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王爱民:工业智能的工业特点思考
来源:ENI经济和信息化网  作者: 佚名 2017-06-01 17:39:58
但是我觉得不管怎么样,智能制造是制造业未来发展的一个远景的目标,我们把他作为一盏明灯放在前面,希望他能引领我们,虽然他可能很遥远,但是我们只要方向正确的,那么企业的创新发展就会给企业创新带来新的价值。

我们整个架构是由上端的集团公司来提供产品技术,提供订单,包括售后服务由集团负责,我们负责生产自己的生产组织过程。应该说,中国的信息化,这些年谈最多的是ERP,其实MES,就是制造执行系统,是九十年代提出来的,但是在很长一段时间被中国的制造业被忽视掉了。大家把目标放在ERP上努力去做。当然那个是没有问题的,但实际上来看,对制造业来讲,如何能提高你产品的技术水平,质量水平,真正能够使生产呈现透明化。其最核心最关键的是制造执行系统,也就是MES。从12年开始上项目的时候,我们就认识到这一点。那个时候我们提出来不做ERP,ERP太宏大了,作为我们的企业来讲可能真的驾驭不了,我们自己给自己确立一个相对来讲稍微复杂的概念,叫信息化管理平台及制造执行系统。因为管理系统和现场还是有点差异,所以当时的项目就叫信息化管理平台及制造执行系统。

作为信息化管理平台,包含了生产计划,采购,物流,销售,核算等等模块。制造执行系统主要是针对车间级的。把数据和MES、IMS进行数据的交互来形成自己的一个大的MES,也就是说实际上我们的核心是在MES。我们把他去放大,来拓展到整个的信息化管理平台,形成了一个广义的MES的概念。

首先说机加工线,刚才讲到中国的机加工水平,相对来说至少中国重汽这些年来自己生产发动机来看,机加工水平至少我们来讲是弱一些。所以在曼项目上线的时候,在机加工投入了很大的一部分精力,也全套的引进了一个自动化生产线,一共是六十几台设备。当时的运气也比较不错,09年欧洲经济危机,整个线按当时的说法应该是价值在七千万欧,当时是欧元和人民币的比率是一比十的,约七亿人民币。当时欧洲经济危机,我们谈了很好的价格,就降了一千万欧元,也就是说六亿人民币就拿到了生产线,当时来讲还是很划算的。生产线之后,以往我们机加工生产线,我们把设备连好,工序排好,可以生产了,我们觉得不能像以往的生产模式,要把整个的生产用信息化管控起来。当时首先是对机加工线进行了计算机的生产监控系统的实施,刚开始,还是考虑循序渐进,哪些数据更重要一些先去做哪方面的工作。应该说做的模块不是很多,主要是生产线的实时的监控,也就是说整个的生产过程的监控,第二部分是整个的工件的跟踪,也就是毛坯件从上线第一工位,一直到有成品下线,整个的生产加工过程,全部在系统监控之下,包括他的整个的路线,包括在制的状况,在加工过程的一些数据都会记录下来,而且进入到数据库当中作为永久的保存,为以后的质量分析提供很好的数据的积累。还有相对的简单一点,就是班组的管理,生产日历的管理。

这就是我们机加工,就是现在我们系统的一个截图。

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通过截图看到整个的生产线的工艺布局,Body Line是缸体线,Head Line是缸盖线。绿色代表设备是正常运行的,黄色是待机状态,红色是有故障,黑色是未开机。也就是说管理员在办公室在电脑边前就可以很直观的看到整个的生产线的状况。

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当然这个数据不是我统计出来的,是车间,他们可能更关注可能更专著于信息化能够实施好,能够抓取准确的数据,提供管理者就可以。作为生产管理者,可能更加关注的是这个生产效率,待制品的情况,这个是他们自己提出来的。他们统计出来一些改善的数据。当然这个数据提供给我之后我也感觉很振奋,说明我们的信息化工作取得了非常显著的成效。

