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基於流程信息化的MES整廠規劃
來源:服裝智能製造精英俱樂
一、背景
隨著移動互聯網、物聯網以及大數據技術的成熟,製造業發展從最初的手工製造累積進化,到模塊數字化。傳統的生產方式已無法滿足需求,智能製造必然成為新時期企業以信息數據為基礎的管理需求。無論是製造業的參與者、現有的製造理念還是生產模式,都將帶動傳統製造業的顛覆與重構,加速「兩化」——智能化、信息化的深度融合。
二、智能工廠建設規劃
隨著公司產業規模迅速擴張,存在的問題越來越凸顯。企業管理和信息化「兩張皮」;信息系統很多,但未與企業管理的實際充分結合,造成信息系統使用效率低下;各信息系統之間數據沒有拉通,造成信息孤島等。針對以上問題,公司以流程為驅動,數據為支撐,以信息化為手段,深度集成業務與系統,做到對生產過程中的靈活配置,打造精益生產。
1.基於流程的業務變革
在智能工廠項目實施過程中,通過業務過程重組BPR、ECRS理念(取消、合併、重排、簡化)的基本理論和方法,AS-IS與To-Be流程的增值分析,做到了去除冗餘,建立了智能工廠規劃圖。
通過總體規劃指導,基於頂層地圖再細化每一層的To-Be流程圖,同時從計劃、質量、人員、異常、物料等多個方面建立To-Be流程圖,建立改善項課題,綜合考慮目標、現有條件等信息。
2.基於信息技術的集成創新
服裝智能製造精英俱樂部在打造智能工廠過程中,通過縱向控制層、物理層的連通,橫向供應商至客戶端到端的連通,業務流程/信息系統層端到端的集成,最終形成橫向集成、價值鏈端到端的集成、企業縱向集成的三項集成。
通過CRM、PLM、ERP、MES、APS等信息化系統,將管理體系要求固化落地,同時也打通業務流和數據流,消除信息孤島和業務壁壘。在智能工廠設計過程中,智能包括產品智能化(PLM、CAPP等)、生產方式智能化(APS、MES、ERP等)、物流智能化(WMS、DPS、SRM等)、設備智能化(AGV、機械臂等)、管理智能化(BPS、EMI等)等五個方面。
產品智能化:涉及從設計端到製造產品生命周期的過程,包括PLM、CAPP等多個系統的協同設計。將產品設計過程轉換成製造過程的數據、文檔結構化,做到就源輸入、一次輸入、多次有效。
生產方式智能化:生產智能化是基於智能工廠,融合人、機、料、法、環等環節的過程。在生產過程中利用ERP、MES對生產管控,打開過程黑箱,消除數據孤島,避免數據斷層,做到透明化、高效化、可追溯等功能。在訂單下達時,通過APS(高級計劃排程)對生產過程中涉及的人、機、料、法、環等資源運算,尋找最優排程。
物流智能化:為了更高精度滿足自動化產線的需求,減少線邊庫存,提升對物料配送的響應程度。從而建立集配區,利用移庫方式來暫存模塊及電機控制器的專用物料,保證高頻次的準時配送。同時引入物料揀配系統,連接MES和AGVS,做到對物料配送任務的監控、配送需求的快速響應及配送過程的透明化。做到物料提前1小時送達生產線,工位的物料配送準時率達到90%,配送效率提升20%。
設備智能化:AVG小車來回穿梭於物流庫房和製造車間,模塊自動化產線、機械手的精準定位,做到產品的自動裝配檢測。在生產裝備過程中,通過傳感器進行數據采集,FMB、EMI電子看板實時顯示生產數據以及生產狀態。
管理智能化:通過端到端的As-Is與To-Be業務梳理,流程與信息化的深度融合,為管理及項目實施過程提供方法,更快速了解需求。基於BPS流程系統,做到跨部門、跨系統間的快速響應合作,EMI等報表系統做到整個生產過程中異常、指標可視、透明化,更高效的指導生產。
在整個智能化的背後,信息技術是支撐點。服裝智能製造精英俱樂部依據To-Be流程圖制定信息系統規劃,確定基礎數據標準化方案,功能(含界面、邏輯、接口)開發需求,其中涉及ERP系統、HR系統、PLM系統、BPM系統、MES系統等信息系統和自動化(產線)設備。且通過信息化工作的穩步推進,組織業務人員整理系統基礎數據(工藝路線、BOM),並對系統功能進行測試和優化。流程信息化沒有止步於業務流程,通過業務流程的改善、重設計,將業務與信息系統緊密結合,並進一步深入到業務基礎數據的改善。
三、建成成效
以流程信息化為基礎,融合信息化與自動化,探索智能製造。通過現場終端的自動化數據采集和反饋、移動APP應用、配送信息與AGV小車聯合的大膽嘗試、測試自動化與信息化試點集成,協同三維工程化、數字化工廠建設等工作開展,一座信息透明,反應敏捷,高質高效的智能工廠初見雛形。
