微締沖壓MES：沖壓零部件企業(yè)“智能制造”的實踐

近一年來隨著“中國制造2025”的貫徹執(zhí)行，國家工信部對智能制造示范工程也有了更具體的要求，沖壓行業(yè)一些領軍企業(yè)已經開始啟動“智能制造”的發(fā)展戰(zhàn)略，但如何務實的做好這項重要工作，結合筆者所負責的三個“智能制造”項目，談一些體會供大家參考。

目前，國家工信部對零部件企業(yè)申報智能制造示范工程應具備的要素條件為：

⑴車間/工廠總體設計、工藝流程及布局均已建立數字化模型，并進行模擬仿真，實現規(guī)劃、生產、運營全流程數字化管理，相關數據進入企業(yè)核心數據庫。

⑵采用三維計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助工藝規(guī)劃（CAPP）、設計和工藝路線仿真、可靠性評價等先進技術。產品信息能夠貫穿于設計、制造、質量、物流等環(huán)節(jié)，實現產品的全生命周期管理（PLM）。

⑶建立生產過程數據采集和分析系統(tǒng)，能充分采集制造進度、現場操作、質量檢驗、設備狀態(tài)等生產現場信息，并與車間制造執(zhí)行系統(tǒng)實現數據集成和分析。

⑷建立車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實現計劃、排產、生產、檢驗的全過程閉環(huán)管理，并與企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)（ERP）集成。

⑸建立車間級的工業(yè)通信網絡，系統(tǒng)、裝備、零部件以及人員之間實現信息互聯互通和有效集成。

⑹建立企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)（ERP），并投入實際運行，其中供應鏈管理模塊能實現采購、外協、物流的管理與優(yōu)化。利用云計算、大數據等新一代信息技術，在保障信息安全的前提下，實現經營、管理和決策的智能優(yōu)化。

沖壓企業(yè)開展“智能制造”工作的重要條件為：⑴企業(yè)法人高度重視，并任項目總負責人，便于順利推進；⑵企業(yè)綜合管理水平處于行業(yè)較先進水平；⑶已經在局部應用ERP系統(tǒng)；⑷擁有熟悉ERP、了解PLM、MES等系統(tǒng)的IT團隊。

務實的開展“智能制造”工作

首先企業(yè)與軟硬件系統(tǒng)供應商共同組成一個專門小組，在充分調研企業(yè)的管理、生產、技術、設備、信息化、人員素質、企業(yè)文化等現狀的基礎上，按照”國家工信部智能制造示范工程具體要求”，結合本企業(yè)水平制定一個可行的“智能制造”整體工廠規(guī)劃，同時再根據企業(yè)自身的管理資源情況，制定可持續(xù)的、培養(yǎng)式的信息化、自動化等方面的實施方案，推進應遵循總體規(guī)劃、分布實施、不斷深化、持續(xù)改善的原則與思路。

一般較好的企業(yè)已經實施ERP信息化管理近十年，采購、銷售、發(fā)票等模塊運行已相當穩(wěn)定，在原有供應鏈與財務模塊的基礎上，都希望增加生產制造執(zhí)行的管理，來加強對車間現場的生產執(zhí)行管控，梳理改善企業(yè)各部門的業(yè)務流程，實施規(guī)范化的管理體系運行機制，提高工作效率。同時加強車間作業(yè)的自動化程度，減少直接人工操作，降低生產成本，增加企業(yè)的核心競爭力。

目前沖壓企業(yè)普遍存在的問題：

⑴生產現場的信息化與自動化程度不高。

⑵產品沒有進行批次管理，無法實現品質追溯，也無法快速反映各批半成品的在制情況。

⑶車間半成品流轉時大多沒有規(guī)范的標簽進行標識，產品名稱、后接工序與裝箱數量等信息依靠人工記憶。

⑷目前上線的ERP系統(tǒng)，雖然有生產執(zhí)行部分，但因軟件及操作問題等原因，沒有正常運行。

⑸生產不連貫，因為每道工序效率的不同，經常出現半成品的堆積。在多道工序連續(xù)生產時，半成品裝箱擺放凌亂。

對于企業(yè)的新車間項目，可以按照國家“智能制造”標準進行策劃和實施，相對于現有企業(yè)“智能制造”改造和升級而言，更為容易實施。

現有企業(yè)實施“智能制造”可從體系建設和現場精益管理入手，同時引入全員創(chuàng)新機制建設，在此基礎上，開展制造工藝改善和生產設備自動化改造，為信息化改善的數據采集打下堅實基礎，而ERP、PLM、MES、OA系統(tǒng)的全面實施，也將促進企業(yè)管理及智能制造系統(tǒng)改造的進一步完善，如圖1所示。

