理论教育 智能制造升级:CPS架构下聚酯长丝生产的创新模式

智能制造升级:CPS架构下聚酯长丝生产的创新模式

时间:2023-05-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:摘要面对世界纺织市场给涤纶行业带来的极大挑战,新凤鸣跳出同质化价格竞争的老套路,以将公司建设成国内乃至世界最专业的差别化功能性涤纶生产企业之一为战略,提出了CPS架构下的聚酯长丝智能制造升级目标。目前,新凤鸣“55211”信息化工程(二期)项目正在有条不紊地推进中。近5年,新凤鸣年均人工支出增长率超过8%,人均支出已经高于5万元/年,2014年员工6589人,人工支出超3.5亿元。

智能制造升级:CPS架构下聚酯长丝生产的创新模式

摘要 面对世界纺织市场给涤纶行业带来的极大挑战,新凤鸣跳出同质化价格竞争的老套路,以将公司建设成国内乃至世界最专业的差别化功能性涤纶生产企业之一为战略,提出了CPS架构下的聚酯长丝智能制造升级目标。为此,成立专门的领导小组,搭建基于嵌入式信息物理系统网络(CPS)技术架构,在产品卷绕至包装入库环节建立机器人流水线,再造落筒、信息流等流程;优化升级ERP系统并接入CPS,实现全流程生产自动化;在库存管理、定期作业、设备维护、品种结构等方面开展精细化的生产过程管理;并从岗位设置、人才队伍建设、考核标准等方面提供保障。新凤鸣专注长丝制造的全流程自动化,形成了数据化产品及精细化管理的高效、高品质长丝制造特色,实现降本增效和提升企业竞争力

关键词 智能制造;市场价值;精益化管理;产业升级

一、案例正文

0.引言

2019年6月24日,中央电视台的《新闻联播》播出了“坚持高质量发展 笃定前行”系列报道,以26秒的时长展示了新凤鸣集团“5G智慧工厂”长丝生产车间,一排排化纤丝筒从生产线整齐有序地产出,搬运机器人来回跑动,所有生产景象都以超高清影像同步传输到公司的工业互联网平台上,并实现对全集团的装置生产进行集中管控、作业调度和专家处理。

值得注意的是,作为纺织行业与互联网融合发展的样本之一,2017年,新凤鸣启动“55211”信息化工程项目,力争2025年底前全面完成智能工厂建设,打造行业一流的信息化能力。2019年4月12日,新凤鸣携“凤平台”参展参赛全球(首届)工业互联网博览会,引起业界极大关注,得到了省级相关领导的肯定。眼下,正在完善构建“丝路易达”(智慧物流)、“敦煌易购”(电子商务供应链金融)和“五疆发展”(信息科技)三个平台,更好地支撑向上拓展产业链、横向打通供应与物流链、向下延伸金融与服务链,有序构建以互联网+化纤的数字新生态,持续推进公司高质量发展。目前,新凤鸣“55211”信息化工程(二期)项目正在有条不紊地推进中。

新凤鸣董事长庄奎龙表示,十余年来,新凤鸣人秉承“团结、诚信、稳健、创新”的企业精神,脚踏实地,专心专注,从一个名不见经传的小厂走到今天销售超百亿规模的集团公司,其中经历的苦楚艰辛,到如今换来了“值得”二字。

1.新凤鸣实施管理创新的背景

1.1 纺织行业在我国国民经济中的重要地位

纺织行业是国民经济的支柱产业,纺织工业增加值占全国工业的5.6%,出口占全国的12.8%;而化纤占纺织纤维总量比重达到70%以上,化纤业作为纺织工业的重要组成部分,在近10年时间年均复合增长率达到12.2%,截至2013年底,化纤产量达到4122万吨,占全球比重达67.7%。

1.2 纺织管理发展面临的新形势和新挑战

工业革命以来,现代技术和管理范式发展总是呈现出从刚性向柔性,从量变到质变的过程。蒸汽机和纺纱机大大提高了生产力,不只是因为动力和机械的强大,更因为将资本劳力等要素从土地上解放出来而重新组合,市场打破了束缚;同样的,内燃机电动机要比蒸汽机更强大、更灵活,这使得更高效、更灵活的福特装配流水线生产组织方式得以产生。管理柔性更重要地体现在生产关系和社会关系上,如福特的工资倍增计划和福特流水线一起被称为福特革命,突破了当时的社会矛盾和发展困境。

