很多人认为,大量采购和引入数字化设备是建设好数字化车间的前提。这是一个很大的误解:数字化设备与数字化车间之间既非必要条件,也非充分条件。即便车间中全是数字化设备,如果没有实现设备的互联互通,没有实现生产过程的数字化管理,数据没有实现真正的有序流动,也不能称之为数字化车间。相反,即便车间里的设备不全是数字化设备,但经过“三哑改造”,设备被接入信息化系统,生产过程实现数字化、网络化与智能化(如智能排产、决策支持分析等),对生产计划、生产资源、生产进度与产品质量等数据在信息化系统中进行有效管理,并可以根据生产需要进行有序流动,也可算是数字化车间。比如,在服装加工等劳动密集型企业都可以通过数字化、网络化改造实现车间的数字化管理。
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数字化车间是基于生产设备、生产设施等硬件设施,以降本提质增效、快速响应市场为目的,在对工艺设计、生产组织、过程控制等环节优化管理的基础上,通过数字化、网络化、智能化等手段,在计算机虚拟环境中,对人、机、料、法、环、测等生产资源与生产过程进行设计、管理、仿真、优化与可视化等工作,以信息数字化及数据流动为主要特征,对生产资源、生产设备、生产设施以及生产过程进行精细、、敏捷、地管理与控制。数字化车间是智能车间的步,也是智能制造的重要基础。
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精益生产,智能制造的重要思想
精益生产是管理学史上重要的实践成果之一,深刻地影响着汽车工业,乃至全球制造业。精益生产基本思想和追求的管理目标,并没有随着智能制造的发展而落伍,恰恰相反,精益思想是企业进行智能制造体系构建的重要思想之一。
在此,笔者总结出五条可以智能制造建设的精益思想原则。
① 关注客户价值
精益生产强调,流程中所有环节的输入与输出都应当用客户价值这个标尺去衡量。在前端要打通客户真实需求之间的接口,在企业内部,以客户需求来定义自己的产品与服务。如果系统不能满足客户对高质、、低成本、高满意度的要求,即便是设备或技术非常,也不能算是一个成功的智能制造项目。
② 识别并消除浪费
企业在实施智能制造系统之前,应当对流程中各种浪费进行梳理与改善。精益生产中将制造过多过早、库存、搬运、等待、不必要的作业、不必要的动作以及不良品流窜这七种形式,归纳为浪费,这浪费是企业生产效率不高、盈利能力不足的根源,需要不断进行完善与消除。如果这些问题没解决,就直接实施智能制造,很可能是用系统的方式把浪费固化下来,既丧失了改善的机会,又增加了不必要的投入。
比如,没有对库存过多的浪费进行改善,就投入大量财力物力去建设智能化的立体仓库;没有对动作浪费进行改善,就引进机器人或机械臂去从事这些本属于浪费的动作,这些都造成了很大的浪费。
③ 价值的快速流动
精益生产强调价值流的快速流动,包括物理布局工艺流程化,信息传递自动化,以及人、产线设备、仓储物流之间协同化。如果在物理布局上有大量断点存在,就会给智能制造的排产与调度带来了更大复杂度。
在系统整体运转的过程中,尽可能多地消除停滞和等待,需要将人、产线设备、仓储物流之间的相互协作机制、信息传递机制、防错与纠错机制,在统一的系统框架内进行设计与建设。
④ 高度柔性与适应性
精益生产的柔性是指通过快速切换(SMED)的实施与改善,实现产线在生产不同型号、不同配置,甚至是不同种类产品时,可以根据需要进行快速切换。
在小品种多批量、客户需求千变万化的今天,智能制造建设也必须要考虑产线柔性与适应性等问题,否则就可能造成大量投资的浪费。
⑤ 尽善尽美原则
精益生产中标准作业、自工序完结、良品条件创建与维持、质量内建、安灯控制、防错与纠错机制、变化点管理、全员生产性维持(TPM)等术语之下,都有一套品质维持的理念、原则与方法,这些原则和方法同样可以智能制造的建设。
比如,上下工序之间,设备与零件部之间都需要建立全数良品的加工条件与标准,当条件发生偏离时,应当向相关人员发出异常提醒,甚至停止生产。如果智能制造系统缺少这样的机制,自动化程度越高,损失往往越大。
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数字化车间”,是企业已经熟悉和常用的基本术语,其中“数字化”的内涵包括但是并不限于数字化本身,而是将数字化、网络化要素集成为一体并在内涵上有所扩大的“数字化”概念,其基本含义与德国工业4.0中的“Smart(智巧)”相对应,与中国工程院提出“数字化网络化”的智能制造第二范式相对应。本文以下凡是提及“数字化车间”之处,皆采用该术语内涵。
数字化车间系统选型原则
目前市场上号称能做数字化车间或MES系统的公司有很多,良莠不齐。企业在系统选型时应从以下几个方面进行考虑:
1)完整性。很多系统只是停留在生产、库房、质量等部分模块上,不能够对车间进行的管理,这类系统不能称之为真正意义上的数字化车间或MES系统。
2)性。制造企业需要的是一套理念及技术的系统,排产、数据自动采集、协同制造等都是数字化车间的核心功能,虽有很大的技术难度,但只有真正突破这些技术瓶颈,才能支撑起智能制造的发展需要,才能程度地发挥车间的生产潜能,而不仅仅满足于台账的电子化或者简单的看板管理。
3)成熟性。系统应该是有行业成功案例的成熟产品,并具有良好的灵活性和扩展性。是平台化产品,便于根据企业实际情况进行快速定制开发与系统部署,减少企业的实施风险。
4)性。数字化车间系统具有非常明显的行业背景,除了分为流程、离散两个大类之外,即便是同为离散行业,也分机械加工、电子组装、服装加工等很多类型的行业。用户要根据自己的行业特点、具体需求来选择的系统。比如,有的系统即便在太阳能领域很成功,但可能没做过行业,甚至机械加工都没做过,面对多品种、小批量的等行业,这类系统就很难成功。
5)技术团队。数字化车间系统需要团队进行二次开发与实施,需要周到、及时、的服务,制造企业需要对供应商进行公司实力、服务能力、典型客户等多方面的考察,确保项目的成功率及将来可持续性的服务。
6)选型人员组成要合理。采用“IT为主导,用户为主体”的方式,IT部门组织交流、调研等活动,并从IT技术方面进行把关;而精通生产管理的使用部门则从功能上、使用方便性等方面进行确认,相互配合,共同完成选型工作。否则,纵然是IT部精挑细选回来的软件,使用部门感觉不好用,不愿意配合使用,这样的系统,即便是架构再好,集成性再好,终还是避免不了失败的结局。
7)易用性。系统使用界面友好,操作简单,易学易用,确保车间工人能掌握。
8)性价比高。在满足使用要求前提下,还要做到价格合理、功能实用,降低企业购置成本。
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