通过MES系统与OEE提升电线电缆运营

在制造行业中，说起运营复杂性，电线电缆行业大概率可以排的上名次。其“根据制造要求进行定制设计”的运营理念是根本原因。想要保证预期利润率，就必须整合产品设计和工艺设计，同时结合切实有效的流程改进措施。

浪费和低效的运营会侵蚀利润，降低竞争力并阻碍增长。浪费 —— 例如生产效率低下或生产转令时间长，可造成备货周期延长，长此以往，则会导致库存增加。固定成本增加，就会因为价格失去竞争力而丢掉业务。进而降低销售利润率，导致企业不盈利，如果持续恶化而无法扭转，企业就会难以为继。材料使用的浪费也会导致此类影响。

因此，线缆企业都必须开展有效的运营管理。人工管理会带来明显收益，如果还能使用集成的数字化工具，就可以进一步扩大这些收益。与业务部门以及技术数据库和系统共享数字化数据，可以改进生产决策、生产计划和成本估算，从而系统地大幅消除浪费。让您的产品制造端成为一种竞争优势，而不是战略弱点。降低价格和缩短备货周期可增加市场份额，从而增加总收入。在有机改善的驱动下，利润也会随之增加。

将这些要素有机融合，就能提高业绩和利润率的确定性和可重复性。本文概括了如何应用工具和系统，来提升运营的战略性竞争优势并及时获得回报。

本文将介绍以下内容：

• 线缆企业运营的常见类型及其固有复杂性。
• 软件程序如何管理这些复杂性；CableBuilder Enterprise 和 CableBuilder Go 用于产品设计和技术管理，CableMES 系统用于制造执行。
• 软件程序会记录运营中常见的浪费。
• 提升业绩的方法。
• 管理流程的理想方法。
• 增强竞争力的路线图。

电线电缆的复杂性

产品分类

电线电缆运营属于半连续工艺批量制造，需要大量资本投入，既有固定资本，也有流动资本。

原材料通过一系列独立的制造工艺，经过加工，与其他半成品组合，最后制成产品。

产品通常可分类为常规、定期和偶尔需要产品。电线电缆工厂通常可分类为生产小范围常规产品的专用工厂，以及生产更多样的设计产品的通用工厂（以定期和偶尔需要产品为主）。

无论是定期产品还是偶尔需要产品，都可以用于能源、电信和数据行业。

CableBuilder Enterprise 将企业所有线缆设计数据储存在一个可搜索的数据库中，并对用户的活动添加日期戳，予以记录和追踪。这就形成了一个宝贵的过往设计经验与技术知识的电子档案馆。

长度管理

长度参数对电线电缆工厂来说很关键。对于生产常规产品的工厂，生产单根连续的长线缆效率更高，对于生产定期和偶尔需要产品（可能是单根定制长度或多根不同定制长度）的工厂，长度也是影响生产效率的关键参数。除了长度，还要仔细考虑轴具尺寸和轴具的容量限制，统筹考虑整个报价流程、生产规划、制造过程和最终发货。

一旦生产过程中存在变数，如质量缺陷或工艺问题，很容易会导致绩效受到影响。

当引入“长度”这个概念以后，市面上很多已有的制造执行系统 (MES)会面临巨大挑战。例如，同样是订单要求生产1,258米的线缆成品，根据客户要求，有时需要的是单根1,258米长线缆，有时又需要生产1,258轴、每轴1米长的产品。有了 CableMES，就能在整个制造工艺中跟踪各种长度的子组件和成品。同时，系统会记录必要参数，可以自动记录，也可以手动输入。此外，CableMES 经过专门设计可管理长度变化，比如根据 CableBuilder Enterprise 的生产计划把 1,258 米拆分成 600 米和 628 米两个长度时，系统也会进行跟踪。这些步骤都在加工过程中同步进行，助力关联数据可追溯。

常规产品

常规产品通常按库存生产并按标准长度销售。它们通常是经常生产甚至连续生产的产品。市场竞争激烈，因此尽可能提高生产率、缩短生产时间并实现与材料消耗有关的精益成果，是保持竞争力的重要条件。利用尽可能低的流动资金并使价格有效响应不断变化的原材料价格，是增加优势的主要方法。为了保证质量稳定，通常会采用统计趋势来管理工艺可变性。而为了优化成本，则会应用成本管理和价值工程这两项关键技术。