20世纪中后期开始的精益生产敏捷制造(JIT)和纺织服装的快速反应系统(QR)是新工业革命管理创新。简约(simplity)、灵动(mobility)和柔性(flexibility)的理念,将意大利纺织服装业推到了世界时尚产业顶峰,这就是纺织业新的境界:上善若水。

化纤是第二次工业文明的产物,突破了天然纤维生产限制,开创了材料科技的新纪元,象征着人类智慧和力量。满足了至今人类日益增长的衣食住行的需要,工业化时代化纤产业的管理是与产业本身特征有关:强调规模化、批量化、标准化、高速度、高效率、低成本和品种同质化。

随着全球社会经济发展,新常态下的化纤产业面临困境:石化资源匮乏,国际贸易下滑,全球产能过剩,市场竞争加剧,劳动力成本上升;而需求侧消费者和买家趋向于多样化、个性化、高品质、小批量、快交货期。这对体量大、产品同质化、新产品开发与品种启动成本高、周转慢、对市场反应迟滞的化纤业是极大的挑战。

1.3 公司现行管理体制与公司发展之间的矛盾日益突出

公司在项目实施前(2011年),员工5771名,人均产量171吨/(人·年),最重工作岗位一个人一个班需要搬运10吨产品,员工流失率居高不下。部分岗位容易罹患腰椎部位的职业病,高强度和高流动性使得工作质量难以保证。面临新的行业形势主要在以下三个方面亟待公司做出改变。

1.3.1 应对成本上涨、切实降低成本的迫切需要

化纤企业在产品落筒、搬运、包装等劳动强度大的岗位均是人工操作,占企业员工总数的比例高达70%以上。传统长丝操作岗位劳动强度很大,像包装岗位一个班需要搬运8吨/人,卷绕岗位需要落筒搬运200只15千克丝饼,此外还需要进行生头、装纸管等作业;传统长丝操作岗位工作环境差,像卷绕岗位噪声达90dB,岗位环境温度达35℃以上;长期工作在这些岗位的职工也容易患职业病,如卷绕岗和包装岗位容易患腰椎部位的疾病。由于以上这些因素,这些岗位员工流失率高,个别企业一个月员工的流失率曾高达15%,企业一般通过给员工加薪的办法来满足招工和留人的要求。在江浙一带的化纤企业,员工工资一般都超过7500美元/年,与东南亚一带相比,工资成本已经处于明显劣势。由于国内自动化程度低、用工多,与韩国、中国台湾、印度尼西亚等地相比,产品的人工成本也已经没有任何优势。近5年,新凤鸣年均人工支出增长率超过8%,人均支出已经高于5万元/年,2014年员工6589人,人工支出超3.5亿元。企业一方面需要考虑提升国际竞争力,另一方面也面临其他行业工资上涨带来的人员跳槽压力,减少用工、降低长丝产品单位人工成本已成为企业持续发展的迫切需求。

首先,化纤企业的熔体直纺都是连续运转的,每套装置生产能力在15万~33万吨/年,这种连续运行模式一般在非检修时段全年不停车,一套装置发生一次意外停车时的损失高达数百万元,所以长周期稳定运转是公司管理的一大难题;其二,化纤企业品种多、变化快,品种管理直接涉及企业经济利益,依赖人工获取信息、统计,再进行各品种的量本利分析,工作量大,且难实时变更,无法快速决策以适应快速变化的市场需求;其三,化纤企业生产线多、品种多,各品种的消耗、品质等指标通过人工收集、统计,错误多,耗时耗力,而针对人员考核的相关产品信息数据的缺乏使得考核粗放,这也是化纤企业管理难以提升的一个重要方面。新凤鸣集团一天同时生产400多个批号,每天变更50多个批号,合计加工43万只丝饼,员工6589人,加上连续高品质保证特征,精细考核到个人、品种及班组是化纤企业的基本要求。而庞大考核数据量只有依靠物流和信息流的自动化进行数据采集、分类统计,才有可能满足大规模生产需要。

