柔性化
批量個性化訂單
上海(hai)步科：低成本智能制(zhi)造助力(li)持(chi)續精(jing)益改(gai)善
步科(ke)智(zhi)慧工廠(chang)建設內容包括(kuo)ERP、MES、WMS系統，并與(yu)硬件進行集成實現軟硬一體化，實現了財務、供應鏈、生產、倉儲物流的全方位標(biao)準化、智(zhi)能化管控。
整體方(fang)案藍圖：
圖2 步(bu)科智慧工廠(chang)整體藍圖
步(bu)科智慧工廠建設的核心內容(rong)如下：
（1） 產(chan)品全(quan)程感知——條碼技術(shu)應用
條碼追(zhui)溯(su)(su)與防呆貫(guan)穿智(zhi)能工(gong)廠(chang)產(chan)品生(sheng)產(chan)的始(shi)終，從供應商(shang)端到(dao)產(chan)品售后維修，實現(xian)產(chan)品的全(quan)生(sheng)命周期追(zhui)溯(su)(su)，按照質量(liang)管理(li)要(yao)求結合倉庫管理(li)現(xian)狀，步科在條碼應用(yong)(yong)(yong)方面啟用(yong)(yong)(yong)了物(wu)料(liao)代碼、批號(hao)(hao)、追(zhui)溯(su)(su)號(hao)(hao)、序列號(hao)(hao)等四種規則：追(zhui)溯(su)(su)號(hao)(hao)可以用(yong)(yong)(yong)來生(sheng)產(chan)追(zhui)溯(su)(su)但出入庫時可以不記錄對(dui)應序列號(hao)(hao)，對(dui)自制成品啟用(yong)(yong)(yong)序列號(hao)(hao)單品管理(li)，對(dui)每個序列號(hao)(hao)所耗用(yong)(yong)(yong)材料(liao)，生(sheng)產(chan)過程進行記錄。
圖3 步科(ke)現(xian)場打印標簽
（2） 智(zhi)能(neng)排(pai)程
生(sheng)(sheng)產訂單(dan)排程(cheng)系統(tong)自動將訂單(dan)分配生(sheng)(sheng)產線(xian)(xian)、更(geng)(geng)新計劃訂單(dan)計劃開工時間、更(geng)(geng)新子(zi)項(xiang)物料的需(xu)求時間，實現對生(sheng)(sheng)產線(xian)(xian)產能預警并拉動生(sheng)(sheng)產備料。
步科(ke)使(shi)用柔(rou)性生產(chan)功能(neng)，通過(guo)柔(rou)性產(chan)線中工作日(ri)歷，考慮柔(rou)性產(chan)線與物料關系中優先級及(ji)柔(rou)性工藝(yi)路線中工序對應作業時間(jian)，對生產(chan)訂單進行有限產(chan)能(neng)排程。
生產訂單(dan)(dan)排(pai)(pai)程讓(rang)生產系統變得(de)有(you)序透明，排(pai)(pai)程直(zhi)接下發到(dao)生產小組(zu)，小組(zu)工(gong)作(zuo)不(bu)需要再由組(zu)長安排(pai)(pai)，讓(rang)小組(zu)員(yuan)工(gong)具有(you)充分(fen)的自主(zhu)性。出現異常不(bu)能得(de)到(dao)及時處理(li)時，員(yuan)工(gong)有(you)權利切換工(gong)單(dan)(dan)，而物(wu)(wu)流系統隨員(yuan)工(gong)切換而拉動。在(zai)正常情(qing)況下，物(wu)(wu)料根據現場消(xiao)耗情(qing)況，亦實現按需拉動。
（3） 生產過程(cheng)數字化加(jia)強生產過程(cheng)管控(kong)
生產現(xian)場使用智能(neng)終(zhong)端(duan)(duan)(duan)與(yu)連接(jie)現(xian)場人員、設備，通(tong)過(guo)打通(tong)ERP與(yu)MES數據鏈路，實現(xian)數據實時下發(fa)至(zhi)到工位智能(neng)終(zhong)端(duan)(duan)(duan)，用戶(hu)能(neng)過(guo)智能(neng)終(zhong)端(duan)(duan)(duan)進(jin)行作業。在終(zhong)端(duan)(duan)(duan)上用戶(hu)能(neng)方便的(de)進(jin)行條碼掃(sao)描、上料(liao)、報工、報警、切換工單、首檢(jian)、完工送檢(jian)、打印、查看作業指導書等(deng)操作，讓車(che)間用戶(hu)通(tong)過(guo)智能(neng)終(zhong)端(duan)(duan)(duan)就能(neng)實現(xian)所(suo)有業務(wu)。
圖3 步科現(xian)場(chang)智慧終端應用
同(tong)時，通過人工(gong)采集(ji)數據(ju)(ju)與設備采集(ji)數據(ju)(ju)結合(he)，實(shi)現(xian)工(gong)業(ye)現(xian)場人機料法環數據(ju)(ju)的有(you)效獲取（附圖為產品老(lao)化數據(ju)(ju)的獲取）。
圖(tu)5 老化設備數據采集