要尽可能提高设备的生产率，需要做到以下几点：

• 尽可能提高每个工艺流程的生产速度并维持稳定的高水平。
• 尽可能提高资产利用率，缩短停机时间。工单切换必须顺利并且挤出机的换色尽量在生产时自动同步进行。
• 要尽可能减少废料。应尽可能缩短多余线缆或组件的长度，尽可能减少挤出机的损失，并减少批次的质量问题。
• 在全球范围内，整体设备效能 (OEE) 是经过证实适用于制造业的衡量标准。OEE 有一个简单的计算方式，即计算有效生产时间与计划生产时间的比值。
  
  有效生产时间指尽可能快地生产合格零件而无停机的时间（理想周期时间）。
  
  OEE =（合格数 × 理想周期时间）/计划生产时间。
• 企业需要结合自身情况明确定义这些指标。定义时还要考虑报价和规划假设，需要衡量的实际性能，以及需要解决的异常。

CableBuilder Enterprise 包含设计、质量和工艺工程师需要的工艺参数。如果实施了 CableMES，这些参数可在自动生成的工艺路线卡或在屏幕上显示给操作员。如果进行了相应联动，这些参数也可直接输入到 PLC 中。

CableMES 记录生成 OEE 所需的数据并根据需要为机器、机组、特定工艺路线和整个工厂自动生成 OEE。

对于生产常规产品的工厂，劳动生产率不是一个严重问题，因为它只占总成本的很小一部分，但如果机器闲置并等待操作员，一样有可能错失节约机会。

因此操作员在班次的大部分时间内应从事增值活动。操作员可以管理更多机器，承担质量测量，执行常规维护并完成工单切换/原材料补充/轴具装载和卸载。真正有竞争力的工厂能够让操作员有效工作。重要的是：

要精益使用原材料，就需要尽可能减少两个废物流：废料和过度使用。

• 废料通常在启动/工单切换时产生，也可能因为成品不合格或长度过短产生。
• 过度使用则指成品线缆件所用的材料超过了规格或客户要求。这可能是直径过大、径向过厚或长度过长。对于常规产品，其规格往往已经过多年的考验，如果没有特殊原因，只需明确定义内部设计要求，同时尽可能减少工艺变化。
• CableMES 能够为生产订单预估废料，无论是调机浪费还是废线长度。

定期和偶尔需要产品

与常规产品相比，定期和偶尔需要产品的生产频率更低，可能每月生产一次、每年生产一次，甚至更低，比如一次性生产。偶尔需要产品针对特定客户要求进行定制设计，通常是“定制生产”(TBM)。产品目录中的定期产品则可通过定期补充的库存提供。

成本和价格等问题的优先级可能低于产品的准时供应。“一次成功”和及时交付才是重要的。定期和偶尔需要产品的利润率往往较高，这在一定程度上为浪费造成的意外成本提供了余量。然而，同样的效率原则在具体应用时的重点并不相同。

此类产品种类繁多，要提高生产设备的生产率，关键在于减少工单切换时间。这可提高设备可用性和减少废料。CableMES 便于操作员对停机时间进行记录和分类，例如工单切换时间。

生产规划，尤其是排序，发挥着重要作用。线缆的部分组件可能是共通的，即使最终设计存在差异。尽可能提高连续生产批量和长度可显著减少浪费和备货时间，因为合并生产半成品可缩短备货周期。CableMES 让主管能够将特定订单中的工作分配给机器并对适当的产品进行合并生产。

劳动力的生产率直接影响设备生产率。操作员团队应该合作以尽可能减少瓶颈设备的工单切换时间。他们通常必须技能娴熟，能够适应多种类型的车间，操作更多种类的设备。规划和调度是生产和班次管理团队的重要技能。

原材料的精益使用相对没有那么重要，因为估算人员可能会增加余量（直径、厚度和长度），设计师也不会按照极限值进行设计，他们大概率不会在这一步进行价值工程，因为这可能会影响“一次成功”的概率。

但是，消耗的材料如果等于或少于计划用量，有助于维持或提高订单的利润率。要优先保证不会增加废线长度，因为返工或重新制造的成本很可能造成损失。

CableMES 监测并记录 CableBuilder Enterprise 中为特定产品开发的选定质量参数。操作员根据提示在系统中记录实际值。不合格的批次会自动在 CableMES 中予以隔离，同时系统会提示采取纠正措施。因此，操作员可以了解关键参数和异常，并且必须在使用前剔除不合格产品，从而在不合格产品影响下游效率之前从源头阻止不合格产品。

