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安全標準安全
軟件名稱數字化車間
數字化車間”,是企業(yè)已經熟悉和常用的基本術語,其中“數字化”的內涵包括但是并不限于數字化本身,而是將數字化、網絡化要素集成為一體并在內涵上有所擴大的“數字化”概念,其基本含義與德國工業(yè)4.0中的“Smart(智巧)”相對應,與中國工程院提出“數字化網絡化”的智能制造第二范式相對應。本文以下凡是提及“數字化車間”之處,皆采用該術語內涵。

殊途同歸,精益智能共促企業(yè)良性發(fā)展
雖然精益生產與智能制造是兩個領域的概念,側重點也不盡相同,精益生產主要是強調了生產過程中的管理理念與實現方法,智能制造更側重技術實現,但兩者是相輔相成的關系。
從生產過程來看,精益生產中的很多理念,如生產布局、節(jié)拍、后工序拉動、標準作業(yè)等,是實施智能制造的基礎??焖偾袚Q、減少浪費、可視化生產、均衡化生產、準時化生產、工序流動化等理念,也是智能制造要實現的過程目標。同樣,智能制造中的設備互聯互通、排產、過程協同、資源精益化管控、質量過程管控、大數據分析、可視化、預測性維護等方法與手段,都有助于促進精益生產的落地與提升。
從實現的目標來看,智能制造與精益生產也是殊途同歸,實現敏捷、、高質、低成本的生產與服務模式是兩者的共同目標。

精益生產,智能制造的重要思想
精益生產是管理學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建的重要思想之一。
在此,筆者總結出五條可以智能制造建設的精益思想原則。
① 關注客戶價值
精益生產強調,流程中所有環(huán)節(jié)的輸入與輸出都應當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)內部,以客戶需求來定義自己的產品與服務。如果系統不能滿足客戶對高質、、低成本、高滿意度的要求,即便是設備或技術非常,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之前,應當對流程中各種浪費進行梳理與改善。精益生產中將制造過多過早、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
精益生產強調價值流的快速流動,包括物理布局工藝流程化,信息傳遞自動化,以及人、產線設備、倉儲物流之間協同化。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與調度帶來了更大復雜度。
在系統整體運轉的過程中,盡可能多地消除停滯和等待,需要將人、產線設備、倉儲物流之間的相互協作機制、信息傳遞機制、防錯與糾錯機制,在統一的系統框架內進行設計與建設。
④ 高度柔性與適應性
精益生產的柔性是指通過快速切換(SMED)的實施與改善,實現產線在生產不同型號、不同配置,甚至是不同種類產品時,可以根據需要進行快速切換。
在小品種多批量、客戶需求千變萬化的今天,智能制造建設也必須要考慮產線柔性與適應性等問題,否則就可能造成大量投資的浪費。
⑤ 盡善盡美原則
精益生產中標準作業(yè)、自工序完結、良品條件創(chuàng)建與維持、質量內建、安燈控制、防錯與糾錯機制、變化點管理、全員生產性維持(TPM)等術語之下,都有一套品質維持的理念、原則與方法,這些原則和方法同樣可以智能制造的建設。
比如,上下工序之間,設備與零件部之間都需要建立全數良品的加工條件與標準,當條件發(fā)生偏離時,應當向相關人員發(fā)出異常提醒,甚至停止生產。如果智能制造系統缺少這樣的機制,自動化程度越高,損失往往越大。

智能制造,精益生產的有效使能手段
經過幾十年的發(fā)展,精益生產已經成為制造業(yè)的重要思想。在技術快速進步的今天,智能制造又可以很好地促進精益生產的落地與進一步發(fā)展。
傳統精益生產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。
而智能制造以數字化、網絡化、智能化等新技術、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,除了傳統的精益手法,通過設備物聯網系統采集設備稼動率、待機原因等,能夠準確地識別出設備利用等方面的浪費;通過MES系統對物料、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排產優(yōu)化生產計劃,可以減少人員與設備等待的浪費等等。
實現流的生產、均衡化生產是個不斷改善的過程,但在離散制造車間,生產設備動輒上百臺、工序上千上萬項,如何保證這些工序在不同設備上生產的均衡化、流動化?如果只靠人的經驗很難實現這種生產方式,很容易造成設備忙閑不均,造成工序的等待或停滯。通過APS排產以及生產過程協同管理等信息化手段,就可以有效解決這些問題,有助于實現產品“流”的生產及生產的均衡化。
品質改善的目的是確保輸出產品品質一致。但由于生產條件各種變化,比如設備故障、熱處理溫度、磨損等,都可能導致產品質量不穩(wěn)定。通過設備狀態(tài)、工藝參數、磨損等的實時,就可以快速發(fā)現問題,保證生產過程的受控,有效地提升產品品質。
作為重要的使能手段,智能制造不僅可以有助于精益生產的落地,還可以促進精益生產的進一步發(fā)展。
看板(Kanban)是精益生產中傳遞信號與控制生產的工具,分傳送看板和生產看板兩種。傳統的看板大多以卡片、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,這些數據可以通過MES等信息化系統在電子屏等數字化終端上實時顯示,具有更強的實時性與自動性。
知識內建與管理也是精益生產中的重要理念。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方式,存在學習時間長、可復制性差等缺點。通過數字化、網絡化、智能化等智能制造新技術、新手段,可以將知識體現在流程與系統中,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管理方法與實現手段總結于上世紀八十年代,帶有明顯的時代特征。但事實上,如果現在重新去研究今天的豐田汽車,就會發(fā)現其實現方式已經發(fā)生了巨大的改變,體現了自動化、數字化、網絡化、智能化等很多技術成果。因此,精益生產的理念與手段也應該隨著智能制造的發(fā)展而發(fā)展。
效益驅動,落地為王
在數字化車間建設中,既要符合智能制造的理念,有一定的性、前瞻性,又要本著務實落地原則。要汲取當年CIMS的經驗與教訓,不要過于理想化,不要過多強調自感知、自決策、自執(zhí)行、自組織、自學習等所謂高大上技術,企業(yè)不是研究機構,應該以創(chuàng)造效益為根本目的。
根據“二八原則”,解決80%的問題,通常只會耗費20%的成本,而剩下的20%卻需要高昂的成本。以前,產品更新換代慢,往往很多年重復生產同一款產品,而現在市場變化快速,為了適應日新月異的市場變化和個性化需求,即將建設的系統很可能過幾年就需要更新和調整。系統滿足當前需求并有一定的前瞻性即可,不要過分復雜、不要過于強調性,否則,沉重的投資會給企業(yè)帶來很大的經濟負擔。
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