基于PAD 移動(dòng)端的車企數(shù)字化運(yùn)營實(shí)踐

陳 亮

（上汽大眾汽車有限公司120JPH 油漆車間，上海 201800）

0 引言

上汽大眾120JPH 油漆車間總投資達(dá)10 億元，于2020 年8月正式投產(chǎn)，規(guī)劃年產(chǎn)能60 萬輛，是世界首創(chuàng)120JPH 涂裝車間，用于替代原汽車三廠兩個(gè)油漆車間以及新建MEB 工廠油漆車間，共包含：主車間、注蠟車間、總裝預(yù)裝車間及各單體之間的連廊，總建筑面積144 848 m2，是全球生產(chǎn)規(guī)模最大的單體汽車涂裝車間。

1 存在的問題

120JPH 油漆車間與以往標(biāo)準(zhǔn)化車間相比體量大、技術(shù)密集、工藝復(fù)雜，對生產(chǎn)管理、設(shè)備管理、質(zhì)量管理等運(yùn)營管理提出了重大挑戰(zhàn)。結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化車間和120JPH 油漆車間，梳理前期面臨的諸多難點(diǎn)和痛點(diǎn)如下：

（1）信息反饋和溝通效率低。常規(guī)的生產(chǎn)車間需要耗費(fèi)大量的勞動(dòng)力去進(jìn)行紙質(zhì)的數(shù)據(jù)記錄和信息傳遞；面對大量的紙質(zhì)數(shù)據(jù)，信息溝通傳遞時(shí)效性差，進(jìn)行深度數(shù)據(jù)分析困難。

（2）多平臺、多車型，工藝生產(chǎn)布局復(fù)雜。120JPH 油漆車間混合生產(chǎn)3 種平臺（MEBMQBMLB）的車型，覆蓋緊湊型、中性、大型SUV 和轎車尺寸。整個(gè)油漆車間配置300 多個(gè)RFID和MOBY 組成的自動(dòng)識別節(jié)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的物流追蹤和流向控制。整個(gè)車間工藝生產(chǎn)布局復(fù)雜。

（3）設(shè)備種類多、數(shù)量龐大，服務(wù)人員少。120JPH 油漆車間設(shè)備數(shù)量龐大，但維修技術(shù)員和維修人員的配置遠(yuǎn)未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化車間的2 倍，導(dǎo)致故障處理的實(shí)時(shí)性成了生產(chǎn)運(yùn)營的難題。

（4）業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)種類繁多、信息量大，關(guān)鍵信息易丟失。在信息應(yīng)用平臺層，120JPH 油漆車間構(gòu)建了多個(gè)信息系統(tǒng)：包括CCR SCADA 數(shù)據(jù)收集及監(jiān)控、RFID 物流控制及FIS 系統(tǒng)、分布式呼叫ACC、電子巡檢、電子保養(yǎng)、EWPK 缺陷錄入系統(tǒng)、Agilepaint 管理系統(tǒng)等。面對如此多的信息及應(yīng)用系統(tǒng)，極易導(dǎo)致信息獲取不及時(shí)，丟失關(guān)鍵的信息數(shù)據(jù)，因此迫切需要將各種應(yīng)用系統(tǒng)集成到一個(gè)智能設(shè)備上，方便人員使用。

2 解決方案

基于移動(dòng)端的車間管理創(chuàng)新方案的實(shí)施要點(diǎn)包括兩個(gè)方面：基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的建設(shè)和管理業(yè)務(wù)流程優(yōu)化。在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)方面，基于無線網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋，車間使用以PAD 為主、手機(jī)為輔的移動(dòng)設(shè)備作為軟件應(yīng)用的載體。其中應(yīng)用于車間質(zhì)量業(yè)務(wù)的半固定式PAD 共有123 臺，基本覆蓋所有人工工位。用于生產(chǎn)和設(shè)備管理的PAD 共180 臺，覆蓋維護(hù)人員和管理人員（圖1）。本文重點(diǎn)分析管理業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化措施。

圖1 工位布置現(xiàn)場

車間的現(xiàn)狀及運(yùn)營難點(diǎn)主要體現(xiàn)在設(shè)備體量巨大、工藝技術(shù)復(fù)雜、系統(tǒng)繁多、運(yùn)營成本收緊等問題。亟需通過管理手段和工具的優(yōu)化或創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)管理效率提升和成本降低。另外，在數(shù)字化和信息化背景下，通過數(shù)字化手段進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)增值。

流程優(yōu)化的核心在于全員和全過程，即通過信息技術(shù)手段動(dòng)員全體員工，覆蓋核心業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)扁平化管理。因此根據(jù)車間的核心KPI 和部門的劃分職責(zé)，可將車間的運(yùn)營流程分為設(shè)備管理、生產(chǎn)過程管理、質(zhì)量管理、一般運(yùn)營及項(xiàng)目管理、安全能源管理等。

