深圳新材料生产企业如何利用MES系统做数字化改造？

深圳新材料生产企业如何利用MES系统做数字化改造？深圳新材料企业应将MES系统作为数字化转型的核心抓手，而非简单工具替代。通过全流程数据打通和智能管控，解决行业特有的研发 - 生产脱节、质量追溯难、计划柔性差等痛点，构建 "数据驱动" 的智能工厂，提升核心竞争力。

一、新材料行业特点与数字化挑战

1. 产业特点

• 创新驱动：拥有贝特瑞、德方纳米、沃尔核材等 50 + 上市企业，聚焦新能源材料、电子功能材料、先进复合材料等战略领域

• 技术密集：工艺复杂，涉及高温、高压、精密配比等特殊环境，参数控制精度要求高 (±0.1℃)

• 多品种小批量：定制化程度高，产品迭代快，生产计划频繁调整

• 研发 - 生产紧密联动：从实验室小试 (50ml) 到中试 (50L) 再到量产 (5000L) 的全链路转化需求强

• 质量追溯严苛：需满足 IATF 16949、ISO 13485 等国际认证，追溯精度达批次级甚至单品级

2. 核心数字化痛点

• 信息孤岛：研发、生产、质检系统分离，数据无法互通，导致工艺参数难继承，问题定位慢 (>24 小时)，决策滞后

• 生产管控难：工艺参数波动大，异常响应慢，批次质量不稳定，导致不良率高 (5-10%)，材料浪费，交付延期

• 计划柔性差：插单、改单应对慢，设备切换效率低 (>8 小时)，导致订单交付周期长 (15-30 天)，产能利用率低 (<60%)

• 研发 - 生产脱节：小试参数难转化，工艺优化周期长 (>3 个月)，导致新品上市慢，研发成果转化率低 (<30%)

• 追溯体系缺失：质量问题无法准确定位到设备 / 批次 / 人员，导致客户投诉处理慢，国际订单审核难通过

二、新材料企业数字化转型的核心引擎

• 全流程透明管控：实时采集温度、压力、流量等关键参数，异常自动预警 (响应 < 10 秒)

• 精准计划排程：根据订单需求、设备状态、物料供应，自动生成最优生产方案，计划调整响应从 2 小时降至 15 分钟

• 研发 - 生产无缝衔接：小试数据自动转换为量产参数，实现 "一键切换生产线"(如锂电材料→半导体封装胶)

• 全链路质量追溯：通过条码 / RFID 实现 "一物一码"，完整记录 "人机料法环" 数据，支持正向追踪和反向溯源

• 智能分析决策：自动生成质量报表、柏拉图、鱼骨图，问题分析时间从 2 天缩短至 4 小时

三、新材料企业MES系统实施路径

1. 总体规划：三阶段推进策略

• 阶段一：基础数字化 (3-6 个月)

数据标准化：统一物料编码、工艺路线、设备台账，解决 "垃圾进垃圾出" 问题

核心功能部署：生产计划、工单管理、投料控制、生产报工、基础质量检验

设备 IoT 改造：对窑炉、反应釜等关键设备加装传感器，实现参数实时采集 (精度达 0.1%)

• 阶段二：深化应用 (6-12 个月)

质量管控升级：SPC 统计过程控制、防错机制、质量追溯链完善

设备智能管理：预测性维护、OEE 监控、刀具 / 模具寿命管理

系统集成：与 ERP、PLM、实验室系统 (LIMS) 打通，实现 "研发 - 生产 - 销售" 数据闭环

• 阶段三：智能优化 (12-18 个月)

