近一年來隨著“中國制造2025”的貫徹執(zhí)行,國家工信部對智能制造示范工程也有了更具體的要求,沖壓行業(yè)一些領軍企業(yè)已經(jīng)開始啟動“智能制造”的發(fā)展戰(zhàn)略,但如何務實的做好這項重要工作,結合筆者所負責的三個“智能制造”項目,談一些體會供大家參考。
目前,國家工信部對零部件企業(yè)申報智能制造示范工程應具備的要素條件為:
⑴車間/工廠總體設計、工藝流程及布局均已建立數(shù)字化模型,并進行模擬仿真,實現(xiàn)規(guī)劃、生產(chǎn)、運營全流程數(shù)字化管理,相關數(shù)據(jù)進入企業(yè)核心數(shù)據(jù)庫。
⑵采用三維計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助工藝規(guī)劃(CAPP)、設計和工藝路線仿真、可靠性評價等先進技術。產(chǎn)品信息能夠貫穿于設計、制造、質量、物流等環(huán)節(jié),實現(xiàn)產(chǎn)品的全生命周期管理(PLM)。
⑶建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng),能充分采集制造進度、現(xiàn)場操作、質量檢驗、設備狀態(tài)等生產(chǎn)現(xiàn)場信息,并與車間制造執(zhí)行系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成和分析。
⑷建立車間制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES),實現(xiàn)計劃、排產(chǎn)、生產(chǎn)、檢驗的全過程閉環(huán)管理,并與企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)(ERP)集成。
⑸建立車間級的工業(yè)通信網(wǎng)絡,系統(tǒng)、裝備、零部件以及人員之間實現(xiàn)信息互聯(lián)互通和有效集成。
⑹建立企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)(ERP),并投入實際運行,其中供應鏈管理模塊能實現(xiàn)采購、外協(xié)、物流的管理與優(yōu)化。利用云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術,在保障信息安全的前提下,實現(xiàn)經(jīng)營、管理和決策的智能優(yōu)化。
沖壓企業(yè)開展“智能制造”工作的重要條件為:⑴企業(yè)法人高度重視,并任項目總負責人,便于順利推進;⑵企業(yè)綜合管理水平處于行業(yè)較先進水平;⑶已經(jīng)在局部應用ERP系統(tǒng);⑷擁有熟悉ERP、了解PLM、MES等系統(tǒng)的IT團隊。
務實的開展“智能制造”工作
首先企業(yè)與軟硬件系統(tǒng)供應商共同組成一個專門小組,在充分調研企業(yè)的管理、生產(chǎn)、技術、設備、信息化、人員素質、企業(yè)文化等現(xiàn)狀的基礎上,按照”國家工信部智能制造示范工程具體要求”,結合本企業(yè)水平制定一個可行的“智能制造”整體工廠規(guī)劃,同時再根據(jù)企業(yè)自身的管理資源情況,制定可持續(xù)的、培養(yǎng)式的信息化、自動化等方面的實施方案,推進應遵循總體規(guī)劃、分布實施、不斷深化、持續(xù)改善的原則與思路。
一般較好的企業(yè)已經(jīng)實施ERP信息化管理近十年,采購、銷售、發(fā)票等模塊運行已相當穩(wěn)定,在原有供應鏈與財務模塊的基礎上,都希望增加生產(chǎn)制造執(zhí)行的管理,來加強對車間現(xiàn)場的生產(chǎn)執(zhí)行管控,梳理改善企業(yè)各部門的業(yè)務流程,實施規(guī)范化的管理體系運行機制,提高工作效率。同時加強車間作業(yè)的自動化程度,減少直接人工操作,降低生產(chǎn)成本,增加企業(yè)的核心競爭力。
目前沖壓企業(yè)普遍存在的問題:
⑴生產(chǎn)現(xiàn)場的信息化與自動化程度不高。
⑵產(chǎn)品沒有進行批次管理,無法實現(xiàn)品質追溯,也無法快速反映各批半成品的在制情況。
⑶車間半成品流轉時大多沒有規(guī)范的標簽進行標識,產(chǎn)品名稱、后接工序與裝箱數(shù)量等信息依靠人工記憶。
⑷目前上線的ERP系統(tǒng),雖然有生產(chǎn)執(zhí)行部分,但因軟件及操作問題等原因,沒有正常運行。