1.3.2 管控品质、减少人工差错的现实需要

化纤企业的熔体直纺长丝工艺路线在聚合和纺丝两大工序实现了过程的自动控制,但从卷绕至入库则主要由人工负责,产品在人工落筒、搬运、标识、检验、包装、入库及统计时均容易导致产品受损、混包、混装等问题,每个丝饼信息的人工标识、收集和统计工作量巨大,也容易发生差错,也无法提供产品追溯。此外,化纤企业的产品都是丝饼打包好出售,一只丝饼纤维长度一般在10万~180万米之间,一只有质量问题的丝饼作为经线织成面料,损失可能高达百万元,而一家年产100万吨的企业,一天的丝饼生产数量可达20万只以上,20万只丝饼中哪怕出现一只丝饼造成经线质量问题,对企业生存都将构成极大威胁。而长丝企业的客户一般都是长期用户,客户都是企业或经销商,出现质量问题不能妥善处理将直接影响产品销售。所以产品质量的稳定性是长丝企业的生命保证,品质管控是长丝企业十分重要的管理任务。新凤鸣产品为POY、FDY及DTY三大系列,2014年公司平均每天加工三大系列400多个批号合计产品43万只,每只丝饼5~15千克。并且这400多个批号均是同时在线生产。仅依靠人工识别、分等、统计,品质管控,人员多,工作难度很大,出错频繁,产品质保体系难以有效运行。为保证产品品质,实现化纤企业的品牌转型,在物流自动化的同时实行产品信息流的自动化是现代规模化长丝制造企业的必由之路。

2.新凤鸣基于CPS架构进行智能制造升级的主要内容

新凤鸣是国内大规模聚酯企业中专注长丝制造的一家企业,经过企业规模连续十多年的扩大,面临工人工资支出上涨、国际竞争力优势下降、生产管理难度加大等行业难题。基于此,在多个环节已实施自动化的背景下,采用国际领先的嵌入式信息物理系统网络(CPS)技术,与赛龙捷、优时等多家公司合作开发软硬件系统,对长丝产品由生产设备至仓库的全流程实施智能分级运送及包装,并实施信息与物流的同步,实现了全流程的自动化,利用产品及流程的数据化,进一步开展生产的精细化管理。项目实施显著提升了企业竞争力,也为引领传统行业转型升级探索了一条新途径。2014年,公司在人员增长不足1%的情况下实现长丝产量增长53%,人均产值达到256吨,万吨产品客诉次数下降5.5倍。2015年,人均产量高达294.9吨。由于该成果的推广应用,公司在行业低谷率先实现了逆势高速增长,2015年利润总额达到3.8亿元。

2.1 确立战略目标和定位,成立领导小组

纵观国内发展到50万吨/年规模以上的化纤企业,都纷纷做出了战略抉择,有些选择产业链上下游整合,有些选择横向拓展,也有选择多元化发展,都以围绕转型升级、提升综合竞争力为目标的方向发展。新凤鸣总结自身特色,结合多年行业经验和积累,经过慎重研究,认为化纤行业长远发展前景依旧广阔,化纤制造仍有很大潜力可挖,公司仍将聚焦长丝制造不动摇,以提升企业综合竞争力为出发点,以扩大产品差别化比例、提高产品附加值、打造低碳节能型企业为目标,进一步加大科技创新与技改投入,努力参与国内国际两个市场竞争,力争实现“产业基地化、生产规模化、产品精细化、技术专业化、管理科学化”产业升级目标,将公司建设成国内乃至世界最专业的差别化功能性涤纶纤维生产企业之一。

为有效支撑企业战略,新凤鸣提出了CPS架构下的聚酯长丝智能制造升级目标:一是集团50%以上产能在2014年底前实现全流程自动化和产品的数据化;二是人均产值突破200万元,员工年流失率在4%以内,品质提升0.5%,高端客户比例30%以上。2012年初,公司成立CPS架构下的聚酯长丝智能制造升级领导小组,并制订各部门在CPS架构下的聚酯长丝智能制造升级工作中的目标和职责。领导小组由集团董事长亲自挂帅,下设各部门负责具体工作的落实,信息科负责制定具体实施方案,人力资源科负责人才选聘、培养及考核,由项目部负责设备采购、工程施工及安装调试,生产部负责ERP、自动化运营管理等,财务部负责资金支持、预算和核算等,研究院负责项目优化、项目设计等。

CPS架构下的聚酯长丝智能制造升级领导小组组织治理与管理机构如图1所示。

图1 两化领导小组组织治理和管理机构

2.2 搭建CPS架构,再造生产流程

2.2.1 在产品卷绕至包装入库环节建立基于CPS架构的机器人流水线

新凤鸣通过采用CPS架构的机器人流水线用于丝饼的自动落筒、标识、包装、入库,同时采用分层控制和模块控制网络技术对产品信息、生产信息、销售消息等进行联网联控。该系统由新凤鸣集团和意大利赛龙捷联合开发,选择西门子软件,借鉴国内外成功经验和失败教训,采用目前国际先进的CPS架构,该架构具有分层管理,人机交互,多重传感与识别,WIFI和有线通信的有机结合五项基本特征,数据高速传输。

