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数字化车间架构图
很多人认为,大量采购和引入数字化设备是建设好数字化车间的前
提。这是一个很大的误解:数字化设备与数字化车间之间既非必要条件,
也非充分条件。
即便车间中全是数字化设备,如果没有实现设备的互联互通,没有实
现生产过程的数字化管理,数据没有实现真正的有序流动,也不能称之为
数字化车间。
数字化车间建设有三条主线:
一条是以机床、热处理设备、机器人、测量测试设备等组成的自动化
设备与相关设施,实现生产过程的精确化执行,这是数字化车间的物理基
础。
第二条线是以 MES 为中心的智巧化管控系统,实现对计划调度、生产
物流、工艺执行、过程质量、设备管理等生产过程各环节及要素的精细化
管控。
第三条主线是在互联互通的设备物联网基础上,并以之作为桥梁,联
接起信息化系统与机床等物理空间的自动化设备,构建车间级的 HCPS 系
统,实现了两个世界的相互作用、深度融合。
1
精益思想要贯穿始终
如果说设备、MES、HCPS 等三条主线是“实线”的话,精益生产则是
数字化车间建设的一条“虚线”,要贯穿数字化建设的始终。
1)精益生产,智能制造的重要指导思想
精益生产是管理学史上重要的实践成果之一,深刻地影响着汽车工
业,乃至全球制造业。精益生产基本思想和追求的管理目标,并没有随着
智能制造的发展而落伍,恰恰相反,精益思想是企业进行智能制造体系构
建的重要指导思想之一。
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在此,笔者总结出五条可以指导智能制造建设的精益思想原则。
① 关注客户价值:精益生产强调,流程中所有环节的输入与输出都应
当用客户价值这个标尺去衡量。在前端要打通客户真实需求之间的接口,
在企业内部,以客户需求来定义自己的产品与服务。
② 识别并消除浪费:企业在实施智能制造系统之前,应当对流程中各
种浪费进行梳理与改善。精益生产中将制造过多过早、库存、搬运、等
待、不必要的作业、不必要的动作以及不良品流窜等七大浪费需要不断进
行完善与消除。
③价值的快速流动:精益生产强调价值流的快速流动,包括物理布局
工艺流程化,信息传递自动化,以及人、产线设备、仓储物流之间高效协
同化。如果在物理布局上有大量断点存在,就会给智能制造的排产与调度
带来了更大复杂度。
④高度柔性与适应性:精益生产的柔性是指通过快速切换(SMED)
的实施与改善,实现产线在生产不同型号、不同配置,甚至是不同种类产
品时,可以根据需要进行快速切换。
在小品种多批量、客户需求千变万化的今天,智能制造建设也必须要
考虑产线柔性与适应性等问题,否则就可能造成大量投资的浪费。
⑤尽善尽美原则:精益生产中标准作业、自工序完结、良品条件创建
与维持、质量内建、安灯控制、防错与纠错机制、变化点管理、全员生产
性维持(TPM)等术语之下,都有一套品质维持的理念、原则与方法,这
些原则和方法同样可以指导智能制造的建设。
2)智能制造,精益生产的有效使能手段
传统精益生产目视管理有很多很有效的手段和方法,比如 5S 管理、安
灯、标准作业三票、可视化看板等方法。这些方法可以直观地提示发生问
题的区域、工位、或是机台、材料等信息,但是要深究问题的根本原因还
需要大量的观察与分析,当变异的条件发生变化时,会给分析带来很多困
难。
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