同時,在生產過程中異常預警、SPC分析等數據都可通過系統展示出來,將整個生產過程中異常、指標可視、透明化,為管理角度更高效的指導生產。最終,服裝智能製造精英俱樂部通過以工業智能產品采集出來的數據,提供預測性分析的價值,如工程檢測數據分析等。通過高質量、高標準的數據,支撐企業高效的運行與決策,以及防控風險。同時,隨著國際戰略的發展,基於信息系統的貫通,以數據的關聯性、一致性,給企業帶來數據價值,提升效率。
四、結語
以智能工廠建設規劃為指導,通過現場終端的自動化數據采集和反饋、AGV小車嘗試、測試自動化與信息化試點集成,協同三維工程化設計運用,最終打造透明、高效的智能工廠。同時,隨著智能製造的發展,對人才能力多面化、意識包容化等方面也有了更高的要求。展望未來,通過物聯網、大數據等技術的支撐,以「流程驅動、數據支撐、信息化為手段」的工作思路,努力探索適合軌道交通智能製造的實踐之路。
如何搭建科學的MES報表系統
MES系統是企業信息集成的紐帶,是製造企業信息化的重要組件,是做到製造企業自動化生產和智能化數據經營的必經之路。MES系統包括訂單管理、計劃管理、生產執行、質量管理和報表中心等模塊,為企業打造一個紮實、可靠、全面、可行的製造協同管理平台。
MES常見功能
現場管理細度:由按天變為按分鐘/秒
現場數據采集:由人手錄入變為掃描、快速準確采集
電子看板管理:由人工統計發布變為自動采集、自動發布
倉庫物料存放:模糊、雜散變為透明、規整
生產任務分配:人工變為自動分配、產能平衡
倉庫管理:人工、數據滯後變為系統指導、及時、準確
責任追溯:困難、模糊變為清晰、正確
績效統計評估:靠殘缺數據可能變為憑準確數據分析
統計分析:按不同時間/機種/生產線等多角度分析對比
綜合分析:按不同的需求綜合分析不同的數據
現在很多MES軟件廠商都把重心放在計劃管理和執行流程上,而往往忽略了報表系統的重要性,但其實對於很多信息化系統而言,報表系統控制著數據填報和輸出,它才是整個數據信息流轉的關鍵所在。
如果報表中心給力,那麼MES系統的生產數據更完整、連續,可及時把控進度,避免產線空閒,有效提高生產效率。
如果報表中心雞肋,那麼MES系統的數據存儲、讀取和展現都會大打折扣,最終拖累生產效率。
由此可見,一個科學、高效、穩定的報表平台對於MES系統是何等重要。服裝智能製造精英俱樂部以為,對於MES的報表平台來說,數據整合、運行效率、數據分析、數據展示是最重要的4個方面。
數據整合
現代化企業往往有多個信息化系統並存,CRM、ERP、OA、MES等等,不管報表系統是獨立於這些系統,還是附屬與這些系統,都必然要與各系統的數據打通,做到統一的數據管理平台。
運行效率:一個報表系統的好壞,很大程度上取決與其性能,這關係到在進行數據存儲、查詢分析、並發訪問時的效率。高效的報表系統必定要能勝任企業內部的多並發訪問,超大數據量的處理和複雜數據分析算法。
數據分析
傳統概念上的MES在數據分析方面較為薄弱,很多企業使用MES僅作為計劃管理、生產監控的工具,卻不關心其數據分析能力。現如今已經步入數據時代,如果企業能有效利用其沉淀下來的數據,那麼數據就是企業資產,不然也只能是企業資源。所以,一個擁有先進數據分析算法,支持多種分析方式的報表系統對與MES來說才是錦上添花。
數據展示
一方面是可視化的形式和美觀度,得益於前端技術的蓬勃發展,數據可視化近幾年也有長足的進步。另一方面要看是否支持移動端和數據大屏,隨著移動互聯網的發展,移動辦公、移動決策已經成為最為普遍的場景了。
對於一個MES報表平台來說,如果能做到上面4個點,那麼對上可以連接各數據源,建立統一的數據倉庫,對下可以及時準確的進行數據展示和數據分析,從而是整個企業的數據流程變得連續、完整、高效,最終促進科學決策,提高企業生產效率。
服裝智能製造精英俱樂部總結,MES系統為工廠帶來以下幾個好處:
a、優化企業生產製造管理模式,強化過程管理和控制,達到精細化管理目的。
b、加強各生產部門的協同辦公能力,提高工作效率、降低生產成本。
c、提高生產數據統計分析的及時性、準確性,避免人為干擾,促使企業管理標準化。
d、為企業的產品、中間產品、原材料等質量檢驗提供有效、規範的管理支持。
e、實時掌控計劃、調度、質量、工藝、裝置運行等信息情況,使各相關部門及時發現問題和解決問題。 f、最終可利用 MES系統建立起規範的生產管理信息平台,使企業內部現場控制層與管理層之間的信息互聯互通,以此提高企業核心競爭力。
工業大數據正用七大方式改變製造業
工業大數據是互聯網,大數據和工業產業結合的產物,同時又反作用於產業升級發展,相輔相成,意義非凡~對於服裝製造業而言,了解行業大數據產生的背景,歸納行業大數據的分類和特點,從數據流推動本身價值創造的視角看待、重造工業價值流程,將具有很強的現實意義。
一、工業大數據如何改變服裝製造業?