应该说机加工只是一个准备的过程,生产最重要还是生产装配,下面一部分主要是针对装配方面来讲。那么装配过程呢,涉及的内容很多很多,生产计划情况,物料情况,采购情况,成品管理,现场管理,我抓取几个我们认为做的还可以的点,也就是解决实际问题的几个点拿出来给各位专家汇报一下。

首先是第一个是BOM,技术部的负责人经常很自豪地说,技术是标准,技术是先行者,没有技术是没有产品的。对我们讲也是这样的,系统首先入手就是在工艺技术方面,前面讲到,产品设计是集团公司,把所有的高端技术人员都放到了集团的总部去搞产品设计是没问题的。我们是负责生产制造。但是这存在一个问题,设计与制造之间脱节,设计者可能不知道现场实际的情况。制造在过程当中确确实实包括产品设计问题,比如说干涉,质量问题,部分零部件出现了批次的质量故障,无法上线,零部件的库存问题。

举一个例子,技术人员他会不断的去创新,他想提高产品的性能。可能会发现一个新的材料或者新的零部件或者尺寸上改进一下,可能对这个产品的性能会有很大的帮助,他可能就改掉了。这个变动发到我们这儿来之后,可能前一个零部件库存有上万,一个小小的改动,库存的零部件就不能用了。而且这个不是质量问题也不能退给供应商,这就造成了一种无谓的浪费。我们就需要在保证产品质量的情况下把现库存消耗掉之后再去使用新产品。以往这样去做全部是靠人工去做的,这就是我们实际的一个数据,这是我们做生产配送的人员,他手中的excel表,可以看到有工艺差异件,有工艺缺件,有部分工艺件缺少了,我们只有人工调整。比方说出口产品,我们是军方主要供应商,生产军机,对于一些关键零部件会指定一些供应商。比如说必须用进口的,或者必须用一个相对来讲技术参数更高一点的零部件。这以往在BOM当中体现不出来,这全部要靠工业人员人工去调整。根据设计BOM过来之后找出数据来,然后再把excel和数据再进行结合,人工去做BOM的调整。这个过程原来当时的计划人员要做四个小时。

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这就是我们信息和管理平台的一个界面,红框当中是替换件维护,做了一个小小的改进,就是在系统当中,把所有的产品的这种设计,所需要调整的方面全部在替换件维护当中进行人工去维护,比如说刚才讲到的库存的消耗,我们会设定一个期限,从哪天开始,以库存消耗掉为准,只要库存消耗掉了新产品就启用,库存没消耗新产品就不启用。比如说有一些因为质量问题停用的,在系统去维护。还有一些技术上的要求,比如说发动机当中有一些需要去成对去使用的,比如说上轴瓦下轴瓦、进气门排气门,比方进气门可能有两样产品,排汽门也有两样产品,那么在BOM当中只要产品的,我知道可能很多的企业是叫产品编码,我们是叫产品图号,都是一个事,只要是产品图号对,都可以用。但是在实际的状态当中,使用一家的成对产品,对于配合更好一些,对产品质量提高更有效一些,也就进气门排气门用一家产品,上轴瓦下轴瓦用一家产品最好,原来BOM是做不到的,那么这种成对产品在替换件维护过程当中也有人工去维护,也就能够实现。这样我们的排产人员拿到生产计划之后进行配送件分解,之后就可以自动生成一个准确的一个制造BOM。

我们的实际人员提供给我的三条成效。一个是订单,我们订单单个机型,从技术评审和配送计划的作息时间,均缩短了三分之二。其实不止,刚刚讲到的计划人员去做那个计划,一天可能要四个小时,现在可能二十分钟,保守估计二十分钟。

对于我们和计划人员的作业时间缩短是最明显的成效,第二减少了因工艺路线升级,与实际装机不符而造成的物料疏漏。我们叫工艺路线,实际上也就是集团的设计BOM和数据之间有时候会出现不同步的情况,也造成一个物料疏漏。

