于亞濤

摘要：本課題指出了現(xiàn)代化的智能工廠與傳統(tǒng)的生產(chǎn)工廠的區(qū)別，分別在制造、倉(cāng)儲(chǔ)、車間看板等方面提出了智能化改造的實(shí)施方法，并且通過(guò)智能化改造工廠，使得生產(chǎn)效率極大的提升。

關(guān)鍵詞：智能化制造；車間看板；模塊化生產(chǎn)

一、背景分析

1.1項(xiàng)目背景

根近年來(lái)，國(guó)家提出了“中國(guó)制造2025”和工業(yè)與信息化兩化融合戰(zhàn)略方針，從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)，用信息技術(shù)提升整體工業(yè)管理水平[1]。我們正是響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，使用新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，使我們的制造業(yè)從傳統(tǒng)的勞動(dòng)密集型轉(zhuǎn)型為技術(shù)密集型和知識(shí)密集型，形成新的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)[2]。

同時(shí)隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息技術(shù)創(chuàng)新體系演進(jìn)以及傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的融合創(chuàng)新，智能化工廠將發(fā)展出全新的模式和業(yè)態(tài)[3]。智能化工廠系統(tǒng)正在經(jīng)歷和ERP系統(tǒng)一樣的歷程：混合型->標(biāo)準(zhǔn)化->專業(yè)化，越來(lái)越多的企業(yè)擺脫設(shè)計(jì)成本、系統(tǒng)升級(jí)方面的壓力，開(kāi)始尋求標(biāo)準(zhǔn)化的智能化軟件系統(tǒng)。同時(shí)，市場(chǎng)瞬息萬(wàn)變，企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)是“快魚(yú)吃慢魚(yú)”，這就要求生產(chǎn)智能化系統(tǒng)要具備能夠根據(jù)企業(yè)業(yè)務(wù)需要快速配置調(diào)整部署的能力。同時(shí)由于電池行業(yè)對(duì)品質(zhì)的嚴(yán)苛要求，追溯管理功能必不可少。除此之外，智能化工廠系統(tǒng)要具備較強(qiáng)的系統(tǒng)集成及整合能力，這樣才能在企業(yè)中對(duì)上連接ERP層，對(duì)下連接設(shè)備及現(xiàn)場(chǎng)管理層。

1.2傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的缺陷

傳統(tǒng)的企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，由于缺少信息化的支持，以及沒(méi)有項(xiàng)目管理方面的概念。因此在許多領(lǐng)域缺乏有效溝通，有以下幾個(gè)缺點(diǎn)：1.產(chǎn)品質(zhì)量缺乏有效手段；2.制造周期長(zhǎng)；3.文件錄入時(shí)間長(zhǎng)；4.產(chǎn)品的廢品率較高。

1.3可行性分析

針對(duì)于傳統(tǒng)企業(yè)的生產(chǎn)流程，以及生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題缺陷，解決辦法無(wú)非有以下幾種：

模塊化：精益生產(chǎn)智能化要采用模塊化的設(shè)計(jì)技術(shù)，因此，模塊可以根據(jù)詳細(xì)需求進(jìn)行調(diào)整，適應(yīng)能力強(qiáng)。

聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)采集功能的研發(fā)：精益生產(chǎn)智能化需要突破傳統(tǒng)的條碼采集數(shù)據(jù)方式。

實(shí)時(shí)跟蹤及追溯功能的研發(fā)：通過(guò)監(jiān)視并記錄產(chǎn)品在任意時(shí)刻的位置及狀態(tài)來(lái)獲取每一個(gè)產(chǎn)品的歷史記錄，該記錄向用戶提供了產(chǎn)品組及每個(gè)最終產(chǎn)品的使用的可追溯性。提供根據(jù)輸入查詢功能，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的前向及后向追溯。

