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上海步科：低成本智能制造助力持續(xù)精益改善
步科智慧工廠建設(shè)內(nèi)容包括ERP、MES、WMS系統(tǒng)，并與硬件進(jìn)行集成實現(xiàn)軟硬一體化，實現(xiàn)了財務(wù)、供應(yīng)鏈、生產(chǎn)、倉儲物流的全方位標(biāo)準(zhǔn)化、智能化管控。
整體方案藍(lán)圖：
圖2 步科智慧工廠整體藍(lán)圖
步科智慧工廠建設(shè)的核心內(nèi)容如下：
（1） 產(chǎn)品全程感知——條碼技術(shù)應(yīng)用
條碼追溯與防呆貫穿智能工廠產(chǎn)品生產(chǎn)的始終，從供應(yīng)商端到產(chǎn)品售后維修，實現(xiàn)產(chǎn)品的全生命周期追溯，按照質(zhì)量管理要求結(jié)合倉庫管理現(xiàn)狀，步科在條碼應(yīng)用方面啟用了物料代碼、批號、追溯號、序列號等四種規(guī)則：追溯號可以用來生產(chǎn)追溯但出入庫時可以不記錄對應(yīng)序列號，對自制成品啟用序列號單品管理，對每個序列號所耗用材料，生產(chǎn)過程進(jìn)行記錄。
圖3 步科現(xiàn)場打印標(biāo)簽
（2） 智能排程
生產(chǎn)訂單排程系統(tǒng)自動將訂單分配生產(chǎn)線、更新計劃訂單計劃開工時間、更新子項物料的需求時間，實現(xiàn)對生產(chǎn)線產(chǎn)能預(yù)警并拉動生產(chǎn)備料。
步科使用柔性生產(chǎn)功能，通過柔性產(chǎn)線中工作日歷，考慮柔性產(chǎn)線與物料關(guān)系中優(yōu)先級及柔性工藝路線中工序?qū)?yīng)作業(yè)時間，對生產(chǎn)訂單進(jìn)行有限產(chǎn)能排程。
生產(chǎn)訂單排程讓生產(chǎn)系統(tǒng)變得有序透明，排程直接下發(fā)到生產(chǎn)小組，小組工作不需要再由組長安排，讓小組員工具有充分的自主性。出現(xiàn)異常不能得到及時處理時，員工有權(quán)利切換工單，而物流系統(tǒng)隨員工切換而拉動。在正常情況下，物料根據(jù)現(xiàn)場消耗情況，亦實現(xiàn)按需拉動。
（3） 生產(chǎn)過程數(shù)字化加強(qiáng)生產(chǎn)過程管控
生產(chǎn)現(xiàn)場使用智能終端與連接現(xiàn)場人員、設(shè)備，通過打通ERP與MES數(shù)據(jù)鏈路，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時下發(fā)至到工位智能終端，用戶能過智能終端進(jìn)行作業(yè)。在終端上用戶能方便的進(jìn)行條碼掃描、上料、報工、報警、切換工單、首檢、完工送檢、打印、查看作業(yè)指導(dǎo)書等操作，讓車間用戶通過智能終端就能實現(xiàn)所有業(yè)務(wù)。
圖3 步科現(xiàn)場智慧終端應(yīng)用
同時，通過人工采集數(shù)據(jù)與設(shè)備采集數(shù)據(jù)結(jié)合，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場人機(jī)料法環(huán)數(shù)據(jù)的有效獲取（附圖為產(chǎn)品老化數(shù)據(jù)的獲取）。
圖5 老化設(shè)備數(shù)據(jù)采集
獲取的數(shù)據(jù)用于步科產(chǎn)品的持續(xù)改善，如生產(chǎn)進(jìn)度數(shù)據(jù)，我們用于制造周期改善。通過過程數(shù)據(jù)采集，能夠清晰的確認(rèn)到生產(chǎn)物流數(shù)據(jù)：倉庫什么時間開始備料，工單什么時間完成，成品檢驗什么時候開始等。通過生產(chǎn)工序節(jié)拍數(shù)據(jù)的分析，我們很清楚的知悉，我們制造過程中間存在的問題點。未達(dá)成產(chǎn)能的原因。
數(shù)據(jù)亦通過智能電子看板進(jìn)行實時呈現(xiàn)。產(chǎn)品實時狀態(tài)、進(jìn)度等信息的多維可視化，可深入到問題的背后，找到關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)信息，幫助客戶快速解決現(xiàn)場的異常問題。
圖6 步科現(xiàn)場看板應(yīng)用
（4） 智能物流
智能物流方案，通過軟硬件的充分結(jié)合，保證物流及時性。
圖7 步科倉儲物流管理
