公司名稱天津邁訊科智能技術(shù)有限公司
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軟件名稱數(shù)字化車間
該精益屋以自動化設(shè)備、信息化系統(tǒng)為基礎(chǔ),以精益思想為主線,以自働化、智能化(含數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化)為新時代的支柱,基于5S、生產(chǎn)布局、標準作業(yè)、設(shè)備TPM等傳統(tǒng)精益理念,在設(shè)備互聯(lián)互通、計劃排產(chǎn)、大數(shù)據(jù)分析等數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化手段的支撐下,實現(xiàn)自動化、智能化、精益化三者的深度融合,并通過智能化手段更好地促進生產(chǎn)過程的均衡化、柔性化、準時化以及實現(xiàn)消除浪費與持續(xù)改進,從而確保企業(yè)的質(zhì)量、成本、交期,構(gòu)建一個客戶滿意、員工滿意、社會滿意、充滿活力與競爭力的智能化、精益化企業(yè)。
精益生產(chǎn),智能制造的重要思想
精益生產(chǎn)是管理學(xué)史上重要的實踐成果之一,深刻地影響著汽車工業(yè),乃至全球制造業(yè)。精益生產(chǎn)基本思想和追求的管理目標,并沒有隨著智能制造的發(fā)展而落伍,恰恰相反,精益思想是企業(yè)進行智能制造體系構(gòu)建的重要思想之一。
在此,筆者總結(jié)出五條可以智能制造建設(shè)的精益思想原則。
① 關(guān)注客戶價值
精益生產(chǎn)強調(diào),流程中所有環(huán)節(jié)的輸入與輸出都應(yīng)當(dāng)用客戶價值這個標尺去衡量。在前端要打通客戶真實需求之間的接口,在企業(yè)內(nèi)部,以客戶需求來定義自己的產(chǎn)品與服務(wù)。如果系統(tǒng)不能滿足客戶對高質(zhì)、、低成本、高滿意度的要求,即便是設(shè)備或技術(shù)非常,也不能算是一個成功的智能制造項目。
② 識別并消除浪費
企業(yè)在實施智能制造系統(tǒng)之前,應(yīng)當(dāng)對流程中各種浪費進行梳理與改善。精益生產(chǎn)中將制造過多過早、庫存、搬運、等待、不必要的作業(yè)、不必要的動作以及不良品流竄這七種形式,歸納為浪費,這浪費是企業(yè)生產(chǎn)效率不高、盈利能力不足的根源,需要不斷進行完善與消除。如果這些問題沒解決,就直接實施智能制造,很可能是用系統(tǒng)的方式把浪費固化下來,既喪失了改善的機會,又增加了不必要的投入。
比如,沒有對庫存過多的浪費進行改善,就投入大量財力物力去建設(shè)智能化的立體倉庫;沒有對動作浪費進行改善,就引進機器人或機械臂去從事這些本屬于浪費的動作,這些都造成了很大的浪費。
③ 價值的快速流動
精益生產(chǎn)強調(diào)價值流的快速流動,包括物理布局工藝流程化,信息傳遞自動化,以及人、產(chǎn)線設(shè)備、倉儲物流之間協(xié)同化。如果在物理布局上有大量斷點存在,就會給智能制造的排產(chǎn)與調(diào)度帶來了更大復(fù)雜度。
在系統(tǒng)整體運轉(zhuǎn)的過程中,盡可能多地消除停滯和等待,需要將人、產(chǎn)線設(shè)備、倉儲物流之間的相互協(xié)作機制、信息傳遞機制、防錯與糾錯機制,在統(tǒng)一的系統(tǒng)框架內(nèi)進行設(shè)計與建設(shè)。
④ 高度柔性與適應(yīng)性
精益生產(chǎn)的柔性是指通過快速切換(SMED)的實施與改善,實現(xiàn)產(chǎn)線在生產(chǎn)不同型號、不同配置,甚至是不同種類產(chǎn)品時,可以根據(jù)需要進行快速切換。
在小品種多批量、客戶需求千變?nèi)f化的今天,智能制造建設(shè)也必須要考慮產(chǎn)線柔性與適應(yīng)性等問題,否則就可能造成大量投資的浪費。
⑤ 盡善盡美原則
精益生產(chǎn)中標準作業(yè)、自工序完結(jié)、良品條件創(chuàng)建與維持、質(zhì)量內(nèi)建、安燈控制、防錯與糾錯機制、變化點管理、全員生產(chǎn)性維持(TPM)等術(shù)語之下,都有一套品質(zhì)維持的理念、原則與方法,這些原則和方法同樣可以智能制造的建設(shè)。