集成中間件：智能化目前已經(jīng)做到與國(guó)內(nèi)外知名ERP軟件、OA軟件等的集成以及知名和常用的各類生產(chǎn)設(shè)備集成。

即通過(guò)改變傳統(tǒng)生產(chǎn)的方式，即從源頭的計(jì)劃方面引入數(shù)字化和智能化概念，通過(guò)對(duì)于產(chǎn)品、工藝、物料的數(shù)字化監(jiān)管和管理，使得整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，更加有效合理，提高生產(chǎn)率。

二、解決方法的提出

2.1解決方案

高可配置的業(yè)務(wù)解決方案---電池制造生產(chǎn)智能化系統(tǒng)提供從車間倉(cāng)庫(kù)到成品整箱鏈條上的業(yè)務(wù)方案，每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)追溯信息、流程控制、操作設(shè)計(jì)都可以通過(guò)配置實(shí)現(xiàn)。電池制造生產(chǎn)智能化系統(tǒng)提供強(qiáng)大的生產(chǎn)建模生產(chǎn)設(shè)計(jì)器，通過(guò)流程設(shè)計(jì)器，可以結(jié)合業(yè)務(wù)主數(shù)據(jù)工序（操作）設(shè)計(jì)出任何生產(chǎn)模式生產(chǎn)。

準(zhǔn)確的物料追蹤---通過(guò)精確物料追溯和批量物料追溯分類，采用離散追溯和技術(shù)和基于時(shí)間追溯相結(jié)合，加上對(duì)人員、時(shí)間、操作信息的準(zhǔn)確記錄，達(dá)到99.99%準(zhǔn)確的追溯率；為物料管理，生產(chǎn)控制提供尊缺的參考數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行預(yù)估和統(tǒng)計(jì)分析。電池制造生產(chǎn)智能化模塊中的物料離散追溯方式能夠?qū)崿F(xiàn)100%的準(zhǔn)確率。

三、智能化制造途徑

3.1物料拉動(dòng)式管理

企業(yè)配備倉(cāng)庫(kù)配送看板，這樣可以使得物料管理得以科學(xué)化、精細(xì)化。比如對(duì)于緊缺物料的管理，能夠快速識(shí)別出安全庫(kù)存量及現(xiàn)存量的差別。

3.2電子作業(yè)指導(dǎo)書(shū)的使用

新型的智能化工廠，以電子作業(yè)指導(dǎo)書(shū)為基礎(chǔ)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)把工作的內(nèi)容，工作的指導(dǎo)指標(biāo)，工作指令，裝配方式，數(shù)據(jù)收集集成在一個(gè)界面上，并且能夠同時(shí)記錄不合格產(chǎn)品，提供工具列表，能夠出具檢測(cè)報(bào)告等功能。

3.3自動(dòng)化采集控制

自動(dòng)化工廠自然離不開(kāi)自動(dòng)化采集控制，這個(gè)系統(tǒng)的主要功能在于能夠自動(dòng)生成和采集數(shù)據(jù)，比如數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集如生產(chǎn)加工參數(shù)、質(zhì)量檢測(cè)參數(shù)等檢測(cè)結(jié)果。提供給下個(gè)步驟，即在生產(chǎn)自動(dòng)化控制單元，能夠?qū)ι舷铝献詣?dòng)化控制，比如提供自動(dòng)分流控制等。

3.4包裝與條碼打印

在現(xiàn)代化智能生產(chǎn)制造中，對(duì)于倉(cāng)庫(kù)、包裝都可以使用條碼打印的方法。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中的準(zhǔn)確定位功能。在產(chǎn)品包裝入庫(kù)的同時(shí)，用智能打標(biāo)機(jī)在產(chǎn)品的外包裝上打碼，這個(gè)成品序列號(hào)條碼立刻傳輸?shù)诫娔X中，能夠?qū)崟r(shí)的更新倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)以及相關(guān)的后臺(tái)數(shù)據(jù)。

3.5生產(chǎn)報(bào)表

由于對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制以及數(shù)字化管理，因此能夠很容易生成車間里面計(jì)劃數(shù)與實(shí)際生產(chǎn)數(shù)量的對(duì)比圖，用于判斷生產(chǎn)過(guò)程中是否出現(xiàn)異常，并且能夠通過(guò)這些數(shù)據(jù)很快的檢測(cè)和排除故障。

