原创I九牧卫浴的工厂智能化改造实践

原创I九牧卫浴的工厂智能化改造实践

读而思

九牧集团通过建设“五星定制”平台及支持C2F的智能化工厂,实现了制造硬件自动化、软件数字化以及生产过程精益化,提升了公司效率效益和产品质量,为品牌的国际化推广提供了强有力支撑。

孙俊杰   本刊记者

本文发表于《中国工业和信息化》杂志2020年1/2合月刊总第20期

数年前,九牧与两家全球知名的中介机构合作,对中国消费市场进行的一次深度调查显示:中国正进入品质消费阶段,中国市场讲究服务性消费,产品品质和服务的附加值成为新时代消费者的刚性需求。九牧厨卫董事长林孝发意识到,产品和服务更加贴近消费者需求,才是企业盈利之道。后来,另一组更翔实的数据摆在他面前:中国卫浴行业有3000亿元市场规模,其中智能家居需求每年保持19.8%的增长,而智能马桶使用率不到3%,这也就意味着有1080亿元的潜在市场有待挖掘。

 

一次次的调查研究,坚定了林孝发的看法:卫浴行业前景无限,关键就是要以消费者需求为导向,既要适应市场,更要创造市场。而工厂智能化改造,成为他践行适应市场并创造市场的浓重一笔。

 

卫浴厂商制造升级面临的问题

卫浴产品制造具备离散制造行业的固有特点,相比于流程制造业,具有生产过程复杂、产品种类繁多、工艺路线和设备使用灵活、车间形态多样等特点。同时作为轻工行业的一份子,我国卫浴产品制造基础研究、自动化、数字化的基础较为薄弱,应用工业信息网络技术进行智能工厂建设的难度也相对较大。为此,在智能化设计和改造过程中,九牧集团希望搭建工艺研究平台,不断推进制造硬件自动化、软件数字化以及生产过程精益化,期望通过加强企业战略研究、工厂智能化改造、成本管控等举措,实现公司效率效益 、产品质量的进一步提升,并为品牌的国际化推广提供强有力支撑。

 

工厂智能化改造的实施

九牧集团智能制造项目主要是建设“五星定制”平台及建设支持C2F(Customer-to-Factory)的智能化工厂。“五星定制”平台通过线上线下互动以吸引客户,实现在线展示和设计,线下提供配送安装及品质监控。线上确认报价单生产订单并进入平台的订单管理系统,最终订单在平台上自动拆单和排产,并实时与MES系统进行数据交互。在工厂实现生产后,订单管理系统会安排配送、安装等流程。为了配合“五星定制”,实现非标卫浴产品的定制化生产,需要对现有工厂进行智能化改造,或建设全新的智能制造工厂。项目中主要是实现智能马桶和卫浴五金工厂的改造,以及立体淋浴房工厂的新建。

 

“五星定制平台”服务于九牧的定制化转型,实现线上、线下定制服务的联动整合分布。消费者可在线上和线下门店并行进行个性定制体验和操作,随心所欲选择想要的产品风格及产品搭配,并且可以根据喜好和实际需求,实现产品的类型、开门方向、尺寸、颜色、材质、五金、搭配配件等细节的定制。

为实现九牧的五星定制,支撑系统包含了四项:

 

一是前端面向消费者和门店实现快速体验、设计、下单的平台,包括2020 IdealSpaces在线体验平台、2020 Design专业定制家具设计软件V11以及其他多样的设计和效果展示平台。

 

二是对接前端和后端中间环节的订单系统,包括其他设计平台通过泛·云订单对接2020定制云传单平台,而IdealSpaces在线体验平台和2020 Design专业设计软件则直接对接2020定制云传单平台。

 

三是后端无缝对接的生产系统,比如2020 insight/IMOS系统、SAP (VC 解决方案)等。

 

四是其他重要的业务支撑系统,如大中台系统和共享设计师服务平台等。

 

其中,2020 IdealSpaces在线体验平台同时支持WEB端与移动端的访问,门店操作人员可协助消费者进行在线体验设计并在线进行下单,支持Y单(标准单)、T单(特殊定制单)、K单(开发单)的在线下单操作。工厂业务工程师接收到订单后对订单进行审核,如确认是Y单则直接通过,订单直接对接到后端工厂进行生产;如是T单,则由工程师通过共享设计师服务平台在2020 Design软件进行产品定制设计,设计完成后可下单到工厂;如是K单,则由工程师直接在后端工厂进行建模生产。所有订单审核环节均在2020云传单平台系统完成操作,并且云传单平台还将根据订单的状态及时将订单消息通知到相关人员。2020 Insight帮助工厂实现更好的生产管理并实现与SAP VC解决方案的集成,从而实现从前端门店个性化方案对接到工厂后端自动拆单和生成订单及物料单的管理。

 

通过2020 Insight系统实现流程化管理,实时监控和统计工作量,提高人员利用率和机器利用率,同时在前端生产状态实时反馈到门店和消费者,提高了消费者的消费体验。

 

在该系统下,在后台系统能更轻松了解动态报表并且能进行数据实时更新,为管理层提供重要决策参考。及时看到是否有订单积压、订单在系统中内部扭转的时间、每天收款金额、当天销售订单数量、每日销售订单统计以及其他重要的关键绩效指标,可以精确了解和分析C2F各个重要环节的运营情况,极大地提高了从客户下单到交付出货的效率,满足当前消费者个性化定制和快速交付的市场需求。

 

事实上,对林孝发来说,智能化改造是适应市场变化顺理成章的事。在公司最为艰难的2012年,卫浴行业创新意识还很弱,引进外来人才来创新会出现“水土不服”,而公司老一代员工思想又不解放。那时候企业不挣钱,而在研发方面投入力度很大,占当时销售额约4%,但钱花了短期不见效,还要继续投入,压力很大。为改变这一情况,林孝发把公司精兵强将抽离出来成立创新狼性小团队,专攻智能马桶,要求技术水平不低于日本马桶,最终实现了突破。

 

“智能马桶研发出来后,2013年开始销量大涨,每年增速都超过50%。”林孝发说,“而且智能马桶的毛利率至少高出普通马桶10个百分点。”

 

借助智能化和个性化定制等策略,九牧转型升级为智能卫浴家居生产商,马桶、龙头、面盆、浴缸、淋浴房等卫浴产品都实现了不同程度的智能化,走在了行业前列。

 

智能制造项目成效

位于省新镇扶茂工业园的九牧厨卫生产厂智能马桶生产车间,只需要几名技术人员。机器人来来回回忙碌着,技术人员只要盯着电子显示屏上的耗材损耗、成品率、物流流程等实时更新数据……这是九牧基于大数据打造的工业4.0云工厂。在质检车间,一个个智能马桶部件在接受各种考验:为检测防水性能,马桶被放在淋浴喷头下进行20多小时的连续冲洗;马桶盖座圈被反复施以200公斤的压力测试;马桶盖面板要经10万次翻放检测……

 

在九牧生产陶瓷马桶的一条生产线上,马桶模具通过高压注浆形成陶瓷毛坯,然后通过层层修整后,与水箱连接在一起,然后灌釉、干燥形成马桶陶瓷成品。这条生产线70%实现了机器人自动化操作,但仍有30%需要人工完成,主要是陶瓷毛坯进行修整使得外观更漂亮。以前这样一条陶瓷马桶生产线需要50人以上,而这条生产线通过引进国外设备并进行多年改造后,现在只需要4个人。正是如此,九牧入选为国家级智能制造试点示范企业。

 

九牧厨卫股份有限公司智慧制造研究院院长王莫说,新建的工厂对照工业4.0标准,现在大部分产品已从传统的人工密集型生产转向工业化的智能制造。未来,企业将采用虚拟制造技术,可以在产品设计阶段就模拟出该产品的整个生命周期,从而更有效、更经济、更灵活地组织生产。

 

项目成长性分析

智能制造项目完成后,生产效率、运营成本、良品率等参数的变化很明显。

生产效率测算方法如下:生产效率=(产品入库数量×产品理论工时定额)/(单位人员数量×8小时+加班工时)。

 

运营成本有效降低。2016年运营成本率为70%,2018年改造后的运营成本率为49%,改造后整体运营成本下降21%。产品升级周期平均缩短35%。

 

智能化改造之前,五金产品2016年不良品率是3.27%。2019年智能化改造之后不良品率降低至1.54%,不良品率降低52%;智能马桶产品2016年不良品率是0.11%,智能化改造之后总体不良率降低至0.05%,不良品下降比率54%。淋浴房产品2016年不良品率是1.52%,智能化改造之后冲压不良品率降低至0.93%,降低38%。即智能化改造后,平均不良率下降48%以上。

同时,单位产值能耗也明显降低。

 

智能制造项目示范作用

九牧集团根据智能制造项目建设内容打造并形成五大体系,即智能工厂规划、数字化、自动化、精益生产和工业工程培训,这些体系将在未来对其他智能制造改造项目起到示范和借鉴作用。

 

智能工厂规划

根据智能制造项目经验,九牧集团从如下的流程推广角度来推进其他工厂的再规划和再优化:

 

总体分四大阶段,即确定布局输入条件、车间布局规划、数字化和自动化方案设计以及方案实施。对于新工厂,按照统一规划、分布实施的纲要,实现工艺、物流、信息化规划的集成。对于旧工厂的推广改造策略,我们遵循以精益和标准化改善为宗旨,进行流程梳理、自动化和物流优化改造、设备联网改造以及信息化改造。

 

数字化

在数字化方面进行复制和推广主要是从系统架构层面进行约束。

 

自动化

在自动化方面,九牧集团主要是打造统一的标准,包括设备选型标准化,细化到具体的电气部件选型标准化以及报价标准化,同时打造统一的标准接口以及数据标准。比如在设备互联层面,九牧定义了标准的工业以太网协议,所有设备必须使用Profinet、CC-link、EthernetIP、OPC-UA、Modbus TCP等标准的常见协议,并要求设备厂商在设计初期提供标准的内存地址映射。同时,对于同类型的工艺,九牧要求在推广单位严格按照示范单位的设计和选型进行部署,比如九牧陶瓷的自动化复制到永春良格。

 

精益生产

精益生产是九牧智能制造的基础,九牧打造了精益生产体系(JPS),按照分期分步骤进行推广复制。根据制定的路线图和目标,按照世界级标杆企业的模式进行标杆试点和复制推广。

 

工业工程培训

人才是企业管理和创新的关键。为了更好地推动智能制造各模块建设,实现人才与项目体系建设更好的融通,企业离不开培训,培训既带动了文化的改变,也提高了企业和个人的能力。如上诸多的体系和流程也需要通过培训体系来生根发芽,慢慢向企业各个单位进行持续的标准化推广,只做示范项目的带动性相对有限。因此,九牧集团结合项目推广需求打造了工业工程培训体系,实现培训和项目相结合。

 

通过体系建设形成适合自身及行业发展的智能制造经验。结合经验内容,公司已经逐步推广到九牧旗下的合金、挂件、浴室柜、橱柜、良格厨卫等制造单位,对于行业或智能制造发展有着比较强的示范和推广作用。对于体系建设推广,各级政府及相关企业也可以组织到九牧进行交流,让更多的企业了解九牧的做法,并且和需求单位形成合作,把九牧的做法推广出去。

 

创新是第一要务

在林孝发看来,不管是智能制造,还是互联网+,企业都要以消费者需求为导向,就是要开发新产品、激发新需求、创造新市场。说到底就是企业对内要以技术创新为导向。

 

创新是发展的第一要务。九牧每年将5%的营收投入研发,公司目前在全球拥有16个实验室、8个研究院,在厦门、上海等多地设立了创研中心,为产品创新提供了强大支撑。2005年,九牧启动智能产品项目的研发。2014年,九牧推出无菌水智能马桶。2015年,推出具有电解除菌水洗技术的第五代高端智能马桶G5。2016年,推出具有全新海啸冲洗技术的i7Plus智能马桶。通过产品与手机APP相连,消费者可用语音控制产品。不仅如此,九牧还推出可以检测用户的体脂等健康参数的智能马桶,进一步迎合市场消费需求的升级。

 

林孝发认为,创新就是放弃“不可能”的想法。九牧更强调产生效益要超过当期投入,预算要转化为市场占有率和利润指标。他举例说,旗下的陶瓷厂所有新研制产品必须送到总部进行标准检测合格后,才能拿到生产许可证。“要从研发环节入手抓品质,而很多企业把抓品质的重心放在车间,已经来不及了。”

 

创新的关键在于人才。林孝发认为,泉州企业最需要的就是工匠精神和工匠人才。实施工匠精神提升新法则,九牧将工匠人才按照在公司作用依次分技术型、设计型、业务型、管理型四种类别,并按照初级、中级、高级进行系统化培养提升。得益于这种凸显技术角色的考核体系,年终的时候,技术总监拿的“红包”比集团副总裁还“风光”。

 

作为国家级智能制造试点示范企业,九牧积极聚焦高质量发展,实施“制造转型”战略,成立了九牧陶瓷智能研究院。九牧陶瓷智能研究院是陶瓷全自动生产工艺研究基地,研发了两套陶瓷智能生产设备,实现了自动化、信息化、智能化,生产效率提高了25倍,产品合格率由68%提升到98%。原来只能用100多次的模具,现在可用近6万次,模具使用效率得到大幅提升。

 

在创新之路上,九牧一直恪守着对产品品质的坚守。为保证产品品质,九牧建立了国家级实验室,专业从事产品检测。先进的生产设备,精湛的设计工艺,严格的检测过程,使九牧的产品赢得了消费者的好评。

 

01

创新驱动卫浴制造的智能化

李元君

泰伯研究院高级分析师

九牧集团从创业最初的喷淋除尘系统到今天“专注高端卫浴”的卫浴行业领导者,秉承创新驱动智能化的精神,一步一步超越昨天。

 

九牧集团的制造升级,不仅仅是卫浴制造行业的样板,对于其他制造业企业来说也具有极好的借鉴意义。

 

卫浴行业在产品制造升级迭代的过程中曾遇到过小马拉大车的问题,即低水平智能化这匹小马在拉动消费者新需求这辆大车上显示出了明显的后劲不足。一方面,卫浴产品制造属于典型的离散制造行业,相比于流程制造业,传统离散制造企业具有生产过程复杂、数据维护工作量大、非标程度高、经验依赖性强等特点,达到优质高效过程管理往往难度较高。加上我国大多数轻工企业的自动化、数字化基础较为薄弱,很难实现高效、节能的生产;另一方面,中国正在经济发展的驱动下进入消费分级阶段,追求产品品质和服务的附加值成为新时代消费者的刚性需求,只有产品和服务更加贴近消费者需求,才能为企业创造长久的盈利,而智能卫浴产品在中国市场仍然是一块有待挖掘的巨大市场。

 

在此基础上,九牧集团进行了以创新精神为第一要务的工厂智能化改造和智能制造项目打造:

 

研发为纲,实施创新人才的源源不断供给。在研发投入比重上,九牧集团做了行业表率,每年将5%的营收投入研发,公司目前在全球拥有16个实验室、8个研究院,在厦门、上海等多地设立了创研中心,在行业内成为具有较强产品创新能力的引领者;九牧集团对创新人才培养的重视也为集团创新能力的输入提供了源源不断的动力,以“创新”为核心进行人力资源体系的设计和人才管理,按照专业技术人才的分类体系进行系统化培养提升,为企业发展带来了高水平的创新工匠,发展肯钻研的工匠精神。

 