第三部分就是降低了人为修改错误导致的制造BOM的物料错误。用计算机去实现去固化之后,这种错误基本上就大大减少,甚至可以说完全杜绝了。也就是说我们当时来讲,从设计BOM到制造BOM的转化打响声了第一炮,也在整个的集团带来了很好的反响。以往的时候,集团公司每周会开一次产销会,基本上都在集团公司开,就是因为这个BOM当时解决这个问题了,特意集团公司把产销例会放到了动力公司开,开完之后留出一段时间专门汇报制造BOM的实现的过程。应该说也给我们带来了一个很大的信心

第二部分打通供应链,实现供应商协同效应。对企业来讲,像刚才我讲到关键零部件是自己生产的,但是一台发动机大概四百多零件,自己生产只有七个零部件,也就是98%的零部件是外部采购的。因为采购的量很大,而且产品从小的垫片,一直到很大的油底壳,风扇,高压油泵,喷油器,产品门类繁多,采购的压力是很大的。采购是在我们生产例会当中永远是被批评的,因为你干好了应该的。在企业当中制造部门最牛,因为他拍桌我没什么东西了我没法生产了,采购领导总是处于被批判的角色。我们这个上MES也考虑到实际的状况,也提过概念要打通供应链,实现供应商的协同效应。因为以往采购基本上是一个月的计划,核算一个数量,给供应商发传真打电话去催,双方不断的电话联系,一个业务员可能负责很多的产品。对方的业务员其实也负责很多的厂家,双方这种交流其实是很难的。不光是自己的生产管理,涉及到供应链,包括三方物流整个的集成,是要综合去考虑的。

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首先我们是和供应商之间要协同,我们建立一个电子商务平台。大家可以看到这个界面很简单,刚刚讲到以往全部是靠电话靠传真和供应商去交流,这个没法达到实时的效果。我们就做了一个商务平平台,然后给每一个供应商一个VPN的帐号,然后通过VPN可以登录到这个平台上来,他就可以看到他们的产品在我们的三方物流库存的情况。只要我们的采购人员在我们的系统当中做了采购订单,对方也可以看到,包括到货的情况,他的货到了公司有多少,到的时间包括批次都能去看到。甚至到最后的结算,发票登记都可以从商务平台去做,也减少了对方的一些很多的工作量,真正的实现了双方的互动。同时在系统当中,也为所有的供应商提供了单据和包装标签的打印程序,这样统一标准之后打出来条码单据便于统一管理。同时,也给供应商带来很大的方便,他不用自己去考虑怎么做,所有的就按我们设定的程序甚至格式去做就可以了。

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这是我们当时做的几个方面,关键零部件会打二维码,是要单件管理的。同时每一件的包装箱,采购供应商供货包装箱会打一个条形码,右侧的小的条形码。上面会有一个标签,这是一维码标签,会包含的信息就是产品编码,批次号,数量都在这里面。同时要求供应商在每一批发货的时候打一个发货清单。发货清单上面是明细,下面有一个二维码,这个二维码就集成了这个单据的所有信息。发货清单交到我们三方物流的时候,收货人员拿着扫描枪扫一下二维码,整个的单据的信息全部的接收进来。他只需要拿着终端去核对产品就可以了。也就是说大大的缩短了物流的交接的时间。

以往特别是生产大月的时候,要的货非常非常多,物流门口会停着很多很多的大车去等着送货和接货,这个过程非常的繁忙。发货清单二维码就极大的缩短了这个物流的过程。整个的物流过程全部是以条码形式来实现的,可能企业都知道,零部件之后都会要进行质量检验的,只有极保罗的产品免检,大部分的产品需要有质量部进行质量检验合格之后才能入库。以往检验过程也很复杂,系统当中会根据每一批入的货自动生成一个质检单。每一种产品质检的方式质检的标准是不一样的,在系统当中制定好,自动生成物料的质检单之后,质检人员拿着单据就可以去检货,检货之后没问题点确定,自动放行入库,也缩短了整个的质检过程。