獲取的(de)(de)數(shu)據(ju)用(yong)于(yu)步科產品的(de)(de)持續改(gai)(gai)善(shan)，如生產進度數(shu)據(ju)，我們用(yong)于(yu)制造(zao)周期改(gai)(gai)善(shan)。通過(guo)過(guo)程(cheng)數(shu)據(ju)采集，能(neng)(neng)夠清晰的(de)(de)確認(ren)到生產物流數(shu)據(ju)：倉庫什么時(shi)間(jian)開始(shi)備料，工單什么時(shi)間(jian)完成(cheng)(cheng)，成(cheng)(cheng)品檢驗什么時(shi)候開始(shi)等(deng)。通過(guo)生產工序節拍數(shu)據(ju)的(de)(de)分析，我們很清楚的(de)(de)知悉，我們制造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong)間(jian)存在的(de)(de)問(wen)題點。未(wei)達(da)成(cheng)(cheng)產能(neng)(neng)的(de)(de)原因。
數(shu)(shu)據亦(yi)通過智能電子看板進(jin)行實(shi)時(shi)呈現(xian)。產品實(shi)時(shi)狀態、進(jin)度等信息的多維可視(shi)化，可深(shen)入到問(wen)題(ti)的背(bei)后，找(zhao)到關(guan)聯(lian)的數(shu)(shu)據信息，幫助(zhu)客(ke)戶(hu)快速解決現(xian)場(chang)的異(yi)常問(wen)題(ti)。
圖6 步科現(xian)場(chang)看板應用(yong)
（4） 智能(neng)物流
智(zhi)能物流方案，通過軟硬件的(de)充分(fen)結合，保證物流及時性(xing)。
圖7 步科倉儲物流管理
智(zhi)能(neng)立體倉(cang)庫(ku)將(jiang)WMS智(zhi)能(neng)算(suan)法(fa)(fa)、創新的機械(xie)手(shou)設計與(yu)揀(jian)(jian)貨(huo)(huo)(huo)人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)完美結合(he)，實現人(ren)(ren)機數據的協同(tong)作(zuo)業。智(zhi)能(neng)立體倉(cang)庫(ku)將(jiang)貨(huo)(huo)(huo)架的下(xia)面(mian)(mian)三層(ceng)定義為揀(jian)(jian)貨(huo)(huo)(huo)區(qu)(qu)，上(shang)面(mian)(mian)層(ceng)次(ci)定義為存貨(huo)(huo)(huo)區(qu)(qu)。機械(xie)手(shou)通(tong)過WMS智(zhi)能(neng)優化(hua)算(suan)法(fa)(fa)驅動，自動進(jin)(jin)(jin)行(xing)庫(ku)位的上(shang)下(xia)調整。保證揀(jian)(jian)貨(huo)(huo)(huo)區(qu)(qu)物料(liao)(liao)滿足訂單需(xu)(xu)求。而當訂單到(dao)(dao)達倉(cang)管員(yuan)(yuan)(yuan)的移動智(zhi)能(neng)終(zhong)端時(shi)，倉(cang)管員(yuan)(yuan)(yuan)只(zhi)需(xu)(xu)要(yao)點(dian)擊觸(chu)發(fa)工單，系統(tong)會獲取到(dao)(dao)相應物料(liao)(liao)信(xin)息，在揀(jian)(jian)貨(huo)(huo)(huo)區(qu)(qu)對應庫(ku)位進(jin)(jin)(jin)行(xing)亮燈，作(zuo)業人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)只(zhi)需(xu)(xu)要(yao)按照亮燈的庫(ku)位依次(ci)進(jin)(jin)(jin)行(xing)揀(jian)(jian)貨(huo)(huo)(huo)。揀(jian)(jian)貨(huo)(huo)(huo)人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)的效率(lv)達到(dao)(dao)最優水平。
圖8 智能亮燈揀貨(huo)
智能揀貨小(xiao)車，結合多(duo)品種小(xiao)批(pi)量的(de)特(te)點，由智能終端、條碼槍、無線模塊、移動(dong)電(dian)池；配(pei)置好WIFI后(hou)，在(zai)倉庫(ku)范圍內(nei)跟隨倉庫(ku)人員進行現場操作；生產工單下達后(hou)，需要備(bei)貨的(de)信息傳達到揀貨小(xiao)車上，根(gen)據亮燈系統(tong)的(de)指引，實際揀貨后(hou)用(yong)條碼槍進行匯報；實現零(ling)距離、零(ling)等待的(de)數據處理，解決庫(ku)存不準(zhun)的(de)頑疾。
基于步(bu)科的(de)(de)戰略要求，本次項(xiang)目(mu)首先(xian)搭建了智慧(hui)工廠頂層設計方案，并配合軟硬(ying)件(jian)研發一次性的(de)(de)推動整體(ti)方案的(de)(de)落(luo)地。
1） 軟(ruan)件(jian)平臺建設