比如,上下工序之間,設(shè)備與零件部之間都需要建立全數(shù)良品的加工條件與標準,當(dāng)條件發(fā)生偏離時,應(yīng)當(dāng)向相關(guān)人員發(fā)出異常提醒,甚至停止生產(chǎn)。如果智能制造系統(tǒng)缺少這樣的機制,自動化程度越高,損失往往越大。
數(shù)字化車間”,是企業(yè)已經(jīng)熟悉和常用的基本術(shù)語,其中“數(shù)字化”的內(nèi)涵包括但是并不限于數(shù)字化本身,而是將數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化要素集成為一體并在內(nèi)涵上有所擴大的“數(shù)字化”概念,其基本含義與德國工業(yè)4.0中的“Smart(智巧)”相對應(yīng),與中國工程院提出“數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化”的智能制造第二范式相對應(yīng)。本文以下凡是提及“數(shù)字化車間”之處,皆采用該術(shù)語內(nèi)涵。
智能制造,精益生產(chǎn)的有效使能手段
經(jīng)過幾十年的發(fā)展,精益生產(chǎn)已經(jīng)成為制造業(yè)的重要思想。在技術(shù)快速進步的今天,智能制造又可以很好地促進精益生產(chǎn)的落地與進一步發(fā)展。
傳統(tǒng)精益生產(chǎn)目視管理有很多很有效的手段和方法,比如5S管理、安燈、標準作業(yè)三票、可視化看板等方法。這些方法可以直觀地提示發(fā)生問題的區(qū)域、工位、或是機臺、材料等信息,但是要深究問題的根本原因還需要大量的觀察與分析,當(dāng)變異的條件發(fā)生變化時,會給分析帶來很多困難。
而智能制造以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等新技術(shù)、新手段就可以較容易地解決這些問題。比如:
識別浪費是精益改善的重要組成部分,除了傳統(tǒng)的精益手法,通過設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)采集設(shè)備稼動率、待機原因等,能夠準確地識別出設(shè)備利用等方面的浪費;通過MES系統(tǒng)對物料、工具等進行精益化庫存管理,可以明顯地減少庫存的浪費;通過APS排產(chǎn)優(yōu)化生產(chǎn)計劃,可以減少人員與設(shè)備等待的浪費等等。
實現(xiàn)流的生產(chǎn)、均衡化生產(chǎn)是個不斷改善的過程,但在離散制造車間,生產(chǎn)設(shè)備動輒上百臺、工序上千上萬項,如何保證這些工序在不同設(shè)備上生產(chǎn)的均衡化、流動化?如果只靠人的經(jīng)驗很難實現(xiàn)這種生產(chǎn)方式,很容易造成設(shè)備忙閑不均,造成工序的等待或停滯。通過APS排產(chǎn)以及生產(chǎn)過程協(xié)同管理等信息化手段,就可以有效解決這些問題,有助于實現(xiàn)產(chǎn)品“流”的生產(chǎn)及生產(chǎn)的均衡化。
品質(zhì)改善的目的是確保輸出產(chǎn)品品質(zhì)一致。但由于生產(chǎn)條件各種變化,比如設(shè)備故障、熱處理溫度、磨損等,都可能導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。通過設(shè)備狀態(tài)、工藝參數(shù)、磨損等的實時,就可以快速發(fā)現(xiàn)問題,保證生產(chǎn)過程的受控,有效地提升產(chǎn)品品質(zhì)。
作為重要的使能手段,智能制造不僅可以有助于精益生產(chǎn)的落地,還可以促進精益生產(chǎn)的進一步發(fā)展。
看板(Kanban)是精益生產(chǎn)中傳遞信號與控制生產(chǎn)的工具,分傳送看板和生產(chǎn)看板兩種。傳統(tǒng)的看板大多以卡片、紙張等形式存在,通常以手動方式進行填寫。但在智能制造進程中,這些數(shù)據(jù)可以通過MES等信息化系統(tǒng)在電子屏等數(shù)字化終端上實時顯示,具有更強的實時性與自動性。