針對不同的業(yè)務(wù)主題，通過移動(dòng)端、PaaS 等信息技術(shù)、結(jié)合流程自動(dòng)化基本方法，重點(diǎn)介紹設(shè)備運(yùn)維、一般運(yùn)營、績效看板的優(yōu)化內(nèi)容。

2.1 基于移動(dòng)端的設(shè)備運(yùn)維管理

以往的設(shè)備管理痛點(diǎn)主要體現(xiàn)在：①技術(shù)文檔都是靠紙質(zhì)版說明書保存，信息檢索差，搶修效率低；②設(shè)備點(diǎn)檢和保養(yǎng)流程使用紙質(zhì)工單，發(fā)布和查詢緩慢，管理成本高，且耗費(fèi)大量紙張；③使用少量的固定式設(shè)備PC 機(jī)來查詢設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)并進(jìn)行操控，現(xiàn)場響應(yīng)低；④CCR 中控室有專門控制員24 h 監(jiān)控故障并向各個(gè)區(qū)域呼叫，且有信號死角，信息傳遞容易失真。

優(yōu)化內(nèi)容：設(shè)備運(yùn)維管理以車間設(shè)備資產(chǎn)基本信息為主線，集成設(shè)備設(shè)施的靜態(tài)信息，包括BOM 設(shè)備層次結(jié)構(gòu)、狀態(tài)信息、備件BOM 信息、電子檔案、故障維修履歷、保養(yǎng)維護(hù)履歷等。重點(diǎn)以預(yù)防性和預(yù)測性理念構(gòu)建可動(dòng)態(tài)調(diào)整的電子點(diǎn)檢、保養(yǎng)流程，并借助Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)和數(shù)百個(gè)移動(dòng)端操作，實(shí)現(xiàn)無紙化、移動(dòng)式作業(yè)及辦公。其核心模塊包括電子巡檢、電子保養(yǎng)、移動(dòng)端設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控和分布式故障呼叫。

（1）電子巡檢：包括面向生產(chǎn)人員和維修人員每日進(jìn)行的日常點(diǎn)檢和專業(yè)點(diǎn)檢兩級點(diǎn)檢任務(wù)。電子巡檢系統(tǒng)每天自動(dòng)將點(diǎn)檢或巡檢任務(wù)動(dòng)態(tài)推送到相應(yīng)區(qū)域的生產(chǎn)人員或者維修人員的PAD 中，生產(chǎn)或維修人員不僅可以看到具體的條目，也可以方便查閱圖示化檢查標(biāo)準(zhǔn)、對自我相關(guān)的點(diǎn)檢或巡檢工單進(jìn)行管理、查閱可視化統(tǒng)計(jì)分析等（圖2）。為提高便利性和點(diǎn)巡檢質(zhì)量，操作工人可以通過掃描設(shè)備上的二維碼來獲得設(shè)備的相關(guān)技術(shù)說明和操作指導(dǎo)。

圖2 移動(dòng)PAD 端電子巡檢

（2）電子保養(yǎng)：根據(jù)供應(yīng)商的保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)文件提供靜態(tài)日常保養(yǎng)計(jì)劃，也可以通過停產(chǎn)作息和設(shè)備故障情況提供動(dòng)態(tài)保養(yǎng)計(jì)劃。產(chǎn)生的保養(yǎng)工單通過移動(dòng)端進(jìn)行維護(hù)，具備統(tǒng)計(jì)、報(bào)警、追溯等功能，確保設(shè)備日常保養(yǎng)任務(wù)有效落實(shí)。維修人員利用車間的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)將故障記錄和保養(yǎng)發(fā)布到車間內(nèi)的服務(wù)器上，維修人員通過PAD連接生產(chǎn)無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行當(dāng)周保養(yǎng)內(nèi)容的查看和記錄（圖3）。

圖3 移動(dòng)PAD 端電子保養(yǎng)

（3）移動(dòng)端設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控：代替?zhèn)鹘y(tǒng)固定式SCADA系統(tǒng)，生產(chǎn)或管理人員可以使用PAD 移動(dòng)設(shè)備，可以在車間任意位置查看車間各類設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，更有利于設(shè)備隨時(shí)隨地的監(jiān)控，所見即所控，在整車廠首次初步實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生的前期探索。

（4）分布式故障呼叫：開發(fā)基于事件推送的移動(dòng)PAD 的ACC來管理故障呼叫，在前期規(guī)劃時(shí)將設(shè)備故障對應(yīng)設(shè)置到工段組織架構(gòu)中，通過Wi-Fi 自動(dòng)推送到相應(yīng)區(qū)域維修人員的移動(dòng)設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)定向提醒。通過移動(dòng)端SCADA 和ACC 分布式模塊，首次實(shí)現(xiàn)24 h 人員專職監(jiān)控呼叫的管理傳統(tǒng)，同時(shí)有效提高對現(xiàn)場問題的反應(yīng)速度（圖4）。

