隨著鐵路裝備制造業(yè)全面推行精益生產,特別是在全球創(chuàng)新產業(yè)變革,中國智能制造2025背景下,加速產業(yè)轉型升級,滿足鐵路裝備制造企業(yè)小批量、多品種定制生產的需求,在保證產品品質的同時,減少浪費,提升生產效率?成為鐵路裝備制造企業(yè)的新課題新任務。
2014年,南京中車浦鎮(zhèn)公司物流公司為滿足精益生產和智能制造需要,自主研發(fā)了智能物流解決方案(L2M),通過循環(huán)取料平臺、精益物流MES、精益制造MES、SLP生產流水線、供應鏈協(xié)同平臺,以數(shù)字化、信息化、互聯(lián)網(wǎng)+手段,與精益生產,與鐵路裝備制造業(yè)業(yè)務特性進行全面融合,形成工位“定點配餐”物流供應模式,大幅度提升生產組織效率,提升企業(yè)經濟效益,為提升企業(yè)核心競爭力和未來智能制造,提供了保障,奠定了基礎。
中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司自2008年開始推行精益生產,精益生產對物流和配套提出了非常高的要求。小批量、多品種、多項目生產形勢,要求物流和配套必須做到準時化、套餐化。根據(jù)這一要求,浦鎮(zhèn)工業(yè)物流應運而生,通過幾年努力,逐步建立起基于工位制、節(jié)拍化生產的智能物流供應系統(tǒng),即中車浦鎮(zhèn)工業(yè)數(shù)字化平臺(L2M)。
1、智能物流解決方案是精益、信息化與業(yè)務三者融合。它關注的不僅是內部流程再造,和物流自身,在前端,可促進精益流程管理的進一步優(yōu)化,通過異常拉動,發(fā)現(xiàn)改善源頭,促進精益流程日臻完善。在供應鏈上游,該方案與供應商實現(xiàn)無縫對接,并通過ERP實現(xiàn)外部物流、內部“微庫”以及倉儲和“套餐”的無人值守全程管理。在生產流程上,該方案實現(xiàn)與生產組織、物資采購及節(jié)拍化制造過程的聯(lián)動,通過信息化平臺,與企業(yè)生產組織體系融為一體,是企業(yè)實現(xiàn)生產“一個流”的堅強保證。
2、對傳統(tǒng)物流管理理念、模式和方法的顛覆與變革。長期以來,由于我國有很多制造型企業(yè)往往“重產品生產、輕物流管理”,對內部物流環(huán)節(jié)的綜合優(yōu)化重要性認識不足,沒有充分發(fā)揮物流管理在資源流通中的杠桿調節(jié)作用,導致企業(yè)內部物流存在諸如對市場需求變化反應慢、訂單交付不及時、物料到達不準時、車間物料調動混亂、零部件配套性差、庫存及生產成本過高、生產效率低下和物料浪費等嚴重問題。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示:在產品的整個生產過程中,物料用于加工與檢驗環(huán)節(jié)的時間僅占5%,而其余95%的時間則處于儲存、裝卸、輸送和等待加工狀態(tài)。制造成本的20%~40%直接與物流環(huán)節(jié)的流通時間相關。重“物”輕“流”的管理現(xiàn)狀使企業(yè)組織效率、生產效率和經營效益長期在低位徘徊。
3、實現(xiàn)內外部物流全流程的集約化管理。以MES系統(tǒng)為主要特征,通過與ERP對接,形成貫穿制造過程物流全過程的信息化與智能化管理模式。建立了工位制為核心的企業(yè)級信息化管理平臺,作為產品制造及關聯(lián)部門的日常業(yè)務操作與管理平臺。包括業(yè)務流程管理;信息采集管理;信息資源管理;知識積累和管理。實現(xiàn)一體化、電子化、網(wǎng)絡化、智能化的精益生產模式,提高現(xiàn)場執(zhí)行力和管理水平。優(yōu)化提升了現(xiàn)有的業(yè)務流程,形成了信息化體系下的新業(yè)務模式,實現(xiàn)職責更加清晰:考核體系量化:管理人員信息實時化、決策清晰化。
4、為企業(yè)智能制造提供保證,奠定基礎。在數(shù)字化、信息化、自動化、智能化過程中,智能物流解決方案已實現(xiàn)超越,成功破解物流供應“死結”,并取得成功。在發(fā)展理念和發(fā)展速度方面,該解決方案與世界先進水平的步伐不相上下,為中國企業(yè)智能制造步伐加快,提供了強有力的保障。
1、精益物流MES。致力于根據(jù)企業(yè)實際情況,利用最先進的管理理念,幫助企業(yè)實現(xiàn)自動化。該系統(tