本期內(nèi)容中，我們以浙江某汽車零部件企業(yè)（以下簡(jiǎn)稱“該企業(yè)”）為例，分享其數(shù)字化工廠建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。

該企業(yè)是國內(nèi)專業(yè)的汽車懸架系統(tǒng)方案提供者，主導(dǎo)研究汽車減振系統(tǒng)與整車匹配的技術(shù)方案，以及配套產(chǎn)品制造。在外部，由于汽車市場(chǎng)和客戶的要求不斷變化，衍生的產(chǎn)品分類多，多品種小批量生產(chǎn)模式難以形成規(guī)模效應(yīng)的問題開始顯現(xiàn)；在內(nèi)部，隨著企業(yè)發(fā)展，該企業(yè)也面臨著關(guān)鍵零部件制造工藝有待改進(jìn)、生產(chǎn)效率存在瓶頸、生產(chǎn)制造耗時(shí)長、整體交付周期較長、產(chǎn)品交付能力滿足不了市場(chǎng)需求變化等問題。

01找準(zhǔn)發(fā)展“病灶”

隨著人們對(duì)駕駛舒適性的要求越來越高，對(duì)技術(shù)性能提出了更高的要求。作為傳統(tǒng)的離散制造企業(yè)，多品種小批量、客戶定制化需求多、研發(fā)周期短、生產(chǎn)成本提升、人力成本提升、生產(chǎn)過程無法跟蹤、庫存積壓等原因嚴(yán)重壓縮了企業(yè)的盈利能力，如果不具備快速應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求的柔性生產(chǎn)能力，則會(huì)失去發(fā)展機(jī)會(huì)。因此，該企業(yè)計(jì)劃通過實(shí)施數(shù)字化車間項(xiàng)目，全面提升零部件關(guān)鍵制造能力和管理水平，進(jìn)一步提升企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。該企業(yè)的數(shù)字化車間項(xiàng)目重點(diǎn)針對(duì)汽車關(guān)鍵零部件的多品種小批量生產(chǎn)模式，解決關(guān)鍵零部件制造工藝改進(jìn)、生產(chǎn)效率瓶頸、生產(chǎn)制造耗時(shí)長、產(chǎn)品交付能力不足、整體交付周期較長等問題。從而滿足市場(chǎng)和客戶不斷提高的要求，提升企業(yè)的智能化裝備和信息化應(yīng)用水平，實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)軟件等的集成應(yīng)用，打造智能化、數(shù)字化的車間，與企業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展形成閉環(huán)。

02理清關(guān)鍵環(huán)節(jié)

據(jù)了解，該企業(yè)數(shù)字化車間項(xiàng)目建設(shè)期耗時(shí)18個(gè)月，總投資額為5200余萬元。實(shí)施由四個(gè)關(guān)鍵子任務(wù)組成，包括：1）關(guān)鍵工藝裝備升級(jí)與改造通過智能裝備和自動(dòng)化產(chǎn)線的升級(jí)改造，提高生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)控化和智能化水平，減少因設(shè)備落后和人工操作導(dǎo)致的產(chǎn)能不足和品質(zhì)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，提升產(chǎn)線的制造能力、制造效率和產(chǎn)品品質(zhì)。2）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與MES系統(tǒng)實(shí)施通過設(shè)備聯(lián)網(wǎng)、生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和MES系統(tǒng)的實(shí)施實(shí)現(xiàn)車間作業(yè)、設(shè)備、質(zhì)量和生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)管控，以及生產(chǎn)過程的數(shù)字化和可視化管理。

3）智能立體倉庫建設(shè)通過立體倉庫和WMS系統(tǒng)的實(shí)施，提高物料的倉儲(chǔ)和出入庫管理水平，實(shí)現(xiàn)物料的精準(zhǔn)管理和JIT（Just in time的縮寫，準(zhǔn)時(shí)）配送。4）PLM/ERP/MES/WMS系統(tǒng)集成應(yīng)用通過現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集，PLM、ERP、MES、WMS等信息化系統(tǒng)的集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的全程追溯，以及產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化、透明化、智能化管理，并為企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營提供分析和決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)減員增效和企業(yè)管理水平的提升，支撐企業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

03實(shí)施成效顯現(xiàn)

