精益生产管理
在当前智能制造大潮的推动下,企业正致力于规划与建设智能工厂。众所周知,智能工厂的规划建设是一个涉及众多复杂因素的工程。为了更好地指导实践,本文将详细阐述在建设过程中需考虑的十个核心要素及重点关注的维度。
一、数据的采集与管理
数据是智能工厂的血液,贯穿各应用系统之间。在智能工厂的运行过程中,会产生包括设计、工艺、制造、仓储、物流、质量、人员等在内的丰富业务数据。这些数据可能来源于ERP、MES、APS、WMS、QIS等多个应用系统。
要实时收集产量、质量、能耗、加工精度和设备状态等数据,并与订单、工序、人员关联,以实现生产过程的全程追溯。
需建立数据管理规范,确保数据的一致性和准确性,并考虑好数据采集的接口规范及SCADA系统的应用。
二、设备联网
实现智能工厂乃至工业4.0的关键在于推进工业互联网建设,实现MES应用,其基础就是设备与设备之间的互联(M2M)。
企业需制定统一的标准,规范设备与设备之间的互联方式、通信协议及接口方式,以实现设备的远程监控和DNC应用。
设备联网和数据采集是构建工业互联网的基础。
三、智能物流
智能物流在智能工厂建设中具有举足轻重的地位,特别是对于离散制造企业。规划时,应减少无效的物料搬运。例如,通过集中拣货区根据客户订单快速拣货,并采用工业机器人、机械手、AGV、RGV等方式传递物料。
立体仓库和辊道系统的应用也是需要进行系统分析的问题。
四、生产质量与设备管理
提高质量是企业永恒的主题。在智能工厂规划中,生产质量管理和设备管理是核心业务流程。需将质量融入设计、生产环节中,并在信息系统中嵌入生产主流程。设备作为生产要素,其效能的发挥是智能工厂生产管理的基本要求。
需在生产管理信息系统中设置设备管理模块,以最大化设备的产能。
五、智能厂房设计
除了基础的水电网络等设计外,智能厂房还需规划智能视频监控、智能采光照明、通风空调、智能安防等系统。采用智能视频监控系统可快速判断并应对异常情况。厂房的工作分区应根据工业工程原理进行分析,并可使用数字化制造仿真软件进行仿真。
还需考虑如何降低噪音、便于设备布局调整及多层厂房的物流输送等问题。
六、智能装备的应用
制造企业在规划智能工厂时,需高度关注智能装备的最新发展。机床设备正朝着智能化方向发展,工业机器人在上下料环节得到广泛应用。未来工厂将结合多种加工方式,极大提高材料利用率。还应考虑不同类型机器人的应用及协作机器人的引入。
七、智能产线规划
智能产线是智能工厂的核心环节。企业需根据产品族、产能、生产节拍等因素,采用价值流图等方法合理规划智能产线。理想的智能产线应能自动采集生产、质量、能耗等数据,并通过电子看板实时显示生产状态。产线应具备快速换模能力,支持多种相似产品的混线生产,并具有一定冗余性。
八、制造执行系统(MES)
MES是智能工厂规划落地的关键。它上接ERP系统,下接现场的设备控制器和数据采集设备。MES旨在加强生产策划的执行功能,实时反馈生产进展。它需面向生产一线工人、班组长及一线保障人员等不同角色,提供指令、记录数据及反馈问题等功能。为提高生产效率及产品准时交付率,MES系统还需导入生产作业排程功能。
九、生产无纸化
随着信息化技术的提高和智能终端成本的降低,每个工位均可普及信息化终端。操作工人可通过终端接受工作指令、生产数据等,灵活适应生产计划的变更。