(1)分层管理:系统分为三个层级,基础层级为设备检测和自控,第二层级为工序间协调控制,第三层级为数据传输和控制。各层级制订的规则程序,各层级间既可以相互联系,也可避免各层级间的干扰,保证局部故障不影响流水线停车和数据丢失。如图2所示。

(2)人机交互:每台机器人均有良好的人机界面,在机器人发生故障时可以方便人工查询和下达指令,在机器人发生故障时,也可以进行人工操作,避免因设备故障造成自动线的卡停。

图2 分层管理图构架

(3)多重传感与识别:根据现场条件设置多种传感器和识别:小车和托盘配置RFID、机器人和移动小车定位配置条形码识别、机器人防撞设置超声雷达识别、丝饼和包装箱采用二维码识别、包装线采用激光、机械限位等传感识别。全系统采用多重传感,实现自动识别。

(4)WIFI和有线通信的有机结合:根据各机器人特点,固定设备采用有线通信,移动机器人采用WIFI无线通信,确保通信高效无碍。

(5)数据高速传输:由于每套装置丝饼量达到每天5万~12万个,每个丝饼携带了大量生产信息,数据信息量大,每个20万~30万吨/年装置的小系统均配置了2GB/s高速信息传输能力。

在CPS架构下,卷绕至包装入库的物流自动化和产品实现全数据化,达成从聚合、纺丝、卷绕、包装入库的全流程自动化和产品的数据化,提升了生产效率,降低了企业人工成本和损耗,提升了产品品质,使化纤企业管理精细、透明和高效,进一步提升了化纤企业的国际竞争力。

2.2.2 开展相应生产流程再造

流程再造针对卷绕落筒、丝饼重量检测、套袋、打印纸管内标签、套袋、码垛、捆包、缠绕膜及入库工序,以往全部手工完成改成全部由机器人或流水线完成。

一是落筒流程再造。自动落筒线设置两台自动落筒机,其中一台自动落筒机主要负责从卷绕头将丝饼落筒并送至缓存站,另一台自动落筒机负责将丝饼从缓存站转载至丝饼小车。另每条线配置一个丝饼缓存站、一台丝车旋转称重装置和一台打印机。改造后丝饼全部由CPS系统和自动落筒机自动完成自落筒至丝车上的所有丝饼的称重和操作。该流程再造后,卷绕岗位员工从一条线8人/班减少至一条线3人/班,75条线合计可减少员工1125人。同时降低了劳动强度,取消了岗位性别、年龄限制。物流和信息的自动化也避免了产品的碰伤、混规格等质量问题,同时原先的丝饼重量人工抽测改为机器人全数自动检测,为产品保证及员工考核提供了数据支撑。截至2015年12月,成果有75条生产线进行了落筒、标识、称重的流程再造。

落筒流程再造对如表1所示。

表1 落筒流程再造对比

续表

续表

客户在使用产品时,如果需要知道产品相关信息,可以根据二维码查询追溯产品生产的原料、工艺、工位、作业人员及加工包装时间等信息。为质量改进提供了便利。

二是信息流程再造。信息流程再造不仅节约了电脑录入、统计员工,累计节约员工90人,而且避免了产品的混包、混发等问题,所有产品信息和ERP系统无缝实时对接,也为生产、品管、营销等提供了经营分析、绩效评估等提供了大量数据支撑。截至2015年12月,本成果共对28万只丝饼产品,在加工至包装出厂过程中的产品信息生成、识别、分类、传送等进行了流程再造。

信息流程再造对比如表2所示。

表2 信息流程再造对比

截至2015年12月,成果共对75套装置共148万吨/年的长丝产能进行流程再造,丝饼处理量达到28万只/天,所有丝饼从卷绕至包装入库全部由机器人流水线自动完成,产品信息也与产品同步。