圖1 企業(yè)實施“智能制造”系統(tǒng)工程的三個階段圖

管理改善

⑴體系建設管理改善。

主要是業(yè)務流程梳理，以及ISO/TS管理體系的落實程度。

1)基于企業(yè)戰(zhàn)略目標建立企業(yè)整體流程框架和流程清單。

2)關鍵流程梳理和制定，包括工藝數據維護流程、批次管理流程、計劃管理流程、質量管理流程等。

3)輸出流程的標準化工作指南。

4)現有ISO9000\ISO14000\ISO18000及TS16949標準體系材料收集分析、整合優(yōu)化。

5)統(tǒng)一管控，包括存放、發(fā)布、更新等。

⑵現場精益管理改善。

精益管理在現場改善、高度標準化、安全生產、降低成本、準時交貨以及塑造企業(yè)形象并創(chuàng)造舒適的工作環(huán)境等方面可以發(fā)揮巨大作用，精益管理的基礎內容是整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)，但大多數沖壓企業(yè)不能持之以恒按標準執(zhí)行，直至養(yǎng)成自覺的習慣，目前針對沖壓企業(yè)主要是加強車間現場對半成品擺放位置與工作點的可視化管理，打造整潔規(guī)范的生產現場；通過推行精益管理，在企業(yè)內部養(yǎng)成遵守標準的習慣，養(yǎng)成嚴謹的工作態(tài)度，使得各項作業(yè)均按標準要求運行，結果符合計劃的安排，并使產品在衛(wèi)生狀況良好的環(huán)境下完成、保管直至交付客戶，質量得以穩(wěn)定；同時企業(yè)具有一支良好素養(yǎng)的員工隊伍，常常更能博到客戶的信賴。

⑶全員創(chuàng)新體制建設。

推動企業(yè)全員創(chuàng)新的平臺建設，基于全員改進/創(chuàng)新方法，建設企業(yè)創(chuàng)新機制，推進全員崗位創(chuàng)新工作深入持久地展開，增強內部活力，不斷增強職工的創(chuàng)新意識，提高企業(yè)的創(chuàng)新能力。

全員創(chuàng)新平臺建設主要按以下幾點進行：

1)創(chuàng)新理念介紹，提高人員士氣，懂得從下向上提出改善建議的益處。

2)活動方法介紹，學習利用科學手法，運用到實際的工作中，達到改善效果。

3)組織體系搭建，組織機構成立，從上向下推動全員創(chuàng)新改善活動。

4)流程體系搭建，建立活動體系流程，讓整個活動更加規(guī)范順暢。

5)網絡平臺建設，利用互聯網平臺建設，將信息集成化，統(tǒng)一平臺管理。

生產自動化改善

⑴制造工藝的改善。

主要提高模具設計制造的能力與標準，以適應產品的規(guī)?；?、批量化生產；規(guī)范生產過程中工藝、質量控制的一個或一套文件，包括規(guī)定生產所用原料的質量、數量及生產工藝說明、注意事項等，制造工藝的改善最大限度消除生產現場的各種浪費現象，建立同步生產的流程型生產線，以提高生產效率和產品合格率，減少生產成本，降低工人的勞動強度，減少或消除在制品庫存，縮短生產周期，適時完成訂單生產，為設備自動化改造打下良好的基礎。

