从混乱到高效:一家中型制造企业如何用低代码重构生产执行系统

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关键词: 生产执行系统 低代码平台 设备综合效率 工单管理 质量追溯 制造企业数字化 OEE提升 工业物联网
摘要: 针对中型制造企业生产执行混乱、响应滞后、追溯困难等痛点,采用搭贝低代码平台构建数字化生产系统,通过工单电子化、设备数据自动采集、移动端协同等方案,在8周内实现OEE综合效率从60.1%提升至76.8%,设备可用率提高12.4个百分点,投资回报周期仅5.3个月,有效支撑了72小时内快速交付的业务需求。

在珠三角一家年产值3.8亿元的电子元器件制造工厂里,每天早晨7:45准时上演着这样一幕:生产主管拿着一叠纸质工单穿梭于SMT贴片车间与DIP插件线之间,技术员蹲在老化测试区手动抄录设备参数,而计划部的同事正对着Excel表格反复核对昨日出货数据。这套沿用了近十年的生产管理模式,在订单波动加剧、客户交付周期压缩至72小时的新常态下,已显现出严重疲态——上月因工单传递延迟导致的产线停机累计达14.5小时,质量追溯平均耗时超过6小时,管理层终于意识到:传统纸质+Excel的生产协同模式已经触到了天花板。

一、传统生产模式下的三大典型困局

这家拥有6条自动化产线、400余名员工的中型企业所面临的困境,在当前离散制造业中极具代表性。其核心痛点可归纳为以下三类:

信息断层:计划、工艺、生产、仓储四大模块使用独立系统或表格管理,BOM变更无法实时同步至现场,曾出现因工程图纸版本错误导致整批2000套产品返工的事故。

响应迟滞:异常处理依赖电话和微信群通报,从发现设备报警到维修人员到场平均耗时22分钟,MTTR(平均修复时间)超出行业基准值47%。

追溯困难:当客户端反馈某批次电容存在虚焊问题时,需人工翻查近两周的领料记录、作业日志和质检报告,完整追溯流程耗时超过一个工作日,严重影响客户满意度。

二、搭建数字化工厂的现实考量

面对ERP升级报价超80万元、MES定制开发周期预估6个月的现实压力,企业决策层提出三项硬性要求:第一,实施周期不得超过8周;第二,一线操作员无需专业IT培训即可上手;第三,必须实现关键工序数据自动采集。经过对主流低代码平台的对比测试,最终选择搭贝(Dabei)作为技术底座——其可视化表单引擎支持快速构建业务模型,工业物联网网关组件能无缝对接西门子PLC与研华数据采集模块,更重要的是提供预置的生产工单设备点检质量检验等23个制造业标准模板。

具体实施路径如下

  1. 🖉 需求梳理阶段(第1周):由生产副总牵头成立专项组,召集PMC、IE、IT三方人员召开5场场景研讨会,明确将“工单下发-物料齐套-首件确认-过程巡检-完工报工”设定为核心流程链,绘制现状价值流图并标注8处堵点。
  2. ✔️ 原型设计阶段(第2-3周):利用搭贝平台的拖拽式表单设计器,3天内完成工单主表、工序明细表、物料清单关联关系的配置;通过内置的权限矩阵功能,设置计划员可发布工单、班组长仅能查看本线体任务的访问规则。
  3. 🔧 系统集成阶段(第4-5周):采用搭贝提供的OPC UA适配器,将6条产线的12台AOI检测设备、8套温控烤箱的数据接口统一接入;针对老旧波峰焊机加装边缘计算盒子,实现温度曲线每30秒上传一次至云端数据库。
  4. 📝 移动端部署阶段(第6周):基于平台生成的H5应用,为36名班组长配备加固型工业PDA,开机即显示当日待处理工单列表;扫码枪扫描PCB板二维码后,自动带出该型号的作业指导书视频与关键参数阈值。
  5. 🛠️ 联调测试阶段(第7周):模拟订单变更场景,验证BOM更新后前端工位能否在2分钟内收到推送提醒;组织跨部门应急演练,测试设备故障时自动触发维修工单并短信通知工程师的功能闭环。
  6. 🌐 上线切换阶段(第8周):采取“新旧系统并行+双轨运行7天”的策略,每日比对系统间数据一致性;安排IT专员驻厂跟线,收集现场人员反馈的23项优化建议并即时调整界面字段顺序。