1、精度更高
高成功率的製造是服裝工廠的核心競爭力,在大數據出現之前,最好的方法是投資更好的設備,或對員工進行更好的培訓,但都無法太大的減少失敗率帶來的額外損失。然而,使用大數據,製造商可以使用計算機程序來優化流程,並更加巧妙地分析錯誤,從而防止這些錯誤產生。
2、產量更高
大多數製造商購買原材料並製造成品,他們銷售價格高過製造成本。服裝智能製造精英俱樂部發現, 在該系統中,製造商可以獲得更高的收益(每個成品使用的原材料越少),企業的經營就更有利可圖。新的大數據應用程序使製造商能夠更好地了解其整體產量,並有機會改進其經營方法,生產產品獲得更多的利潤。
3、更好的預測
製造商可以根據各種情況預先判斷需要生產多少產品,淡季的時候減少生產量,以及在倉庫中的庫存或出貨量。大數據有助於製造商更好地掌握這種供需關係的變化,因此可以在最有價值的生產條件下進行生產。
4、預測和判斷蹤供應商的產品優劣
製造商也可以使用大數據跟蹤供應商的優劣。例如,如果供應商提供劣質產品比例較高,通過大數據計算證明這些事情,就可以確定選擇新的供應商是否更加具有成本效益。
5、更高的可追溯性
大數據還使製造商的流程更加透明和可追溯。製造商的原材料在生產過程中以及生產階段有多少損失?給定批次產量多少,目前存儲在哪里?運送需要多長時間,一旦需要運送,產品在哪里?大數據可幫製造商跟蹤生產和交付的所有這些階段,並提供對可能效率低的領域的洞察和分析。
6、高級自定義工作
大數據顯示,通過在以往的努力中獲取數據並創造更好地利用原材料的方法,有可能創建高級定制工作。它也可以幫助製造商採取逆向工程,為熟悉的問題提出新的解決方案。
7、投資回報率和經營效率
大數據使製造商能夠更深入地了解其經營的真正效率,以及升級時產生的投資回報率(ROI),例如新設備或新的廣告策略。
二、這對製造商意味著什麼?