智能化工厂改造,打下智能化生产的坚实基础。九牧集团智能制造项目主要是建设“五星定制”平台及建设支持C2F(Customer-to-Factory)的智能化工厂,包括前端面向消费者和门店的平台、对接前端和后端中间环节的订单系统、后端无缝对接的生产系统和其他重要的业务支撑系统。这套系统在“数字化、自动化、精益生产”的要求下,对旧工厂进行了软硬件多方面改造,实现工艺、物流、信息化规划的集成。有了这套系统平台为支撑的智能化工厂助力,九牧在一批卫浴生产厂商中成功突围,转型升级为智能卫浴家居生产商,多类产品都实现了不同程度的智能化,走在了行业前列。

 

智能制造项目形成标杆,综合能级大幅提升。在智能项目的助力下,九牧的生产效率提高24%,运营成本降低21.6%,产品研制周期缩短35.1%,产品不良品率降低48%,单位产值能耗降低12%。以九牧厨卫生产厂智能马桶生产车间为例,通过引进国外设备并进行多年改造后,人力资源需求下降90%,成品率大大升高。

 

综合来看,中国制造业在历经几十年的快速发展后,正进入以智能化生产、产品创新等为特点的高端制造发展轨道,而类似九牧集团的制造业升级样本,未来会越来越多。

 

02

以创新打造智能制造助力器

王昊

工信部赛迪研究院工业经济研究所

九牧集团近年来在智能制造方面的有益探索,不仅为集团转型升级发展提供了强有力的腾飞助力器,更为我国智能制造模式在不同制造业领域的探索、创新、落地发展树立了很好的典范。

 

近年来我国高度重视智能制造模式推广应用,形成了试点示范引领、供需两端发力、线面辐射推广、多方协同推进的良好局面,一大批系统解决方案涌现出来,制造业各个领域正加速迭代升级,大幅提升了企业生产效率与经营业绩。九牧集团基于“五星定制”平台所打造的智能化工厂就是其中一个典型,其背后也折射出九牧集团以创新驱动实现产业转型升级的决心与动力,主要体现在以下三个方面:

 

一是以智能制造的创新理念全方位改造提升现有生产模式。智能制造是通过先进信息技术与先进制造技术的深度融合,覆盖从设计、生产、制造到服务的全生命周期的制造过程,最终达到自感知、自决策、自适应、自执行的生产模式。为在激烈市场竞争中满足消费者日益多元化的产品需求,九牧集团对现有工厂进行大规模的智能化改造,并加强了智能制造操作系统平台的搭建设计,为推进智能制造模式奠定了坚实基础。

 

二是以智能制造提升产品质量从而实现经营效益的量质提升。智能制造通过信息化的软件作为基本的手段帮助企业提高管理水平和运营水平。与此同时,自动化设备对一些关键工序的改造提升,可大幅提高生产效率和质量。通过智能制造生产模式的推广,九牧集团的大部分产品已从传统的人工密集型生产转向工业化的智能制造,生产效率提高达24%,运营成本降低达21.6%,产品研制周期缩短达35.1%,产品不良品率降低达48%,单位产值能耗降低达12%。这些成绩充分表明了以智能制造实现创新驱动的价值与意义。

 

三是以持续研发投入和关键人才培育确保智能制造模式推广。九牧集团为确保智能制造模式的推广应用,每年将5%的营收投入研发,公司目前在全球拥有16个实验室、8个研究院,持续不断的研发投入虽在初期受到过一定质疑,但集团领导强有力的执行确保了智能制造模式的落地开花。与此同时,九牧集团深知人才是推进智能制造的根本保障,通过实施工匠精神提升新法则,赋予技术人才更好更高的事业回报机制,确保了智能制造生产模式的不断优化升级。

 

可以说,九牧集团近年来在智能制造方面的有益探索,不仅为集团转型升级发展提供了强有力的腾飞助力器,更为我国智能制造模式在不同制造业领域的探索、创新、落地发展树立了很好的典范。

 

 

(来源:中国工业和信息化)

原文始发于微信公众号(工信头条):原创I九牧卫浴的工厂智能化改造实践

 

注:本站文章除标明原创外,均未网友或机构投稿分享,如有宣发需求或侵权请联系dongxizhiku@163.com。