3.6質(zhì)量報(bào)表

通過(guò)對(duì)每天檢測(cè)出的不良產(chǎn)品的記錄，以及進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)。可以生成質(zhì)量報(bào)表，這樣可以檢測(cè)每天的不良率，檢測(cè)出生產(chǎn)過(guò)程的異常變動(dòng)。通過(guò)生成月恒流段產(chǎn)出與不良趨勢(shì)分析可以得出產(chǎn)品的質(zhì)量控制水平，以及能夠更加科學(xué)化、系統(tǒng)化的提高產(chǎn)品的生產(chǎn)穩(wěn)定性。

四、項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)

4.1在應(yīng)用方面可實(shí)現(xiàn)的預(yù)期效果

通過(guò)智能化工廠的改造功能，大致能夠達(dá)到以下的功能預(yù)期：

（1）物料追溯：對(duì)于產(chǎn)品線來(lái)說(shuō)，如果質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，第一時(shí)間需要進(jìn)行的就是故障分析，而物料追溯能夠在智能制造過(guò)程總，方便進(jìn)行追溯，準(zhǔn)確率高。

（2）生產(chǎn)過(guò)程追溯和記錄：通過(guò)對(duì)于整個(gè)過(guò)程的記錄和監(jiān)控，使得生產(chǎn)過(guò)程中的整個(gè)操作都有記錄，便于追溯和統(tǒng)計(jì)。

（3）生產(chǎn)過(guò)程管控：通過(guò)對(duì)于設(shè)備的監(jiān)控管理、對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理，能夠順利的完成生產(chǎn)過(guò)程的管控。

（4）質(zhì)量管理及預(yù)測(cè)：通過(guò)大數(shù)據(jù)分析的方法，通過(guò)對(duì)于生產(chǎn)線的不良率的記錄和分析，能夠?qū)τ谫|(zhì)量問(wèn)題提前做出預(yù)測(cè)。并且能夠通過(guò)大數(shù)據(jù)減少生產(chǎn)線不良率的產(chǎn)生。

4.2實(shí)際技術(shù)指標(biāo)

1.縮短制造周期時(shí)間：平均減少30%；

2.降低或消除資料錄入的時(shí)間：平均降低57%；

3.減少在制品（WIP）：平均減少30%；

4.降低或排除轉(zhuǎn)換間的文件工作：平均降低60%；

5.縮短訂貨至交貨的時(shí)間：平均縮短32%；

6.改善產(chǎn)品質(zhì)量：平均提升22%；

7.排除書(shū)面作業(yè)和藍(lán)圖作業(yè)的浪費(fèi)：平均減少56%；

8.機(jī)器設(shè)備有效工作時(shí)間提升：平均提升30%。

五、總結(jié)

由上面的數(shù)據(jù)分析可以得出，通過(guò)智能化改造后的工廠，在制造周期方面有30%的縮短，能夠大幅度降低或者消除資料錄入時(shí)間，能夠大幅度縮短在制品的等待時(shí)間，降低或者排除轉(zhuǎn)換間的文件工作，縮短訂貨至交貨時(shí)間，大大改善產(chǎn)品的質(zhì)量，使得設(shè)備有效工作時(shí)間提高等。

隨著智能技術(shù)的發(fā)展，智能化系統(tǒng)在工廠逐步推廣應(yīng)用。通過(guò)智能系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)智能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)智能設(shè)計(jì)、智能操作、智能調(diào)度、智能生產(chǎn)、智能維護(hù)與管理等，使生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理的一體化、集成化水平進(jìn)一步提高，并向柔性化、敏捷化、虛擬化發(fā)展。隨著技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用的深入，數(shù)據(jù)化工廠與智能化工廠互相交融，自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、模型化、智能化等綜合集成應(yīng)用，為建立內(nèi)外協(xié)同的信息平臺(tái)，提高企業(yè)工作效率和競(jìng)爭(zhēng)力，提供全面的支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]莊亞明，數(shù)字化工廠信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究[J]，計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué)，2005，22（8）

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