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然后这是订单完成情况。供应商也好,采购人员也好,都可以实时看订单的数量,到货情况,合格入库的情况,还有多少没有到库的情况,一目了然。不用去催促合作伙伴、友商去做准备工作,他自己就可以看到了,他还欠哪些货,自己就会自动的去催促加速生产。也就是说,一方面方便了采购人员的交流,另一方面对整个生产的帮助作用也大大提高了,对这个系统当中应用提出最多需求的就是采购,当时采购部长领着十几个人跟我们交流,是队伍最庞大的一个部门,希望能够多多的给他帮助。那么这个系统上线之后对他的帮助确实非常大,到现在他还不断的给我们提一些新的需求,能够提高他采购的效率。

产品进来了,下一步就是物流,一个是保管,一个是怎么送到生产线。放到仓库里还是没办法对生产进行真正的应用,只有送到生产线边了,才是真正的完成任务了。

作为物流来讲可能更关注两个方面的内容。一个是时间,一个是数量。时间当天生产的序列,当然最理想的方式是当这个批次发动机将要生产的时候,零部件正好放到线边了,这是最理想的状态,但是这个真的很难,但是还是要去做,当天的生产序列,包括和生产节拍,工序,包括还有一些问题,比如说有一些产品件是否提前去清洗,还有一些零部件因为发动机的装配比较严密,要提前去恒温,也就是说必须和生产线保持同样的温度,才能保证这个产品的间隙是一个合理的间隙,才能保证产品质量。如果温度很高的时候或者温度很低的时候,装配都不能保证质量。这都是需要系统去考虑的。还有数量,有一些是否有装机的限定,一但出现限定了,那么需要去配送指定的供应商,还有需求数量库存数量,线边的情况,以往的时候没有去计算线边,只能每个月底去盘点去退货。现在计算线边后大大减少了线边的节余。这些综合因素全部考虑进来,才能够实现真正的协同精准物流。

这是当时物流的几个原则。分时,每天分几个时段,分时段去配送;第二是拆箱,当生产线不能放下全部物料时,按货架满排量和生产节拍自动拆箱;还有一些情况是什么呢?比如说一箱产品是五十件,今天需要48件,最理想的是我拿出两件来把他送到线边,但是作为包装来讲可能有的时候你拆了包装之后这个零部件的质量就无法保证了,那就只能需整箱配送。这些原则不是通用的原则,而是四百多种件去分类,哪一种是什么情况,是需要恒温的,是需要清洗的,是需要满箱的,是可以拆箱的,都需要去计算。可以说基础工作,是做了很大很大的工作,占据了很大的工作量。当然还有最后一个因素,就是要考虑线边的结存。把线边前一个生产序列节余的产品应用上,这样能够充分利用产品,减少线边的库存的物流的通道,能够更加的通畅。整个的配送过程刚才讲到,采购送到我们物流的时候会有条码,这是外部的。那么内部的交流,通过我们三方物流送到我们生产缓冲区,从生产缓冲区送到线边缓冲区,一直到产品下线,整个过程,我们全部实现了条码化。一个是简化了实际工作人员的压力,另一方面通过条码的方式,数据更加的准确。

刚才讲到了物料送到线边了,那么下面就是生产现场的情况了。其实真正MES狭义的概念更多的是针对生产现场的,当然现在把他概念放大了,做了很多的和ERP的结合的概念。现场管理其实最重要的一点就是数据的采集。设备都很先进,控制系统积累了大量的数据,但是只是在单机当中储存着,要把他拿出来,像扭矩,压力,角度,位移这些数据,都要从PLC里控制系统里取出来和零部件进行结合。这样这一台发动机他所有的技术参数才能够在质量档案当中储存下来,才能够用于未来质量追溯,未来产品的分析。

现场MES每台发动机到这儿之后系统会自动的提供装机的指示。生产线是比较复杂的,各线的情况不太一样,装配线就在每一台发动机的托盘下安装一个码块。发动机到了之后在每一个工位底下会安装一个读写头,会读取码块的信息,一旦出现错漏装系统就会自动报警。如果操作者拿着一个错误的产品扫描装配的时候系统会自动报警,这样防止了大量的错漏装的情况。