AI 应用：质量预测模型、工艺参数智能优化、异常根因自动分析

数字孪生：构建虚拟生产线，实现生产预演和工艺参数优化

供应链协同：与上下游供应商数据打通，实现协同生产和库存共享

2.MES系统选型关键考量

• 行业适配性：是否具备新材料行业 (如锂电材料、电子陶瓷) 的专业解决方案，优先选择有同行业成功案例的系统

• 技术能力：实时数据处理 (毫秒级)、复杂配方管理、小试 - 量产参数转换，测试系统对特殊工艺 (高温、高压) 的参数管控精度和稳定性

• 集成能力：支持 OPC UA、Modbus 等协议，与 ERP/PLM/LIMS 无缝集成

• 部署方式：本地部署 (适合数据安全要求高) 或云部署 (适合中小企业快速上线)，根据企业规模和数据敏感度选择，建议混合部署关键业务

• 服务支持：实施团队是否具备材料行业知识，能否提供持续优化服务，考察服务商在深圳的服务团队和响应速度

3. 实施核心步骤详解

• Step 1：需求精准诊断

组建跨部门项目组 (生产 + 技术 + 质量 + IT + 管理)，深入车间访谈收集痛点

采用 "问题 - 目标 - 价值" 模型梳理：如 "解决信息孤岛→生产数据实时可视化→决策效率提升 40%"

明确 KPI 指标：良率提升 (>15%)、交付周期缩短 (>30%)、异常响应时间 (<30 分钟)

• Step 2：流程优化先行

对现有生产流程进行精益改造，消除浪费环节，再进行数字化映射

重点优化：配方管理、工艺参数控制、批次切换流程、质量检验点

绘制价值流图 (VSM)，识别并消除数据断点和冗余环节

• Step 3：分阶段试点验证

首期试点：选择 1-2 条典型产线 (如主打产品或问题最突出产线) 部署核心模块

中期扩展：验证成功后扩展至全车间，同步完善系统集成

全面推广：覆盖全工厂，延伸至研发、质检、物流等部门

• Step 4：系统集成与数据治理

建立统一数据标准，制定编码规则和接口规范

通过 OPC UA 协议实现设备数据自动采集 (采集频率≥10 次 / 秒)

实施 "数据清洗" 机制，确保数据准确性和一致性

• Step 5：持续迭代与人才培养

建立 "PDCA" 循环改进机制，定期收集反馈优化系统

开展分层培训：管理层 (数据驾驶舱)、技术人员 (系统配置)、一线员工 (移动端操作)

培养既懂材料工艺又懂系统的复合型人才，为长期运营提供保障

四、深圳新材料企业MES系统案例

1.德方纳米：锂电池材料

• 实施亮点：

部署华磊迅拓OrBit-MOM平台，实现 "订单 - 排产 - 工艺 - 质量 - 发货" 全流程管控

建立 "研发 - 生产" 数据通道，小试参数自动转换为量产配方，新品导入周期缩短 40%

关键设备 (反应釜、烧结炉) 100% 联网，温度、压力等参数实时监控，异常自动预警

• 核心价值：

生产效率提升 30%，计划调整响应时间从 2 天降至 4 小时

产品一致性提升 20%，不良品率降低 35%

支持 IATF 16949 认证，获得国际客户订单增长 50%

2.沃尔核材：高分子新材料

• 实施亮点：

华磊迅拓OrBit-MES与 ERP 深度集成，实现生产指令自动下发和完工数据自动回传

全过程条码管理，从原材料到成品的批次级精准追溯

工艺参数和作业指导电子化，现场无纸化作业

• 核心价值：

生产报工效率提升 50%，人工记录错误减少 70%

质量追溯时间从 2 天缩短至 15 分钟，快速响应客户投诉

材料利用率提升 12%，年节约成本超 200 万元

3.鸿富诚：导热材料

• 实施亮点：

通过华磊迅拓OrBit-MES系统实现 "一物一码"，产品全生命周期追溯

导热材料生产过程智能管控，实现 "有计划、有指导、有防错、可监控"

移动端 APP 实时采集数据，管理人员远程监控生产进度

• 核心价值：

异常响应时间从小时级降至分钟级，减少批量不良风险

生产透明度提升，客户验厂通过率 100%

多品种小批量切换时间从 8 小时缩短至 2 小时，产能利用率提升 25%

MES系统实施不是终点，而是新材料企业数字化转型的新起点。通过数据驱动的持续改进，将逐步构建起具有深圳特色的 "新材料智能制造新模式"，为企业在全球竞争中赢得先机。