⑵生產設備自動化改造。

具備穩(wěn)定的產品設計和多種加工工藝能力、擁有較高的產品需求量以及較長的產品壽命需求的企業(yè)可根據自身的生產工藝、裝備水平等因素定制幾種能適應產品種類變更、具有多自由度運動功能的柔性沖壓自動化設備，它能取代人工在各個工位上進行物料沖壓、搬運、上下料等工作，節(jié)約人力勞動成本，提高人工及設備的安全性，保證了產品產能、質量、工藝的穩(wěn)定性。

信息化改善

⑴PDM系統(tǒng)提升為PLM系統(tǒng)管理。

納入所有文檔管理，包括產品設計、生產工藝、模具制造、質量管理等，使工作流程規(guī)范化。把PDM擴展到模塊化的PLM平臺，各模塊基于統(tǒng)一業(yè)務模型架構，統(tǒng)一數據庫，統(tǒng)一基礎組件，整合現有的平臺，以達到支持智能研發(fā)的協同管理，進行貫穿產品的整個生產制造全過程的管理，提高現場數量、質量管理的精準度，滿足客戶對品質追溯的管理要求。

⑵生產執(zhí)行系統(tǒng)MES的實施。

優(yōu)化整個車間制造過程，實時收集生產過程中的數據，并作出相應的分析和處理。通過計劃層和控制層的信息交互，以及企業(yè)的連續(xù)信息流來實現企業(yè)信息全集成。及時報警提示生產異常，并給出處理指導，加強車間現場生產、質量等方面的系統(tǒng)管理，提高信息化程度；增加車間的搬運機械手生產，提高自動化程度；實現系統(tǒng)發(fā)送生產指令到機臺，操作工領取生產任務，開始生產后系統(tǒng)自動記錄加工數量、開始及結束時間；規(guī)范生產流程與半成品周轉擺放原則，減少半成品的積壓，改善現場物流的周轉；在信息化與自動化的結合下，打造一個可展示的智能制造現場。

⑶企業(yè)ERP的進一步實施，提高企業(yè)信息化管控水平。

PLM及MES系統(tǒng)所提供的數據使ERP系統(tǒng)的功能進一步完善，以這三大系統(tǒng)為主融合而建立的大數據庫對庫存、物流配送等物資狀態(tài)的數據收集及分析使物流周轉更加標準化，也使企業(yè)的財務管理更加透明化，這不僅優(yōu)化了企業(yè)的管理流程，也徹底解決了信息孤島達到數據資源共享，為高層管理人員提供及時、準確的決策數據，便于實現企業(yè)經營管理的全過程控制。

⑷OA管理系統(tǒng)的實施。

對以事務處理為基本功能的辦公自動化系統(tǒng)的應用，企業(yè)必須對自身的管理問題有深刻的認識，對OA系統(tǒng)有明確而具體的實施需求，對系統(tǒng)二次開發(fā)予以重視，這是該系統(tǒng)實施成功的前提。在實施過程中，可以通過整合業(yè)務流程，加強業(yè)務管控、降低運營風險；通過運用多種溝通方式打通信息通道；在整個框架內，通過績效評價保證目標的有效性，這都需要決策層、管理層、執(zhí)行層共同為之努力，以實現對企業(yè)各級層工作安排及進展情況的有效跟蹤，對工作匯報進行有效的資源調度，積極敦促企業(yè)目標的落實，最終實現縮短管理時間周期，間接提高企業(yè)的有效產出，改善企業(yè)的盈利能力。

結束語

在現有工廠進行“智能制造”升級改造是一項艱巨、復雜的系統(tǒng)工程，它涉及方方面面的利益及習慣，尤其開始實施階段阻力非常之大，這也是筆者提出企業(yè)法人要親自掛帥的原因。未來5～10年行業(yè)領軍企業(yè)一定會共享相關數據，并能夠看到上下游終端信息。無法共享信息的企業(yè)由于缺乏對全球相關資源情況、市場發(fā)展趨勢、企業(yè)運行狀況等諸多方面的掌握，而無法成為核心供應商，甚至無法進入產業(yè)鏈，最終定會被淘汰。 

   智能制造是一個全新時代，它將徹底顛覆沖壓企業(yè)的運營模式和管理體系，同時移動互聯網的融入將成為沖壓行業(yè)新一輪發(fā)展的制高點，而這一切才剛剛開始。

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