圖4 分布式故障呼叫

增值內(nèi)容：建立電子技術(shù)手冊和動(dòng)態(tài)維修知識庫，集成設(shè)備設(shè)施的靜態(tài)信息，包括BOM 設(shè)備層次結(jié)構(gòu)、狀態(tài)信息、備件BOM 信息、電子檔案、故障維修履歷、保養(yǎng)維護(hù)履歷等，提高現(xiàn)場維修人員診斷速度和技能，減少中控室人員4 人。

2.2 基于移動(dòng)端的一般運(yùn)營管理

以往運(yùn)營管理面向生產(chǎn)輔助型流程，主要包含問題檢查和持續(xù)改善流程。

（1）問題檢查由各個(gè)業(yè)務(wù)主管負(fù)責(zé)，信息自上而下，通過郵件或口頭傳送，難以形成閉環(huán)管理。

（2）持續(xù)改善由現(xiàn)場員工發(fā)起，信息自下而上，審批速度慢。

（3）由于機(jī)制和流程便捷性，無法充分做到全員參與，全員優(yōu)化的目標(biāo)。

優(yōu)化內(nèi)容：開發(fā)基于移動(dòng)端的合理化建議系統(tǒng)和問題檢查系統(tǒng)。合理化系統(tǒng)申報(bào)和問題單檢查流程簡單高效，提高全員參與率。

（1）過程檢查和持續(xù)改善。為滿足這個(gè)兩個(gè)特定需求，以“問題驅(qū)動(dòng)、流程導(dǎo)向、全員參與”為原則，使用云服務(wù)和工作流等技術(shù)搭建全員協(xié)作平臺。

（2）項(xiàng)目管理。針對新設(shè)備技術(shù)改造場景，項(xiàng)目相關(guān)方可使用問題單功能，借助手機(jī)移動(dòng)終端，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量問題的高效流轉(zhuǎn)，提高設(shè)備改造質(zhì)量。

增值內(nèi)容：借助數(shù)據(jù)的記錄和統(tǒng)計(jì)，進(jìn)一步形成激勵(lì)措施和績效衡量指標(biāo)，提高車間可持續(xù)改善能力。

2.3 基于移動(dòng)端的績效和看板

以全員參與、現(xiàn)場管理為原則的流程優(yōu)化使得運(yùn)營效率得到了顯著的提升，也獲取了大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和信息。根據(jù)BEM方法，數(shù)據(jù)和信息的即時(shí)反饋可進(jìn)一步提升管理透明度，進(jìn)而提高人員效率。因此，基于移動(dòng)端的績效看板是提供給各級一線人員、管理人員的有效工具。

目前績效看板基于BI 技術(shù)開發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)操作人員和數(shù)據(jù)之間的交互，方便人員了解掌握有效信息?？冃Э窗灏礃I(yè)務(wù)不同主要分為產(chǎn)能/產(chǎn)量看板、生產(chǎn)運(yùn)營看板、能源看板、質(zhì)量看板、備件成本看板、安全看板等。

3 實(shí)施效果

基于PAD 移動(dòng)端的運(yùn)營管理通過全員參與、現(xiàn)場全過程的組織流程設(shè)計(jì)，使得120JPH 油漆車間向精益生產(chǎn)邁出一大步。主要體現(xiàn)在以下3 個(gè)方面：

（1）人員績效。項(xiàng)目的實(shí)施不但帶來直接人員的優(yōu)化，更優(yōu)化了后方間接崗位。直接生產(chǎn)人員減少12%，維護(hù)人員減少25%。信息的溝通和傳遞更加準(zhǔn)確、即時(shí)和高效。

（2）效能績效。通過PAD 移動(dòng)終端，維修人員可實(shí)時(shí)獲取現(xiàn)場設(shè)備的故障信息和設(shè)備狀態(tài)，及時(shí)對現(xiàn)場故障做出響應(yīng)，突發(fā)故障通過PAD 故障準(zhǔn)確推送，做到故障響應(yīng)0 延時(shí)。設(shè)備運(yùn)行的OEE 可以達(dá)到95%以上。

（3）節(jié)支降本績效。實(shí)現(xiàn)了過程與管理的無紙化，初步達(dá)到了生產(chǎn)、設(shè)備、工藝、運(yùn)營、成本的在線管理，每年可節(jié)省打印紙20 萬張。

4 展望

120JPH 目前的數(shù)字化建設(shè)還有很長一段路要走。根據(jù)目前公司發(fā)展戰(zhàn)略和市場形勢，油漆車間將進(jìn)一步通過技術(shù)手段提高設(shè)備的自動(dòng)化、智能化水平，提高生產(chǎn)效率，降低運(yùn)營成本。主要途徑包含：①重點(diǎn)集成和整合業(yè)務(wù)管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全面數(shù)字化運(yùn)維；②進(jìn)一步引入先進(jìn)制造技術(shù)，提升自動(dòng)化效率；③導(dǎo)入前瞻性技術(shù)，探索智能化轉(zhuǎn)型。