2.3 优化升级ERP系统并接入CPS,实现全流程生产自动化

新凤鸣与杭州优时软件有限公司合作时间已长达八年,对前期已经上线的信息化项目进行优化升级。主要包括以下内容。

一是建成新凤鸣产品数据化平台。主要包括对新凤鸣集团各子公司的产品及包装管理进行扫描监控,配置先进的二维码扫描仪,使用二维码进行条码管理,大幅的增加了扫描效率与精确度,是业内首批采用二维码管理的企业之一,如图3所示。

图3 集团统一的产品包装二维码标签

二是增加售后服务管理模块。对客户投诉(图4)、现场情况跟踪报告、质量情况反馈、后期赔偿处理都纳入系统进行处理,使整个售后流程都做到清晰、透明,落实到专人专事。

图4 400客户投诉模块

三是部署移动办公平台。公司投入大量的资源与杭州优时软件一起,成功在苹果(Ios)系统和安卓(Android)系统上研发了移动办公平台,使公司人员随时随地都能在手机上处理公司日常业务,由传统的纸质、PC端电脑审批变成手机和平板审批,大幅度提高办公效率,如图5所示。

四是财务系统集成。与杭州优时软件公司、嘉兴金蝶公司合作,开发财务总账接口,打通两套系统之间的数据封闭,使优时ERP中的数据能直接传入金蝶财务系统中生成凭证。至此新凤鸣使用的ERP与CPS自动化网络系统、金税开票系统、金蝶总账系统都实现实时无缝对接,构建成完整的内部企业管理信息链,从产品生产到打包、入库、出库、提货、开票、财务做账都纳入信息化范围;增加进出口手册管理模块,使手册使用情况纳入ERP管理,杜绝由于人为操作不规范引起的少量、缺量情况,避免企业损失;增加精细化库位管理模块,使系统更加直观地显示库存情况,每箱货物情况、摆放位置一目了然。

图5 手机APP界面

2.4 基于全流程自动化生产数据,开展精细化管理

流程自动化和产品数据化后,管理各个层面均有了大量数据资源可以利用,为开展生产精细化管理创造条件。

2.4.1 库存精细化管理

高库存是长丝企业的利润杀手,但库存过低又容易发生客户配货问题,在一些急用产品上需要保证一定库存。由于品种多,化纤企业在库存管理上凭人工记录和统计方法,不仅工作量大,也做不到实时更新,经常发生一些产品长时间积压,而一些产品缺货的问题。新凤鸣利用产品的数据化,实施库存各规格的天数和库位管理,设置多级库存报警机制,集团根据库存报警机制制订了相应的销售策略和排产计划,从而确保了集团库存天数长期处于行业内极低水平,如图6所示。(www.daowen.com)

图6 库存精细化管理

2.4.2 定期作业精细化管理

长丝行业由于生产设备多,定期作业量大,管理难度高。仅组件在机数量就达5万多件,冷却滤网等2万多件,这些部件的定期作业对产品质量有十分重要的影响。实施自动化后,定期作业内容上线,利于提前制定定期作业计划,对所有生产设备的定期作业状态均能在线被相关部门监控,实现定期作业的网络可视化管理,保证定期作业不超期,使得生产管理上了一个新台阶。

2.4.3 实时高效的数据化设备维护

熔体直纺特点的流程较长,生产线多,产能大,一旦停车损失很大,因此及时排除故障不影响全流程卡停十分重要。该成果将流程中的关键设备(5200台卷绕设备和450台物流系统设备)实施联网,工程师或国外供应商可以通过网络在家或在国外接受在线故障信息,可远程查询、分析诊断及排除故障,大大提高故障排除效率,最大限度地保证生产流程的稳定运行。项目投运后,由于设计方案科学合理、选型得当、维护及时,至今未发生一起由于自动化造成全线停车的事故。

2.4.4 优化品种结构

新凤鸣一天在线生产400多个品种规格,每个规格的效益都有一定差别,各装置生产的最适合品种也有区别,合理快速优化品种结构是化纤企业的一项难题,也是企业营利能力的重要因素之一。成果利用产品数据资源,建立产品量成本利润和客户分析的模型,快速决策安排品种的调换,避免了各子公司的恶性竞争,充分发挥各套装置的特性,在企业利润最大化和稳定客户两者之间寻求平衡。品种快速决策和变更已成为集团在市场快速变化和激烈竞争环境下的一项重要技能。