⑸生產(chǎn)不連貫,因為每道工序效率的不同,經(jīng)常出現(xiàn)半成品的堆積。在多道工序連續(xù)生產(chǎn)時,半成品裝箱擺放凌亂。
對于企業(yè)的新車間項目,可以按照國家“智能制造”標準進行策劃和實施,相對于現(xiàn)有企業(yè)“智能制造”改造和升級而言,更為容易實施。
現(xiàn)有企業(yè)實施“智能制造”可從體系建設和現(xiàn)場精益管理入手,同時引入全員創(chuàng)新機制建設,在此基礎上,開展制造工藝改善和生產(chǎn)設備自動化改造,為信息化改善的數(shù)據(jù)采集打下堅實基礎,而ERP、PLM、MES、OA系統(tǒng)的全面實施,也將促進企業(yè)管理及智能制造系統(tǒng)改造的進一步完善,如圖1所示。
圖1 企業(yè)實施“智能制造”系統(tǒng)工程的三個階段圖
管理改善
⑴體系建設管理改善。
主要是業(yè)務流程梳理,以及ISO/TS管理體系的落實程度。
1)基于企業(yè)戰(zhàn)略目標建立企業(yè)整體流程框架和流程清單。
2)關鍵流程梳理和制定,包括工藝數(shù)據(jù)維護流程、批次管理流程、計劃管理流程、質量管理流程等。
3)輸出流程的標準化工作指南。
4)現(xiàn)有ISO9000\ISO14000\ISO18000及TS16949標準體系材料收集分析、整合優(yōu)化。
5)統(tǒng)一管控,包括存放、發(fā)布、更新等。
⑵現(xiàn)場精益管理改善。
精益管理在現(xiàn)場改善、高度標準化、安全生產(chǎn)、降低成本、準時交貨以及塑造企業(yè)形象并創(chuàng)造舒適的工作環(huán)境等方面可以發(fā)揮巨大作用,精益管理的基礎內(nèi)容是整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng),但大多數(shù)沖壓企業(yè)不能持之以恒按標準執(zhí)行,直至養(yǎng)成自覺的習慣,目前針對沖壓企業(yè)主要是加強車間現(xiàn)場對半成品擺放位置與工作點的可視化管理,打造整潔規(guī)范的生產(chǎn)現(xiàn)場;通過推行精益管理,在企業(yè)內(nèi)部養(yǎng)成遵守標準的習慣,養(yǎng)成嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度,使得各項作業(yè)均按標準要求運行,結果符合計劃的安排,并使產(chǎn)品在衛(wèi)生狀況良好的環(huán)境下完成、保管直至交付客戶,質量得以穩(wěn)定;同時企業(yè)具有一支良好素養(yǎng)的員工隊伍,常常更能博到客戶的信賴。
⑶全員創(chuàng)新體制建設。
推動企業(yè)全員創(chuàng)新的平臺建設,基于全員改進/創(chuàng)新方法,建設企業(yè)創(chuàng)新機制,推進全員崗位創(chuàng)新工作深入持久地展開,增強內(nèi)部活力,不斷增強職工的創(chuàng)新意識,提高企業(yè)的創(chuàng)新能力。
全員創(chuàng)新平臺建設主要按以下幾點進行:
1)創(chuàng)新理念介紹,提高人員士氣,懂得從下向上提出改善建議的益處。
2)活動方法介紹,學習利用科學手法,運用到實際的工作中,達到改善效果。
3)組織體系搭建,組織機構成立,從上向下推動全員創(chuàng)新改善活動。
4)流程體系搭建,建立活動體系流程,讓整個活動更加規(guī)范順暢。
5)網(wǎng)絡平臺建設,利用互聯(lián)網(wǎng)平臺建設,將信息集成化,統(tǒng)一平臺管理。
生產(chǎn)自動化改善
⑴制造工藝的改善。
主要提高模具設計制造的能力與標準,以適應產(chǎn)品的規(guī)模化、批量化生產(chǎn);規(guī)范生產(chǎn)過程中工藝、質量控制的一個或一套文件,包括規(guī)定生產(chǎn)所用原料的質量、數(shù)量及生產(chǎn)工藝說明、注意事項等,制造工藝的改善最大限度消除生產(chǎn)現(xiàn)場的各種浪費現(xiàn)象,建立同步生產(chǎn)的流程型生產(chǎn)線,以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率,減少生產(chǎn)成本,降低工人的勞動強度,減少或消除在制品庫存,縮短生產(chǎn)周期,適時完成訂單生產(chǎn),為設備自動化改造打下良好的基礎。
⑵生產(chǎn)設備自動化改造。