智能立體倉庫將WMS智能算法、創(chuàng)新的機(jī)械手設(shè)計與揀貨人員完美結(jié)合，實現(xiàn)人機(jī)數(shù)據(jù)的協(xié)同作業(yè)。智能立體倉庫將貨架的下面三層定義為揀貨區(qū)，上面層次定義為存貨區(qū)。機(jī)械手通過WMS智能優(yōu)化算法驅(qū)動，自動進(jìn)行庫位的上下調(diào)整。保證揀貨區(qū)物料滿足訂單需求。而當(dāng)訂單到達(dá)倉管員的移動智能終端時，倉管員只需要點擊觸發(fā)工單，系統(tǒng)會獲取到相應(yīng)物料信息，在揀貨區(qū)對應(yīng)庫位進(jìn)行亮燈，作業(yè)人員只需要按照亮燈的庫位依次進(jìn)行揀貨。揀貨人員的效率達(dá)到最優(yōu)水平。
圖8 智能亮燈揀貨
智能揀貨小車，結(jié)合多品種小批量的特點，由智能終端、條碼槍、無線模塊、移動電池；配置好WIFI后，在倉庫范圍內(nèi)跟隨倉庫人員進(jìn)行現(xiàn)場操作；生產(chǎn)工單下達(dá)后，需要備貨的信息傳達(dá)到揀貨小車上，根據(jù)亮燈系統(tǒng)的指引，實際揀貨后用條碼槍進(jìn)行匯報；實現(xiàn)零距離、零等待的數(shù)據(jù)處理，解決庫存不準(zhǔn)的頑疾。
基于步科的戰(zhàn)略要求，本次項目首先搭建了智慧工廠頂層設(shè)計方案，并配合軟硬件研發(fā)一次性的推動整體方案的落地。
1） 軟件平臺建設(shè)
新一代信息技術(shù)、云平臺的應(yīng)用是智能制造轉(zhuǎn)型的重要一環(huán)。以步科智慧工廠頂層設(shè)計為指導(dǎo)方針，步科智慧工廠首先建設(shè)了一套涵蓋ERP、MES、WMS的軟件平臺，助力步科構(gòu)建強(qiáng)有力的內(nèi)部管理體系，讓其內(nèi)部信息流在各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)高效流轉(zhuǎn)共享，實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營管理、生產(chǎn)執(zhí)行、倉儲物流的高效協(xié)同。其中云ERP的搭建，從財務(wù)、銷售、計劃、成本、供應(yīng)鏈幾個方面實現(xiàn)資源優(yōu)化、將流程標(biāo)準(zhǔn)化；MES系統(tǒng)的搭建，實現(xiàn)生產(chǎn)過程現(xiàn)場數(shù)字化，讓生產(chǎn)執(zhí)行敏捷、高效、透明；WMS系統(tǒng)的搭建，保證物料準(zhǔn)時化供應(yīng)，提高倉儲物流效率及透明度，快速響應(yīng)生產(chǎn)各工序的即時配送要求；并通過 ERP+MES+WMS一體應(yīng)用提升其內(nèi)部經(jīng)營、生產(chǎn)的效率，優(yōu)化成本管控。
2） 硬件平臺構(gòu)建
智慧工廠建設(shè)，軟硬一體才能讓智能制造系統(tǒng)發(fā)揮其最大的效能。在軟件系統(tǒng)建設(shè)的同時，步科發(fā)揮其自動化廠商優(yōu)勢，同步進(jìn)行了硬件平臺的構(gòu)建。為適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)模式下，現(xiàn)場高節(jié)拍、換線頻繁、物料種類多配送頻率高等特點，步科智慧工廠項目先后完成構(gòu)建了智慧終端、數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)、電子看板、智能貨架、智能RGV小車、物料輸送滾筒線等硬件設(shè)施，并將硬件設(shè)備與軟件平臺進(jìn)行無縫對接，實現(xiàn)軟件平臺與硬件設(shè)備的生產(chǎn)聯(lián)動，生產(chǎn)指令實時下發(fā)至設(shè)備，執(zhí)行數(shù)據(jù)實時上傳至軟件系統(tǒng)，并實時透明化展示。通過軟硬一體化的智慧工廠解決方案，以提升生產(chǎn)現(xiàn)場的執(zhí)行效率和品質(zhì)，降低整體成本。
3） 精益改善 持續(xù)優(yōu)化
在數(shù)字化基礎(chǔ)上，結(jié)合精益管理思想，不斷對生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行精益改善，發(fā)揮智慧工廠的最大作用，持續(xù)為步科的發(fā)展注入新的動力。
圖9 利用生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行工序價值流分析
圖10 利用生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行車間布局改善