2.4.5 绩效考核数据化、透明化

传统化纤业由于数据收集困难或不齐全,考核粗放,难以发挥员工积极性。成果利用生产和产品数据资源,对一线各岗位操作工、班长、车间主任及子公司进行数据化考核并在网络上公布考核成绩,考核到每位基层员工,绩效和奖金挂钩,及时完善考核办法,激发员工比拼,通过几年的考核,考核机制已日趋完善,各级员工积极性显著提升,车间废丝率、综合能耗、生产效率、产品品质等指标水平已跃升至长丝行业前列。

3.智能制造升级顺利实施的保障措施

3.1 重新梳理设置岗位,优化人力资源和操作流程

引入自动化和数据化后,各岗位工作内容发生了很大变化,很多人工操作、识别、统计等工作内容由机器人负责,各岗位需要根据工作强度、工作内容进行重新设置,取消部分岗位,新增部分岗位,人员数量大幅减少,工作强度大大降低,但对人员素质要求有一定提升。全流程自动化的生产精细化管理项目领导小组联合各部门协商,各子公司新增机电一体化设计岗位、安装岗位和维修岗位。减少卷绕落筒岗位、称重、套袋、包装、叉车岗位人员,并对数十个岗位职责进行了重新界定。流程及岗位重新设置后,提高了生产效率,生产流程变得更加科学合理。

3.2 锻炼既懂管理技术又过硬的复合型人才

新凤鸣现有九套装置均为大容量熔体直纺装置,该装置具有连续化、大容量等特点,单套装置发生停车事故,直接损失巨大,并且带来生产、人员、品质、市场等多方面的负面影响。因此管理现代化创新工作要求高度可靠性,不能出现大故障,小故障必须快速排除,确保不影响停车等生产事故。这个特点要求新凤鸣必须具备一支既懂管理,技术又过硬的人才队伍。通过与高校合作,成立了省级企业研究院、院士专家工作站,项目组联合各部门及子公司骨干组成管理队伍,并通过引聘选拔哈工大、浙大等院校毕业生,赋予管理、技术人员明确的目标和责任,经过项目磨炼、交流培训、淘汰考核等,已建立起一支长丝行业内一流的两化管理和技术人才队伍。

3.3 建立完整的操作、维护及考核标准

为适应各岗位的工作,根据工作内容,领导小组组织各岗位作业指导书的制订或修订工作,新制订各岗位机器人作业指导书、程序说明书、故障清单及对策、安全注意事项等,共制订落筒机器人、卸载机器人、缓存站、套袋机等26个相关机器作业岗位机器人的相关资料,对职责变动或新增的岗位制订或修订作业指导书,共制修订卷绕、检验、分级、包装、叉车等15个岗位作业指导书。为利于自动化达到长周期稳定,发挥其效能,项目组主持制订了各岗位新考核标准,指定相关负责人及监督者。

3.4 持续创新和投入,确保系统不断优化

根据集团战略,公司财务部拟定了CPS架构下的聚酯长丝智能制造升级项目预算,保障每年不少3000万元用于CPS架构下的聚酯长丝智能制造升级专项建设或升级改造,近三年集团在CPS架构下的聚酯长丝智能制造升级项目实际投入超过3100万元,主要用于机器人硬件、软件的购买。在持续的资金保障下,自动化程度和系统可靠性稳步提升。

4.基于CPS架构下聚酯长丝智能制造升级的成效

成果优化组合各生产要素,集团企业管理和整个企业面貌得到很大改善,提高了生产工作效率,提高了产品质量,降低了生产经营成本,提升了企业在客户和同行中的形象,进一步拓展了市场占有率,促进了企业持续健康发展,引领行业实现长丝制造的升级转型。具体成果有以下几个方面。

4.1 初步探索出一条化纤企业降本增效的新路径

新凤鸣专注长丝制造的全流程自动化,以CPS系统架构、系列功能机器人联网协同运行,完成了大容量多品种熔体直纺长丝全流程自动化制造的可靠设计,建成了5.5套合计75条生产线、12条包装流水线,形成了数据化产品及精细化管理的高效高品质长丝制造特色,探索了一条传统化纤降成本增效益的新路径。成果获得5项实用新型专利,成为2013年度国家科技进步二等奖项目“超大容量高效柔性差别化聚酯长丝成套工程技术开发”关键技术成果之一,为行业转型升级起到了示范引领作用,带动行业朝着高效、优质、自动化方向健康持续发展。