具備穩(wěn)定的產(chǎn)品設計和多種加工工藝能力、擁有較高的產(chǎn)品需求量以及較長的產(chǎn)品壽命需求的企業(yè)可根據(jù)自身的生產(chǎn)工藝、裝備水平等因素定制幾種能適應產(chǎn)品種類變更、具有多自由度運動功能的柔性沖壓自動化設備,它能取代人工在各個工位上進行物料沖壓、搬運、上下料等工作,節(jié)約人力勞動成本,提高人工及設備的安全性,保證了產(chǎn)品產(chǎn)能、質量、工藝的穩(wěn)定性。
信息化改善
⑴PDM系統(tǒng)提升為PLM系統(tǒng)管理。
納入所有文檔管理,包括產(chǎn)品設計、生產(chǎn)工藝、模具制造、質量管理等,使工作流程規(guī)范化。把PDM擴展到模塊化的PLM平臺,各模塊基于統(tǒng)一業(yè)務模型架構,統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫,統(tǒng)一基礎組件,整合現(xiàn)有的平臺,以達到支持智能研發(fā)的協(xié)同管理,進行貫穿產(chǎn)品的整個生產(chǎn)制造全過程的管理,提高現(xiàn)場數(shù)量、質量管理的精準度,滿足客戶對品質追溯的管理要求。
⑵生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES的實施。
優(yōu)化整個車間制造過程,實時收集生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù),并作出相應的分析和處理。通過計劃層和控制層的信息交互,以及企業(yè)的連續(xù)信息流來實現(xiàn)企業(yè)信息全集成。及時報警提示生產(chǎn)異常,并給出處理指導,加強車間現(xiàn)場生產(chǎn)、質量等方面的系統(tǒng)管理,提高信息化程度;增加車間的搬運機械手生產(chǎn),提高自動化程度;實現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)送生產(chǎn)指令到機臺,操作工領取生產(chǎn)任務,開始生產(chǎn)后系統(tǒng)自動記錄加工數(shù)量、開始及結束時間;規(guī)范生產(chǎn)流程與半成品周轉擺放原則,減少半成品的積壓,改善現(xiàn)場物流的周轉;在信息化與自動化的結合下,打造一個可展示的智能制造現(xiàn)場。
⑶企業(yè)ERP的進一步實施,提高企業(yè)信息化管控水平。
PLM及MES系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)使ERP系統(tǒng)的功能進一步完善,以這三大系統(tǒng)為主融合而建立的大數(shù)據(jù)庫對庫存、物流配送等物資狀態(tài)的數(shù)據(jù)收集及分析使物流周轉更加標準化,也使企業(yè)的財務管理更加透明化,這不僅優(yōu)化了企業(yè)的管理流程,也徹底解決了信息孤島達到數(shù)據(jù)資源共享,為高層管理人員提供及時、準確的決策數(shù)據(jù),便于實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營管理的全過程控制。
⑷OA管理系統(tǒng)的實施。
對以事務處理為基本功能的辦公自動化系統(tǒng)的應用,企業(yè)必須對自身的管理問題有深刻的認識,對OA系統(tǒng)有明確而具體的實施需求,對系統(tǒng)二次開發(fā)予以重視,這是該系統(tǒng)實施成功的前提。在實施過程中,可以通過整合業(yè)務流程,加強業(yè)務管控、降低運營風險;通過運用多種溝通方式打通信息通道;在整個框架內(nèi),通過績效評價保證目標的有效性,這都需要決策層、管理層、執(zhí)行層共同為之努力,以實現(xiàn)對企業(yè)各級層工作安排及進展情況的有效跟蹤,對工作匯報進行有效的資源調度,積極敦促企業(yè)目標的落實,最終實現(xiàn)縮短管理時間周期,間接提高企業(yè)的有效產(chǎn)出,改善企業(yè)的盈利能力。
結束語
在現(xiàn)有工廠進行“智能制造”升級改造是一項艱巨、復雜的系統(tǒng)工程,它涉及方方面面的利益及習慣,尤其開始實施階段阻力非常之大,這也是筆者提出企業(yè)法人要親自掛帥的原因。未來5~10年行業(yè)領軍企業(yè)一定會共享相關數(shù)據(jù),并能夠看到上下游終端信息。無法共享信息的企業(yè)由于缺乏對全球相關資源情況、市場發(fā)展趨勢、企業(yè)運行狀況等諸多方面的掌握,而無法成為核心供應商,甚至無法進入產(chǎn)業(yè)鏈,最終定會被淘汰。
智能制造是一個全新時代,它將徹底顛覆沖壓企業(yè)的運營模式和管理體系,同時移動互聯(lián)網(wǎng)的融入將成為沖壓行業(yè)新一輪發(fā)展的制高點,而這一切才剛剛開始。