提升业绩的方法

设定战略和运营目标

策略管理或 X 图是一种工具，使企业能够设定和下达战略目标。管理团队通常每年完成一次公司 X 图流程。例如，可能会制定实现运营成本或单位成本降低或效率提高的目标（比如提高 OEE），此目标将通过战略关键绩效指标 (KPI) 进行追踪。该战略目标被下达至公司的第二级团队（例如技术、采购、生产、质量和运维团队），这些团队可评估该目标并拆解出促成该战略目标的运营目标。然后探讨如何利用 KPI 衡量他们的贡献。例如，为了提高 OEE 的可用性元素，维护团队可能选择将停机的响应时间降低 50%。

完成后，将评估第二级团队的 X 图，并建模来确定他们对战略目标的影响/贡献度。如果满意，则批准第二级图表。

以生产团队为例，他们批准二级 X 图后，就可设定下达至生产班组的目标并进行批准。以此类推，可以创建一组关联的 KPI，让公司按照需要的方向和速度前进。其中一些目标可以在 CableMES 中使用，来提供异常报告和警报。这可支持可视化控制的建立，例如当 OEE 降到一定水平以下或产生了不可接受的废料数量时，主管会收到警报消息。

精益制造

精益制造工具包可用于改进电线电缆的制造。部署的工具通常都需要人工执行，比如：

• 用于监控每台机器和每个班次生产和浪费的短间隔控制 (SIC) 表。
• 人工填充的数据库，以整理、分析和报告 SIC 表上的生产率和效率信息。
• 应用快速换模 (SMED) 方法可减少瓶颈或高利用率机器的生产切换时间，并减少工单切换时产生的废料。
• 报告和跟踪所有响应性和计划维护，包括为请求和关闭操作手动加时间戳。
• 分析停机数据，确定优先级及其原因。这可能需要跨部门开展团队小组合作。

CableBuilder Enterprise 和 CableMES

采用系统解决方案可有助于大幅提升效率。系统可以实时收集数据，即时发出报警，从而助力快速解决问题并避免不必要的效率低下。CableBuilder Enterprise 和 Cable MES 还可以将技术数据传达给车间，然后再通过数据收集功能将数据反馈给技术部门，这也是一个强大的功能。这些软件可以支持一次开机成功、可追溯性、趋势、报告和分析。主管只需点击几下鼠标就可以改变优先级，生产团队也可以更深入地了解他们的绩效。系统内嵌了合规流程，并可以有效管理不合格问题。

用于管理运营的管理框架

管理框架的元素

管理框架的基本元素是：

• 明确目标优先次序，从而实现 KPI。对照历史绩效、目标和趋势呈现数据。
• 多级 KPI 的制定，从最高级别开始，强调推动深入分析的指标，以了解差异。
• 数据收集和数据处理能力，能够有效地收集和处理相关的原始信息，及时产生信息以供管理层和主管采取行动和进行审核。
• 关键参数超出公差范围时自动生成警报。例如，生产关键路径的 OEE 降至目标水平以下。
• 完善的审核流程，该流程需要得到认真遵守并将为每班、每天、每周、每月的运营管理增加价值。
• 会议/审核框架，来引导有针对性的行动，可以是短期纠正措施也可以是长期改进。
• 可视化管理流程。上述元素都应展示并提供给需知悉的员工。

人工收集和处理数据

有助于轻松设计纸质报告并设定报告格式以提供控制和报告能力。短间隔控制 (SIC) 表可在班次内和班次后提供宝贵的信息。工艺能力图则可提供与质量绩效和趋势有关的数据。

采用此类人工控制机制，结合“走动管理”式主动监督，可以产生很好的效果。如果没有班次内审核，也可以把这种机制当作纯报告机制。这些表格的整理和数据的处理通常发生在班次结束时，可由班长、操作员或管理员负责。如果使用可视化控制板，则往往由生产员工完成分析。如果使用电子方式，则通常由管理员、生产控制和/或质量人员完成。

可以使用自定义的电子表格，或者使用更先进、更稳定的独立数据库。这些电子表格或数据库支持生成报告和趋势。当制造标准更新时，会定期将性能反馈给生产和设计分析师，通常每年一次。该流程确定成本估算基于当前的绩效。