新一代信(xin)(xin)息(xi)技術、云(yun)平臺(tai)的(de)(de)應(ying)用是(shi)智(zhi)(zhi)能制(zhi)造轉型的(de)(de)重要(yao)一環。以步科(ke)智(zhi)(zhi)慧工廠頂層(ceng)設計為指導方(fang)針(zhen)，步科(ke)智(zhi)(zhi)慧工廠首先(xian)建(jian)設了一套涵蓋(gai)ERP、MES、WMS的(de)(de)軟件平臺(tai)，助力步科(ke)構建(jian)強有力的(de)(de)內(nei)部管理(li)體系(xi)(xi)(xi)，讓其內(nei)部信(xin)(xin)息(xi)流(liu)在(zai)各(ge)個(ge)業務(wu)環節(jie)高(gao)(gao)效流(liu)轉共享，實(shi)現(xian)(xian)企業經營(ying)管理(li)、生(sheng)(sheng)產(chan)執(zhi)行(xing)、倉(cang)儲物流(liu)的(de)(de)高(gao)(gao)效協同。其中(zhong)云(yun)ERP的(de)(de)搭(da)(da)(da)建(jian)，從財務(wu)、銷售、計劃、成(cheng)本、供應(ying)鏈幾個(ge)方(fang)面實(shi)現(xian)(xian)資源優化(hua)(hua)(hua)、將流(liu)程(cheng)標準(zhun)化(hua)(hua)(hua)；MES系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)搭(da)(da)(da)建(jian)，實(shi)現(xian)(xian)生(sheng)(sheng)產(chan)過(guo)(guo)程(cheng)現(xian)(xian)場數(shu)字(zi)化(hua)(hua)(hua)，讓生(sheng)(sheng)產(chan)執(zhi)行(xing)敏捷、高(gao)(gao)效、透(tou)明(ming)；WMS系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)搭(da)(da)(da)建(jian)，保證(zheng)物料準(zhun)時化(hua)(hua)(hua)供應(ying)，提(ti)高(gao)(gao)倉(cang)儲物流(liu)效率及透(tou)明(ming)度(du)，快速響應(ying)生(sheng)(sheng)產(chan)各(ge)工序的(de)(de)即時配送要(yao)求；并通(tong)過(guo)(guo) ERP+MES+WMS一體應(ying)用提(ti)升其內(nei)部經營(ying)、生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)效率，優化(hua)(hua)(hua)成(cheng)本管控。
2） 硬件平臺構(gou)建
智(zhi)慧(hui)(hui)工(gong)(gong)廠(chang)建設，軟硬一(yi)體(ti)才能(neng)(neng)(neng)讓智(zhi)能(neng)(neng)(neng)制造系統發(fa)揮其最(zui)大的(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)能(neng)(neng)(neng)。在軟件(jian)(jian)系統建設的(de)(de)(de)同時(shi)，步科發(fa)揮其自(zi)動化(hua)廠(chang)商優勢，同步進行了硬件(jian)(jian)平(ping)臺的(de)(de)(de)構建。為適應多品種(zhong)、小(xiao)批量(liang)生(sheng)產(chan)模式下，現場高節拍(pai)、換線頻繁、物料種(zhong)類多配送頻率高等特點，步科智(zhi)慧(hui)(hui)工(gong)(gong)廠(chang)項目先后完成構建了智(zhi)慧(hui)(hui)終端、數據(ju)采集網關、電子看板、智(zhi)能(neng)(neng)(neng)貨(huo)架、智(zhi)能(neng)(neng)(neng)RGV小(xiao)車、物料輸送滾筒線等硬件(jian)(jian)設施，并(bing)將硬件(jian)(jian)設備與軟件(jian)(jian)平(ping)臺進行無縫(feng)對接，實(shi)現軟件(jian)(jian)平(ping)臺與硬件(jian)(jian)設備的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)聯動，生(sheng)產(chan)指令實(shi)時(shi)下發(fa)至(zhi)設備，執(zhi)行數據(ju)實(shi)時(shi)上(shang)傳至(zhi)軟件(jian)(jian)系統，并(bing)實(shi)時(shi)透明化(hua)展(zhan)示。通(tong)過軟硬一(yi)體(ti)化(hua)的(de)(de)(de)智(zhi)慧(hui)(hui)工(gong)(gong)廠(chang)解決方(fang)案，以提(ti)升生(sheng)產(chan)現場的(de)(de)(de)執(zhi)行效(xiao)(xiao)率和品質，降低整(zheng)體(ti)成本。
3） 精益改善 持續優化
在數字化基礎上，結合精益(yi)管(guan)理(li)思想(xiang)，不斷(duan)對生產現(xian)場進行精益(yi)改善，發(fa)揮智慧工廠的最大作用，持續(xu)為步科的發(fa)展注(zhu)入新的動力。
圖9 利用(yong)生(sheng)產數(shu)據進行工序價(jia)值流分析(xi)
圖(tu)10 利用(yong)生(sheng)產數據進行車間布(bu)局改善
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