4.2 大幅提升生产效率和产品品质,有效降低人工成本和人员流失率

在生产效率方面,在卷绕、包装等几个用工最多的岗位实现了自动化,这些岗位裁撤的熟练工参与公司新增产能,基本实现了增产不增人的目的。2014年在集团长丝产量增长53%的情况下,人员增加不足1%,2014年,人均产量增长幅度达到42.9%,人均产量达到256吨,2015年人均产量已超294.9吨。如图7所示。

图7 产量及人均产量趋势

在产品质量方面,2014年,该成果基本覆盖POY系列品种,由于降低了差错率及人为对品质的损伤,综合优等率提升0.5%,产品内在品质显著提升,企业制造的理念得到国内外高端客户的认可,高端客户比重由20%上升到35%。2014年,集团长丝产量增加51.7万吨,客户数量增长44%,全流程自动化的生产精细化管理的高品质保证为拓展客户提供了保障,产品销售率稳定在99%以上,在客户数量大幅增加的同时,客户投诉次数由0.33次/万吨下降至0.06次/万吨以下,在10个月时间客户投诉次数下降了5.5倍,2015年客户投诉继续下降至0.04次/万吨。如图8所示。

图8 2014年月客户投诉次数

在员工劳动强度和流失率方面,高强度工作岗位由机器人替代,员工劳动强度显著降低,对员工性别、年龄要求也有所降低,2014年员工流动率由2013年的7.22%降低至3.8%,2015年继续下降至2.3%。降低了企业招工难度,节约了培训时间和费用,熟练工的稳定也为企业正常生产提供了保障。如图9所示。

图9 集团员工流动率

4.3 取得了较好的经济效益,企业竞争力明显提升

通过实施CPS架构下的聚酯长丝智能制造升级项目,新凤鸣在近几年获得快速发展,聚酯长丝规模已位列全球第二,企业竞力和影响力有了显著提升。一是全流程自动化自2009年启动以来,在近三年时间发展迅猛,2014年,自动化规模达到85万吨,已占集团的50.3%,2015年,自动化规模达到148万吨,占集团总规模的68%,见图10。二是在全行业不景气的背景下,由于该成果的推广应用,集团在行业低谷保持良性稳健增长,2014年和2015年利润总额均超3.8亿元,见图11。

图10 自动化规模

图11 利润总额

5.结论

新常态下的创新不只是简单地将高级要素、先进的设备、信息数据技术、雄厚财力与物力堆砌起来,而是需要技术、装备、财力、智力、信息等在全新的架构下组织集成,需要工程逻辑、经济理性、管理策略、市场智慧等融合,才能达到新境界。

新凤鸣集团不但能够坚持将本业做好,拓深市场,做精技术,把纤维产品做到极致。更为可贵的是其不为投机暴利行当所动,不与同业顶着干,避免在“红海”式竞争。同时又保持着对新技术发展的敏感,引进智能机器人等先进装备,建设智能控制物理系统,开发柔性化直纺技术,研制超细、差别化产品,为客户定制,通过流程再造大幅度降低能耗,开发新品种,缩短前置期一半,最小批量百千克,最大程度降低库存,提高价值。这些都是新凤鸣管理智慧的体现。

化纤行业的特征是规模化、量产化、高效力与低成本,而弱项是无法小批量、多品种,无法应对市场波动与时尚流行。特别是对于新凤鸣这样年产量两百万吨以上的大型化纤企业,面对快速变化的市场和需求的多元化,依靠不断开发新品种激发市场需求,以自动化和智能化管理扩大品种,均衡供需,大大提高柔性化生产水平,快速市场反应能力,降低制成品库存,降低新品种开发成本,不断渗入缝隙市场,避免同质化竞争,开辟新市场。正是新凤鸣能深刻理解新常态下产品与市场,供与需的特征,应时顺势,事善能,动善时,刚柔共济,以柔克刚。

十几年来成就的发展跨越,既承载着新凤鸣人太多的艰辛与梦想,更见证了新凤鸣人勇于开拓、不断进取的拼搏精神。回顾发展历程,是铸剑的沉默、磨剑的艰辛换来了今日亮剑的风采;展望美好未来,新凤鸣人将以锐意进取的勇气、励精图治的毅力实现长空和鸣、万里腾飞。

二、案例分析思路与逻辑

1.启发思考题一

1.1 问题

基于CPS架构智能制造升级的完成是新凤鸣在市场中能够乘风破浪的制胜之匙,试分析新凤鸣是如何实现这一系列流程的再造。

1.2 分析思路

面临行业环境的不友好和企业自身发展的局限性,新凤鸣能以精益化的化纤技术、柔性化流程管理的生产组织、差异化的产品深度渗透市场隙缝,依靠智能制造和技术与管理创新,以柔克刚化解困境。在这一过程中,新凤鸣不但对生产流程进行再造,在管理上也进行了颠覆式创新。