知識內(nèi)建與管理也是精益生產(chǎn)中的重要理念。在精益運行良好的企業(yè),都非常重視對知識的管理與傳承。以前主要是靠師傅言傳身教、標準作業(yè)文件與流程制度等傳統(tǒng)方式,存在學(xué)習(xí)時間長、可復(fù)制性差等缺點。通過數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等智能制造新技術(shù)、新手段,可以將知識體現(xiàn)在流程與系統(tǒng)中,隱性知識顯性化,對知識的沉淀、傳承、挖掘、使用都具有重要的促進作用。
目前,大眾所熟知的精益生產(chǎn)管理方法與實現(xiàn)手段總結(jié)于上世紀八十年代,帶有明顯的時代特征。但事實上,如果現(xiàn)在重新去研究今天的豐田汽車,就會發(fā)現(xiàn)其實現(xiàn)方式已經(jīng)發(fā)生了巨大的改變,體現(xiàn)了自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等很多技術(shù)成果。因此,精益生產(chǎn)的理念與手段也應(yīng)該隨著智能制造的發(fā)展而發(fā)展。
數(shù)字化車間實施效果
通過成功實施數(shù)字化車間系統(tǒng),企業(yè)在車間管理方面將會有質(zhì)的提升,為企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級奠定良好的基礎(chǔ)。
1) 設(shè)備互聯(lián),“啞設(shè)備”聰明起來
通過設(shè)備的互聯(lián)互通,將車間的數(shù)控機床、熱處理設(shè)備、機器人等數(shù)字化設(shè)備實現(xiàn)程序網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)遠程采集、程序集中管理、大數(shù)據(jù)分析、可視化展現(xiàn)、智能化決策支持,將設(shè)備由以前的單機工作模式,升級為數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的管理模式。
2) 協(xié)同生產(chǎn),讓設(shè)備地運轉(zhuǎn)
通過系統(tǒng)中的計劃、排產(chǎn)、派工、物料、質(zhì)量、決策等模塊,以信息化系統(tǒng)為手段,實現(xiàn)各種信息的共享與協(xié)同,做到車間層面化計劃、精益化生產(chǎn)、可視化展現(xiàn)、精細化管理,將以前串行生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿械膮f(xié)同生產(chǎn)模式,實現(xiàn)“一個流”的生產(chǎn),工件轉(zhuǎn)移到設(shè)備前,加工程序等技術(shù)文檔、工裝夾具等生產(chǎn)資源已經(jīng)全部準備就緒,大大減少設(shè)備的各種等待時間,可明顯提升設(shè)備生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,提高客戶滿意度。
3) 虛實融合,數(shù)據(jù)在流動中增值
改變傳統(tǒng)的制造模式,做到虛擬世界與物理世界深度融合,虛實映射、相互促進。車間各崗位、各設(shè)備都融于整個信息化系統(tǒng),以數(shù)據(jù)有序流動為特征,以高質(zhì)生產(chǎn)為核心,人、機、料、法、環(huán)、測各環(huán)節(jié)相互融合,基于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的管理系統(tǒng),使管理者能做到“看得見,說得清,做得對”,實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的“Smart”,即敏捷、、高質(zhì)、低成本、綠色、協(xié)同的智巧化生產(chǎn)與服務(wù)模式。
4) 智能制造,降本提質(zhì)增效是標尺
通過數(shù)字化車間建設(shè),對車間進行全面的科學(xué)管控,大幅度提升車間計劃科學(xué)性、生產(chǎn)過程協(xié)同性、生產(chǎn)設(shè)備與信息化系統(tǒng)的深度融合度,并在大數(shù)據(jù)分析與決策支持的基礎(chǔ)上進行透明化、量化管理,可對企業(yè)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本等方面有明顯改善。
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