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先进制造须与信息化“水乳交融”
作者:北京并捷信息技术有限公司 李林
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企业资源计划ERP展厅
企业资源计划ERP, 供应链管理SCM, 客户关系管理CRM...
近几年来,中国机床行业面临着日益严峻的市场竞争与挑战,受到来自发达国家性价比优异的先进产品的巨大冲击。

笔者认为,在国内机床行业依旧落後於发达国家的今天,实现制造现代化和信息化的融合(简称“两化融合”),无疑是提高综合竞争力的重中之重。

机床行业能否全面适应我国各个制造行业技术的发展需求,取决於机床产品是否真正符合先进制造技术的发展趋势。因此,开发先进且性价比良好的数控机床产品并实现产业化生产,才能促成我国制造设备的更新换代,这将是中国制造技术跟上世界发展趋势的必由之路,也是我国先进制造技术装备实现能力自给的重要标志之一。

现代化制造企业呼唤管理创新

现代化制造企业的特点是底层的自动化、合理的物流管理与控制、以顾客为中心的经营思想和大规模定制生产等,这些都对传统经营管理理念提出诸多挑战,其主要体现在:经营思想和管理理念的创新;组织结构和管理机制的创新;管理规范和工作流程的创新;管理方法和制造技术的创新。

两化融合是实现创新的途径,数字化制造是将之付诸实践的载体,正是通过它来从整体上提高企业的制造水平和能力。

已有不少案例验证,利用互联网络建立敏捷的新产品设计和开发环境、快速的销售渠道、柔性的制造过程和有效的供应链,能有效提高企业全球化的市场竞争能力和现代化管理水平。

北一大隈机床有限公司(下文简称“北一大隈”)是中日合资企业,其工厂的自动化程度较高,年产中高档数控加工中心1200台。该厂以基础件、关键件加工和装配为主,加工设备均是数控机床和柔性制造单元(FMS),一般零件、钣金件、配套件、标准件、电器件等都是外协或外购。

工厂的生产方式则为BTO(Build To Order)模式,即在市场预测的基础上,按客户订单生产,以最大可能优化效益,实质上形成了大规模定制生产方式的现代化制造。大隈的日本工厂采用了荷兰BAAN的ERP软件,考虑到BAAN在中国有相当的实施困难及成本太高,经过审慎调研,日方决定采用北京并捷信息技术有限公司(下文简称“并捷”)的ERP软件EMIS。

为实现信息化融入制造自动化、管理现代化的目标,并捷方面派了4位员工赶赴日本大隈考察,学习其BTO生产模式实现的方法,针对北一大隈的需求进行了业务流程分析及设计,开发出适应装备制造企业的ERP产品—大规模定制生产管理系统,并在北一大隈成功实施,取得了可喜的成效。

信息化与先进管理模式的融合

1. 面向产品结构进行定制管理

产品结构BOM是ERP最基础和重要的数据,作为实施大规模定制的一个关键条件,便是对丰富多样的客户需求信息的采集,并能在设计过程中及时与客户保持充分沟通。只有如此,才能切实满足客户需求,从而使大规模定制得以顺利实现。

产品定制过程中最重要的是产品描述,以便引导客户更合理地选择产品。它一方面为设计的具体过程提供了指导,另一方面可以约束客户,使他们更为迅速、方便、且准确地表达自身需求。

并捷为用户提供的定制分为以下两种类型:

①产品结构中必选的特徵件。特徵件在基型产品BOM中为虚拟件,在做MRP展开时需用客户选择的实际特徵件予以替换。用户如何选特徵件,不同行业不同产品自然选法也各异,但无非是两种方式:一种是在虚拟特徵件下挂上所有可选项供选定;另一种是只要用户给出相关性能指标,便能根据计算、查询,由系统自动选出符合要求的特徵件。

② 用户的选件与专门定制件。可以为用户分功能列出选件清单和由用户提出新增加件,设计部门则依据对应的技术要求实施设计。

2. 时间—成本双主线控制的ERP系统

企业必须不断提高运作效率以适应激烈的市场竞争,ERP肩负着为此提供有效手段的重任,同时现代化制造的日新月异也对ERP提出了全新挑战。

市场竞争的焦点最终体现在哪里?说到底就在於如何让产品的创新全面适应市场需求,有效控制交货时间和成本。针对此,我们提出了时间—成本双主线控制的ERP系统。

时间主线—以客户的个性需求为龙头,分析从产品个性化配置、生产技术准备、采购、加工、到装配各个环节影响时间的因素,并提出有效控制生产进度的方法,将其贯穿於ERP计划和生产的过程中,确保按时交货。成本主线—落实分段成本控制,实现时间—成本多阶多目标协调控制,达成资金流、信息流、物流的同步。

信息化与生产物流的融合

1. 制造过程中的物流管理

以在线自动化仓库(生产线、加工单元线两种)为核心组建的物料配送系统,采用条码(Barcode)技术,从采购、外协到货、检验入库、毛坯出库、加工、零件入库、配膳出库、装配、直到产成品,在ERP控制下利用JIT思想管理和跟踪物流,如图1所示。

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图1 物流配送管理

2. JIT思想与MRP计划的有机结合

流动和拉动是JIT思想实现价值的中坚,理想价值流 的活动——也即完成一项任务的基本步骤列队或关注的对象,应该都是稳定的、连续的流动,没有批量、排队、等待和干扰。但是事实上,价值流常常发生受阻和停滞。

JIT思想就是设法让必须的物料,在必须的时间,仅按必须的数量流动到必要的地点。拉动(Pull)正是JIT常常用来实现上述思想的方法。

机械制造业的装配任务具有如下特点:装配过程中的突发情况较多;配套件的完整影响任务进度;装配现场面积直接影响生产能力和质量等。而装配进度一旦没能按计划执行,就会发生现场等工或个别配套件积压导致的装配面积被占据,如果对此不能防止和及时调整计划,就会形成恶性循环,传统的ERP是很难杜绝这种现象发生的。

我们采用JIT思想,根据装配实际进度“拉动”MRP计划,对装配实行“配膳管理”,按装配实际需求的时间、地点、种类和数量提前配料、按时发放,从而防止了装配进度改变、计划失调、现场混乱状况的发生。

信息化与制造自动化的融合

无可否认,IT业的迅速发展改变着数控机床制造的整个生命周期。数控的PC化使机床不再仅仅是孤立的加工单元,而是网络上一个有加工能力的节点,可动态重构加工路线、记载加工进度、监控设备完好状态等,将其纳入制造、管理、服务的各个环节中。因此,自动化加工和物流优化控制已经融入到工厂的ERP系统和CAD/CAM之中。

北一大隈工厂自动化程度较高,以装配和基础大件加工为主,加工单元均由数控机床和柔性制造系统FMS组成。以装配单元为基础形成产品装配线,加工单元和装配单元分别由制造执行系统(MES)进行管理,以在线自动化仓库(生产线、加工单元线两种)为核心组成物料配送系统。

并捷公司的ERP软件EMIS,可与自动化仓库、MSE之间进行信息的双向传递,以该软件为中枢形成自动化制造的基本系统。在车间内设置MES服务器,并通过其接受到EMIS传送来的各工作中心的生产计划,便能对生产计划进行分析,掌握负荷附加状况,从而使作业过程最佳化。

ERP软件还能通过监视机床的运行状态,记录运行率的变化,进一步提出改善运行的基本数据。除了生产管理功能之外,其还具备能使机床高效运行的功能。此外,利用加工信息管理功能,则可进行各种加工信息(图纸、工夹具准备、刀具清单、程序)的输入和编辑。

两化融合的典范:集成的数字化制造

现代化制造的发展趋势是大规模定制生产,其特点是按市场预测、机型比率制造部件,拿到订单後才生产专用件和装配产品,因此产品的配置管理极为重要。

为此,在设计EBOM的基础上,采用视图方法建立特性GBOM(Group BOM)和制造PBOM (Production BOM),客户下订单时根据客户要求自动生成客户 CBOM(Customer BOM)。显然,这时的主生产计划,已经不同於传统ERP的MPS。

此外,在整个制造过程中,ERP的库存管理子系统、车间管理子系统表面上看起来是简化了,但是通过MRP与MES系统、自动化仓库的双向信息交换,整个系统的物流管理和作业管理、控制均远远优於传统的ERP功能,淋漓尽致地体现了MES的思想和方法,形成了图2所示的数字化工厂的框架。

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图2 数字化工厂示意图

北一大隈应用案例的效果与启示
北一大隈作为一个新型的现代化制造企业,市场竞争促使其采用现代化的管理手段投入生产,通过大规模定制生产的实现,取得了上佳的成效:

·实现了大规模定制生产;
·高档加工中心数控机床交货期小於4个月;
·加工中心数控机床产能达到80台/月;
·实现物流的合理控制,有效控制了成本;
·人员百余人,销售额已超过人民币4亿元;
·库存周转率3个月,仅为同类企业的约1/2。

此外,北一大隈数字化制造和大规模定制生产的成功实施,也摸索出机械制造业现代化制造的新型模式、途径和方法,促进了机械制造业的进步:

·改变了传统机械工业组织生产的观念和方法,为中国产业结构调整和升级作出示范,其成果和经验可为机械制造行业的其它企业起到示范和借鉴作用。

·企业的物流管理是促进精益制造、降低成本的有效途径,供需链的理念不仅适用於上下游企业之间,同样也贯穿於企业内部——尤其是集团式经营模式,毕竟,要使企业进步,进行物流的合理化管理是不可或缺的一个环节。

·底层控制单元的管理包括加工单元和装配单元,在生产中底层是最活跃的,它直接影响计划的执行。及时采集、反馈、分析来自底层的数据,尽可能实现自动化和智能化是企业实现现代化制造的基础,这一点不能忽视。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (11/16/2009)
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