制造业面临因客群需求变化、上下游厂商变化,生产模式从大批量小品种变成多品种小批量。为因应外在变化,企业追求创新提高响应速度,例如高效柔性生产以提升生产效率和缩短订单交期。
车间透明化、可视化是制造业转向智能制造的关键,当厂长不清楚异常、质量状况,生产人员很难做到针对现场状况异常快速响应;设备不停运转、人员加班、库存不断增加,装配线上物料堆积如山,最终产品还是没法交出去。
然而,传统生产车间作业模式存在信息不明化、不正确的黑洞。通常厂长电话给车间主任,通知生产线组长查看记录本或到现场清点,这样的场景已经无法因应和满足多品种少批量的生产模式。
突击制造现场 面对现实
制造业要如何能够实现小批量的快速生产?必须先把ERP和MES等等信息系统彻底打通,让工厂原本的所有信息孤岛实现连通,从完全的自动化和部分的信息化,进入了完全的自动化和完全的信息化。
想像一智能化车间场景?透由ERP系统接到订单之后,自动告知补库,自动计算物料消耗,或是在生产过程中,有一个元器件有问题,系统会自动停止使用了该器件的产品生产。
然而,现实总是残酷,大多数制造企业多停留在2.0到2.5,也就是人工作业模式加上部分信息化如ERP,也就是从投料到生产入库的过程中是没有信息化管理的,透过人工、纸质统计,工站员每天做收集记录,不清楚车间生产状况,当无法实现对现场执行实时的有效管控,即会产生制造过程中存在的“信息黑洞”。
又或者,虽然部分企业已经导入ERP和MES,但仍存在信息断层、信息孤岛的问题。亦即当ERP给MES下达生产计划指令后,MES在生产过程中发生了与计划偏差的事项(比如设备坏了,原料不合格等等),MES会根据车间的实际情况进行调整。但是ERP是不知道的,所以会继续按照原本的计划执行订单,时间久了,财务系统和工厂的实际情况就会出现非常大的偏差。
ERP和MES的问题只是工厂内系统断层的一个问题缩影,事实上工厂里还有非常多的其他系统,设计、制造、采购、办公等等,这些系统都是一个个的信息孤岛。
「智造」了吗?先管好信息黑洞
智能制造是从产品研发、订单处理到生产调度、数据采集,通过多个信息系统的无缝集成实现闭环,达到数字技术的应用,通过人机协作,实现高效生产、高质量。这个“信息黑洞”对制造过程的管理和控制而言,有多方面的不利影响:
1. 生产效率存在改善空间。现场的实时“信息黑洞”,造成了执行和计划的不一致,影响生产计划的准确性。在生产过程中,管理人员需要处理各种各样的生产异常,信息黑洞造成对现场异常的反应能力减低,降低了生产效率。
2. 物流不透明,不能精确计算实际物料使用状况。如:物料进入车间后,可能因为计划的变动等原因,物料没有被使用,从而使物料需求失真;又如工人对现场物料的领用有时比较混乱,而现场物流缺乏有效的跟踪手段,造成企业与供应商结算的帐物难以匹对。
3.不能有效进行质量管理。在生产制造过程中,工艺、设备、原材料、工人操作等都可能造成质量缺陷,若没有进行体系化的工艺参数和质量数据跟踪记录,当出现质量问题后,无法及时发现和追查质量原因,难以在造成大规模损失之前纠正问题;或当出现质量问题需要进行产品召回时,不易确定召回的产品范围。
信息化与自动化融合和协同
智能制造实现是通过计划层、执行层和控制层三个层面,企业通过计划层管理(ERP、PLM、APS等)系统,根据客户订单、库存和市场预测等情况整合现有的生产资源,编制生产计划;执行层根据计划层下达的生产计划制定车间作业计划,安排控制层的加工任务,对作业计划和任务执行情况进行汇总和上报;控制层,主要是向上对计划层进行传导,向下对执行层进行控制,将企业上层生产计划系统与车间下层的设备控制系统联系起来,打通工厂信息通道,提高企业制造管理的灵活性和准确性。
MES生产制造执行系统,即是一套面向制造企业执行层的生产信息化管理系统,而MES系统的应用恰恰是企业迈向“智能制造”的第一步。从制造端切入以MES项目为核心,让“智能化”取代“自动化”;通过RFID、工业以太网等先进技术的引入将生产制造过程信息透明化,同时通过MES与PLM、APS、ERP等业务系统高度集成与跨平台协同整合,打通生产数据链。
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