、准确的生产进度和库存信息，集团进行统一的订单分配和生产计划安排，从而对生产资源进行最优配置，提高产能利用率，实现效益最大化。
同时，各厂积累的数据和经验可以在集团内部共享，产生可持续的价值。举个简单的例子，作为一家自动化水平先进的制造商，设备维护是亚大集团日常生产中的重要工作。在没有数据和经验沉淀以前，各厂只能被动地响应临时出现的问题。如果遇到难题，需要与其他厂沟通寻求解决方案。通过设备维护记录在黑湖系统中的沉淀，一方面集团可以形成数字化知识库，异常问题随时通过知识库查到对应的解决方案；另一方面，通过对大量维护记录的统计，企业可以针对高频的设备故障类型进行使用上的优化和预防性维护。
生产数据数字化还为后续的数据分析提供了基础。以质量管理为例，凭借完整的生产数据记录，亚大集团可以对影响质量的因素进行分析和建模，从而找到质量问题的来源并进行控制，使质量的不稳定性降到最低。
“话说回来了，刚才我们说的这些，生产流程的规范啊、质量的管理啊、集团层面的数据聚合还有垂直管理啊……最后都会体现为亚大更好的产品质量，更好的成本控制和更高的生产能力，并且最终回馈给广大客户。” Fu总结道。
未来，期待黑湖能相伴亚大在规范化、数字化、智能化的生产之路上越走越远。