数字化管理

电线电缆行业使用的机械中有多种控制系统和仪器仪表。通常来说，机器的控制系统是设备的原始设备制造商 (OEM) 所专有的。

例如，挤出生产线设备和控制仪表（如测径仪、偏心度仪和火花测试机）通常来自不同 OEM。这会导致生产线设备与内部信息系统网络通信有限。通常，操作员会通过一台机器或一组机器旁的终端来接收和更新生产订单的状态，也可能在生产办公室使用纸质文件进行更新。如果要改用数字化管理，就需要对业务中所用系统的层次结构进行彻底检查。制造执行系统一般会先与生产线上的单个设备控制系统相连接或集成，随后与公司业务系统（包括技术数据库）进行集成。

数字化管理可以在各种设备上实时呈现信息。这可助力改善运营人员对不断变化的情况的响应。还可以自动提供生成报表，从而迅速提高管理层审核流程的效率和速度。

X 图与 CableBuilder Enterprise 和 CableMES 相结合，可以提供数字化运营管理能力，企业可以利用该能力来提升竞争优势。

在制造领域提升竞争优势

制定有效的竞争策略

如下所述，有效的策略将包含几个工具。其中就包括软件，软件在实现结构化竞争优势过程中起着重要作用，可以建立信誉并逐步提高利润率。

• 审核现有运营的效率和效能以找出机会和优先级。
• 制定三至五年运营战略以支持商定的战略目标的实现。
• 推广运营目标，并支持定期审核进度。
• 助力制定制造系统投资策略及其实现计划。
• CableBuilder Enterprise 的定制化教育、培训和辅导，助力改善线缆设计和技术合规。
• 制定并实施电线电缆生产设施的运营改进策略。
• 运行有效的管理控制和报告系统。
• 使用 CableMES 提供数字化制造能力。

实现掌控的好处是显而易见的。在管理不善、不受控制的生产环境中，OEE 通常比预期水平低 50%。在非受控情况下，线缆生产（包括所有主要生产工艺）的 OEE 一般为 30% 至 35%。根据具体情况和应用的统计基准，该值可提高至 45% 至 60%：在不增加成本的情况下将产量或可用产能可以翻一番。

人们通常非常关注废料，因为无论是工厂内还是工厂外，废料都非常显眼。所以最好对一段时间内的颗粒度数据进行一致的审核和趋势分析，来集中精力减少废料。手动记录（无论是在纸上还是在系统中）可为此提供支持。

对于此前缺乏关注的领域，如果能提高对过度使用的意识，一次就可以节约 5% 至 15% 的原材料总成本。通过收窄公差和优化设计通常可以再节省 5%。

与人工收集数据相比，数字化收集数据有助于与更多人员进行实时绩效沟通，从而对即时差异和异常情况做出更快响应。数字化收集数据还可以收集和处理更多的数据，为工程师和生产人员提供额外的数据，可以助力他们进行趋势分析并找出原因。

CableBuilder 和 CableMES 是专门为电线电缆运营设计的线缆设计和制造解决方案。可以通过这两款软件自动管理线缆运营所固有的复杂性。这些解决方案正普及至世界各地的许多工厂中，正迅速成为系统性管理和改善这些复杂环境的重要方法。

稳健的营销策略

打造强大的品牌形象，突出产品和服务的成功，并与现有和潜在客户沟通，这些均有助于提高营销活动的客户保留率和获取率。通过宣传和其他营销渠道产生合格的销售线索，有助于为建立未来的业务战略建立坚实的基础。

利用公关和广告机会，在适当的社交媒体平台上建立强大的存在感并参加行业活动，这些都为进一步提升企业和员工的声誉提供了机会。

供应链优化

另一个尽可能提高利润率的方法是关注供应链。这种关注可以助力减少未来的供应中断，确认原材料是否充足，质量稳定，从而实现和维持高效制造工艺。

已知和未知风险

必须密切关注预测的市场变化、质量要求、政治格局甚至公司内部发展。这将助力您规划未来的战略，确认是否落实适当的资源，并维持获得优质原材料的途径。

全球疫情对大多数行业产生了重大的、不可预见的影响，许多供应链中持续存在的各种不确定性可能继续构成威胁。持续监测和了解每日新闻和最新发展动态，将助力您尽早做出明智的决策。

从制造业的角度来看，疫情和政治动荡教会了我们一件事，那就是需要制定应急计划，以快速、高效地应对未来供应链中断、新的行业法规、汇率波动、不断变化的贸易制裁以及物流法规和限制。

总而言之，树立意识、做好规划和获得准确的见解与数据是关键，将助力您的企业尽快适应未来，并尽可能提高利润。