下面这个是中间大齿轮的工位。这个是自动拧紧机,记录了拧紧的数据,我们也把他读取出来,而且还有一点就是,我们会在系统当中设定上下限,就是一旦他的扭矩超限了,系统就报警。这样从源头上保证了产品质量,这不仅仅是源头追溯了,而是在源头上去保证了装配的数据的准确性。这是一台发动机的质量档案,这是很少一部分,就装配零部件的一些信息,可能还有大量的,每台发动机我们会记录110条拧紧数据,而且现在还在不断的增加。随着现场自动化程度的提高,或者对于质量要求的不断提高,我们会不断的把一些原来人工拧紧的工位,改成自动拧紧。改了之后就要把数据取回来,来丰富质量档案,便于未来的质量追溯和质量分析。质量提升就是通过质量档案中记录的大量数据的科学的分析之后才找到问题点,找到提升的点,再去不断的改进。也就是质量档案不仅仅是用于追溯了,而是用于质量的提升了。以往的生产可能相对简单一些,现在对于管理来讲,提出来很高的要求,对生产过程的监控要求也是在不断的提高的。生产过程当中有很多的数据,比如生产计划、产量、设备、质量在制品,以往可能是以报表的形式提交到管理者面前,但是总是要滞后的么,就算生产例会每周开一次那也只是以往的数据了,就无形当中做了大量的数据的汇集,从工位级到车间级一直到工厂级的数据的逐级汇总。汇总之后对于不同的管理者所关注的点是不同的,那么我们就给他提供他所关注的数据。几个方面,比方说生产线的运行情况,产量的数据,生产的随行率。随行率的概念是什么呢?比方今天你一天要生产两百台发动机,比如说两百台发动机分十个小时,理论上一天是工作八小时的,两百发动机,一小时至少有二十五台。那么到第三个小时的话我们应该生产七十五台,但实际的生产可能是七十台,这个数据就显示可能欠产了五台。随时提醒操作者随时提醒管理者去关注生产的进度,保证生产按照给定的时间规定的数量去完成。这样,对于整个的生产组织是更加的有序。

几个方面的提高,首先说是生产效率,应该说通过这个对生产线的智能化的分析和跟踪,生产效率是大大提高了,达到了双项质量追溯。也就是说不管生产前,还是生产中或生产后,整个的生产过程的质量跟踪全部实现了。达到了未来对于产品一旦出现质量问题的质量追溯。还有一点就是刚才讲到,不仅仅是质量追溯还有质量提升。那就是说对于大量的生产数据的分析之后,能够发现实际装配过程当中设计当中的一些问题,或者说一些可提升的点,便于将来的改进改善反过来提高产品质量。

第三点就是实现了精益化的生产。但是通过MES的应用,对于整个的生产透明化之后,真正的能够对于管理者来讲,减少了大量的人工的工作,而且使生产各方面的数据呈现出来。整个的生产过程真正的实现透明化。我觉得这是一种精益化生产的体现。

最后一点提高了生产的执行能力。因为执行能力有时候不是不想去做,实际当中有很多的困难,生产的协调是很难的,MES应用之后,刚才看到了,从采购到物流到生产过程包括前面的生产计划,大家都很协调,提高了各个部门的生产的执行能力,大家现在更加的和谐了,我们觉得这是我们很荣幸的一件事。

刚才就讲到整个的MES使用的情况,当然现在不在不断的去改进。因为一方面企业不断的发展,而且其实十年前来讲信息化,我说我是干信息化的,别人会说四个字,电脑专家,很高的评价,但是说的低一点你就是个修电脑的,大家都这么想。但是现在不一样了,信息化真的是提高企业整个各方面能力的一个很重要的手段,我们地位提高了,提高了之后但是同样的压力也就大了,不是一个可有可无的部门了。而且所有的产品提升,所有的质量提升,所有的这种整个的生产经营要提升,都会最终落实到信息化方面,就由我们去做一些工作。

编辑:晋珊珊
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