三、真实案例中的关键突破点

在DIP插件线导入新系统时遇到典型阻力:老员工习惯在纸质流程卡上勾选完成标记。项目组没有强行推行电子化,而是创新设计“双模签到”机制——既保留原有的物理流转卡,又在系统中设置虚拟工序节点。当员工将卡片插入指定槽位时,RFID读写器自动识别并同步更新系统状态,实现无感过渡。这一做法使一线接受度从初期的41%提升至上线后第三周的89%。

另一个亮点体现在质量预警模块。过去依靠QC人工抽检发现问题,现在通过搭贝平台的规则引擎设定:当同一工位连续出现3次焊接不良记录时,系统自动锁定后续工序并弹出红色警示框,同时向品质主管手机推送带图片证据的告警消息。试运行期间成功拦截两起因锡膏搅拌不均引发的批量性缺陷,避免潜在损失约17万元。

效果验证维度:以OEE提升为核心指标

项目验收采用国际通行的设备综合效率(OEE)作为量化依据,该指标由可用率、性能率、良品率三要素构成。对比系统上线前后各30天的运行数据:

评估维度 上线前均值 上线后均值 提升幅度
设备可用率 76.3% 88.7% +12.4%
性能运行率 82.1% 89.5% +7.4%
一次良品率 93.6% 96.2% +2.6%
OEE综合值 60.1% 76.8% +16.7%

值得注意的是,76.8%的OEE已接近丰田生产体系的基准水平(85%),且投资回报周期测算仅为5.3个月,远低于制造业数字化改造通常要求的18个月回本标准。

四、常见问题及应对策略

在多个类似项目复盘中,发现两类高频问题具有普遍参考价值:

问题一:现场网络信号不稳定导致数据丢失

某汽车零部件厂在冲压车间部署系统时,因大型电机启停造成WiFi信号中断,出现工单提交失败的情况。解决方案是启用搭贝平台的离线缓存模式——所有操作先暂存于本地SQLite数据库,待网络恢复后按时间戳自动补传,并通过哈希校验确保数据完整性。此功能将数据丢失率从每千次操作7.2次降至0.3次,满足GMP环境下的审计追踪要求。

问题二:多系统间编码体系不一致

当ERP中的物料编码为10位数字,而MES系统采用“品类+年份+流水号”的字符串格式时,直接对接会导致匹配错乱。实践中采用“中间映射表”策略:在搭贝平台建立独立的数据转换服务,通过定时任务抓取两边编码对照关系,当接收到新物料申请时,自动查询映射表并生成对应标识。该方案使系统间数据同步准确率达到99.98%,且维护成本极低——只需每月初更新一次映射表即可。

五、延伸应用场景探索

随着基础架构成型,企业开始拓展更多增值应用。例如将原本独立的能源管理系统接入同一平台,在注塑车间实现“单机台能耗-产量-不良率”三维关联分析,发现夜间班次某台机器单位产能耗电量异常偏高,经排查系加热圈老化所致,更换后月省电费1.2万元。

知识沉淀新方式:鼓励老师傅录制3-5分钟的“经验短视频”,如《如何通过异响判断贴片机吸嘴磨损》,经审核后挂载到对应设备的电子档案页。目前已有47条实操技巧入库,新人上岗培训周期缩短40%。

六、可持续改进机制建设

为防止系统僵化,建立了“双周迭代”制度:收集来自生产、品质、设备等部门的优化需求,优先级由改善效益与开发难度二维矩阵评定。近期完成的一项改进是增加“动态节拍看板”功能——根据实时订单交期紧迫度,自动调整各工位的目标产出速度,并用绿(正常)、黄(预警)、红(滞后)三色标识进度偏差,帮助班组长及时调配人力。

值得关注的是,搭贝平台最近推出的AI辅助分析模块,可通过历史数据训练预测模型。在试点应用中,系统提前3天预警了某款芯片封装工序的良率下滑趋势,溯源发现是晶圆切割参数漂移所致,干预后避免了约50万元的报废损失。这种从“事后记录”向“事前预防”的转变,标志着生产管理进入新阶段。

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