1.3 理论依据及分析

企业流程再造理论主要是强调对企业现有的核心业务流程进行颠覆性的再思考和设计,从而使企业的资源得以实现以流程为中心进行再次整合,最终达到提高企业的运营效率和经营业绩的目的。在管理学上,企业流程再造是将在20世纪80年代出现的各种重组、重建等思路和方法,与资讯技术结合起来,并在MichaelHammer和JamesChampy于1993年出版的经典性著作Reengineeringthe Corporation中,予以系统性地整合并发展。该书强调,企业流程再造应包括四个要素:根本、彻底、显著和流程。

企业流程再造在通常意义上包括以下几个阶段:第一阶段,准备阶段,锁定目标,搭建团队;第二阶段,自检阶段,系统诊断,判断症结;第三阶段,设计阶段,营造环境,设计方案;第四阶段,推进阶段,以点带面,强力推行;第五阶段,调校阶段,完善规范,持续推行。

企业的管理应该是流程驱动的管理,现代商业社会的发展日新月异,市场竞争异常激烈,市场信息瞬息万变。实施流程管理,而且管理得当的企业,确实可以在日常的管理过程中,适时对流程进行修正、调适,所以,这种企业的流程往往适应性比较强,其市场竞争力也相对广阔。

1.4 关键要点

针对传统化纤制造业劳动力密集、品质保证体系不完善等问题,一直以来缺少行之有效的解决方案,新凤鸣集团采用当前国际领先的工业4.0嵌入式信息物理系统网络(CPS)技术,与赛龙捷等多家公司合作开发软硬件系统,对长丝产品自生产设备至仓库的全流程实施智能化分级运送及包装,并实施信息与物流的同步。在全流程信息化数据的基础上,开展精益化管理。由于这种管理创新模式的推广应用,公司在行业低谷率先实现了逆势高速增长。为纺织行业尤其是化纤行业的管理提供了新思路和新方法。

2.启发思考题二

2.1 问题

新凤鸣获得非同寻常的成就和绩效,使企业经济和社会效益同步升级,这与他们的管理模式是分不开的。试分析新凤鸣集团管理上的优越性体现在哪里。

2.2 分析思路

新凤鸣能在逆势下保证销售与利润持续增长,能在市场低迷的状态下使产品供不应求,能使产量规模大幅增加而用工却大幅降低,能使生产率上升而使劳动负荷降低,并让企业员工增效增收,品质和价值持续提高,完成企业经济和社会双升级下的内涵式产业升级。

2.3 理论依据及分析

企业的管理创新是在企业内部形成一创造性思想并将其转换为有用的产品、服务或作业方法的过程。也即,富有创造力的组织能够不断地将创造性思想转变为某种有用的结果。

什么是创新?在许多员工看来,创新就是新产品、新服务、新业务的挖掘,是高层的事,是市场部门的事,所以当公司进行创新运动的时候,要么无动于衷,要么无从下手。真实意义上的创新应该至少包括两个方面的含义,一个是字面上的所谓新东西,但不容易找到,找到也不太容易展开,对企业来说,真的是需要高层来想的问题。另外一个就是发现现有工作流程、工作方法中的问题,并通过管理的方式解决它。

为解决现有问题,新凤鸣首先从技术革新的角度入手,利用新技术开辟新路径,公司主要采用熔体直纺生产技术,引进当今世界先进的聚酯装置和纺丝设备,主要生产各类中高档差别化涤纶长丝,其中代表当前行业最先进生产力的熔体直纺约占99%以上。同时依托省级企业研究院,积极与东华大学等院校和科研机构合作,公司多项新产品新技术被列入国家火炬计划等国家及省部级计划,累计获得国家授权专利200余项,荣获2013年度国家科技进步二等奖。

2.4 关键要点

新凤鸣跳出同质化价格竞争的老套路,以信息化、智能化引领先进制造,以持续的产品开发提高市场价值,以柔性化技术快速应对市场变化,以信息系统精益化管理降低库存和缺货成本,以科学和人性化的人力资源和绩效管理激发全公司高中层和基层劳动者的积极性。

(西安工程大学:郭伟教授、姜铸副教授)

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