該企業(yè)針對(duì)汽車的加工工藝進(jìn)行分析和優(yōu)化，結(jié)合現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，重點(diǎn)針對(duì)拉拔工藝、活塞、連桿、連桿套、焊接、裝配等關(guān)鍵工藝的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行智能化改造。建成涵蓋自動(dòng)拉拔加工、自動(dòng)化數(shù)控加工、機(jī)器人自動(dòng)化焊接、自動(dòng)化檢測(cè)、倉儲(chǔ)物流等汽車關(guān)鍵零部件制造工藝的數(shù)字化車間。1）設(shè)備智能化通過設(shè)備升級(jí)改造，建成以40臺(tái)數(shù)控加工中心為基礎(chǔ)，通過機(jī)械手和光學(xué)測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料和在線檢測(cè)的數(shù)控加工線4條；建成聯(lián)合拉拔機(jī)組流水線2條、機(jī)器人焊接線1條、自動(dòng)化測(cè)量單元4個(gè)、自動(dòng)化裝配線1條、以及立體倉庫和AGV輸送線等智能化設(shè)備。全車間關(guān)鍵制造設(shè)備100余臺(tái)，設(shè)備聯(lián)網(wǎng)率達(dá)到84%。2）倉儲(chǔ)智能化為提高倉儲(chǔ)管理能力，該企業(yè)建立了智能化立體倉庫，庫房面積3000多m2, 庫存總?cè)萘?7000m3，設(shè)計(jì)日均配送訂單3240件。智能化立體倉庫由立體貨架、有軌巷道堆垛機(jī)、出入庫托盤輸送機(jī)系統(tǒng)、尺寸檢測(cè)條碼閱讀系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)等構(gòu)成。利用WMS倉儲(chǔ)控制系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)成品入庫、出庫、庫存進(jìn)行管理，智能機(jī)械手通過產(chǎn)成品二維碼識(shí)別后分道抓取通過WMS系統(tǒng)自動(dòng)獲取貨位進(jìn)行入庫。WMS系統(tǒng)根據(jù)銷售發(fā)貨單需求，自動(dòng)識(shí)別待發(fā)產(chǎn)成品所在貨位，自動(dòng)進(jìn)行揀貨并出倉輸送，發(fā)貨現(xiàn)場(chǎng)使用“看板”管理系統(tǒng)，進(jìn)行出庫產(chǎn)品核實(shí)，保證待發(fā)產(chǎn)品準(zhǔn)確性。3）車間互聯(lián)企業(yè)通過建立車間工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，固定設(shè)備采用有線管理，移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行無線連接，實(shí)現(xiàn)車間過程的全覆蓋。通過設(shè)備聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行設(shè)備關(guān)鍵數(shù)據(jù)采集，條碼、二維碼技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)計(jì)劃、工單、材料、在制品和成品的數(shù)據(jù)采集。實(shí)施MES系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)采集和信息化管理，實(shí)施工單管理、數(shù)字化建模、計(jì)劃排程、制程管控、維修管理、質(zhì)量管理、檢驗(yàn)檢測(cè)與數(shù)據(jù)管理、文檔管理、數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)管理可視化、移動(dòng)應(yīng)用等相關(guān)模塊。數(shù)字化車間的MES系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)記錄并監(jiān)控?cái)?shù)控機(jī)床的生產(chǎn)工序、加工任務(wù)完成情況、人員工作效率、勞動(dòng)生產(chǎn)率情況、設(shè)備利用情況和產(chǎn)品合格率情況等，通過條碼技術(shù)跟蹤從物料投產(chǎn)到成品入庫的整個(gè)生產(chǎn)流程，通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)的集成和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)執(zhí)行過程中的問題并進(jìn)行生產(chǎn)工藝的改善。4）生產(chǎn)、管理集成建立數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，通過應(yīng)用ESB（企業(yè)服務(wù)總線）技術(shù)，整合裝備、系統(tǒng)、數(shù)據(jù)和管理流程，實(shí)現(xiàn)PLM、ERP、MES、WMS等信息系統(tǒng)的集成。通過各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的規(guī)范和接口管理，進(jìn)行數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)監(jiān)控：PLM系統(tǒng)與MES系統(tǒng)的集成接口，實(shí)現(xiàn)了物料數(shù)據(jù)、制造BOM、裝配工藝信息的傳遞和集成；ERP與MES系統(tǒng)的集成接口，接收來自ERP的生產(chǎn)計(jì)劃，并通過MES進(jìn)行分解和執(zhí)行；ERP與WMS系統(tǒng)的集成接口，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求和生產(chǎn)配送等過程的協(xié)同，實(shí)現(xiàn)物料的全流程跟蹤。該企業(yè)通過對(duì)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)集成等進(jìn)行生產(chǎn)過程的跟蹤、監(jiān)督和管控，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)營過程的智能化管理。

04小結(jié)

據(jù)了解，通過項(xiàng)目的實(shí)施落地，該企業(yè)實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)以人工為主的制造管理模式，向以數(shù)控裝備、自動(dòng)化生產(chǎn)、信息化管理為主的智能制造模式轉(zhuǎn)變，從制造效率、用工成本、產(chǎn)品質(zhì)量、工藝穩(wěn)定性等方面帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)統(tǒng)計(jì)，通過項(xiàng)目實(shí)施，該企業(yè)產(chǎn)量提高了24%，人均生產(chǎn)效率提高110%，運(yùn)營成本降低312%，產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短30%，產(chǎn)品合格率提升5%。

來源 | 榮格 《智能制造縱橫》12月刊