1、更高的盈利能力
傳統製造業受到原材料成本和生產限制等因素的限制,而大數據的降臨,讓每個生產環節得更多的收益,極大的較少了成本,服裝智能製造精英俱樂部企業主能夠利用這些機會,賺取更多的收入。
2、更大的競爭壓力
隨著製造商採用大數據戰略,競爭對手感受到採取類似甚至更好的方法的壓力。越來越多的競爭迫使越來越多的傳統製造商升級內部系統,因此未來的技術發展將會越來越活躍。
3、對新角色的需求
精益的數據應用程序對外部人員或不熟悉數據分析的人員來說具有極大的挑戰性。新技術令人印象深刻,但他們要求有足夠知識和經驗的人來實施和管理它們。因此,製造商需要專業的人或者公司來協助完成這些變化。
目前來看,越來越多的傳統製造業也隨著大數據的普及在不斷的進行產業升級,在競爭激烈的新時代,大數據給製造業帶來的改變是否會引領新的工業革命,相信各位已經有了自己的答案。
理解信息物理系統
一個企業的智能體現在正確的決策管理之下建立的自主研發體系,執行層再強大,不是智能,因此自動化設備、機器人、自動的物料配送、數控機床等再多都是執行層,是自動化的概念,不是智能工廠。
信息物理系統(CPS)是支撐信息化和工業化深度融合的一套綜合技術體系。最近,就信息物理系統一些熱點問題,都說信息物理系統是支撐兩化深度融合的綜合技術體系,但是要真正做到融合非常困難,問題就是從事工業的技術人員和從事信息技術的人員各說各話、互不理解。工業的人關心的是產品、工藝、生產、設備、管理、物料、協作等,而信息化的人關心的是計算機、控制、軟件、數據庫、電子、網路等等,經常不在一個頻道上對話。
兩化深度融合要做什麼?服裝智能製造精英俱樂部覺得應該在數字模型、過程仿真、工業互聯網、業務流程管理、業務智能、電子商務、虛擬現實、直接製造、流程電子化、面向服務架構、企業架構、社會協同這12個方面共同推進,12個方面就是一個綜合體系。
信息物理系統的四大核心
「一硬、一軟、一網、一平台」則是信息物理系統的四大核心技術要素:
「一硬」(感知和自動控制)、
「一軟」(工業軟件)、
「一網」(工業網路)、
「一平台」(工業雲和智能服務平台),
實際上體現了一個智能體的運行過程:狀態感知、實時分析、自主決策、精準執行、學習提升且循環上升。狀態感知靠傳感器,精準執行靠自動控制,這就是「一硬」。實時分析靠軟件,這就是「一軟」。當然傳感器的數據和發給控制器的數據沒有工業數據總線的傳遞肯定不行,這就是「一網」。後台沒有強大的計算機集群和大量工業軟件分析決策也沒有智能,這就是工業雲,就是「一平台」。因此說「一硬、一軟、一網、一平台」是信息物理系統的四大核心技術要素。
數字虛體
數字虛體兩個作用,第一就是嵌入式系統,既可以研制新設備時全面應用它使得設備智能化,也可以改造傳統設備,使老設備變得「智能」。這里就引出智能製造一個重要概念:傳統的生產型企業轉型升級為生產服務型企業,核心就是產品的智能化。第二個作用就是我們所熟悉的虛擬產品模型、工藝模型、生產模型、試驗仿真模型、維護維修保障模型及各類管理模型等,這些模型構建了人和電腦之間的金橋,使得人和電腦之間有了一個共同的工程語言,換句話說,就是我們人類的大腦所作的事情可以變成軟件、變成模型,而且被電腦所認識並理解執行。在人類持續把成熟的算法、知識、經驗逐步地變成軟件和模型的過程中,不斷地把原先由人腦來乾的事情交給電腦來做,我們不就是逐步走向智能了嗎?
智能製造的基礎是完全理解CPS,CPS的基礎是軟件和模型。因此,我們說智能製造難點是建模,焦點在仿真,大規模工業軟件的應用必不可少。
德國的「工業4.0」提出1-2-3-8新型工業體系,把CPS系統建立放在第一位,為什麼?
第一,傳統的工業體系,就是人、機、料、法、環、測,也就是愛迪生的試錯法,然而法、環、測三條都是人建立起來的。
第二,CPS是一種控制機制,是控制、通信、虛擬、創新、協同,當然這之後隱藏著大量的計算。CPS簡單說就是虛實精確映射。因此一個CPS就創造了一個虛擬空間,也就是我們所說的數字虛體。
第三,這個數字虛體可以是一個嵌入式系統,也可以是虛擬模型(如產品CAD模型、CAE模型、CAPP模型以及各類工程應用和管理模型)。有了這種虛擬產品模型和管理模型,我們就可以在電腦上做大量的設計、分析、仿真、計算,從而來評估產品的功能和性能,而不必再造出產品做試驗來評價產品功能和性能。這樣的做法既提高了產品質量,也會大大縮短產品研發周期,進而增加效益。實際上,這就是第四次工業革命的要點。
服裝智能製造精英俱樂部按照管理學理論知識,企業分為決策層、管理層和執行層。一個企業的智能體現在正確的決策管理之下建立的自主研發體系,執行層再強大,不是智能,因此自動化設備、機器人、自動的物料配送、數控機床等再多都是執行層,是自動化的概念,不是智能工廠。
因此,世界上最好的工廠僅僅是數字化工廠,尚沒有智能工廠,智能工廠是目標,不是現在。另外從人類四次工業革命的發展來看,每次工業革命都是幾十年甚至上百年的歷史。智能製造是一次馬拉松比賽,中國作為一名運動員,正在熱身,尚未上場。
編輯:阿木木木
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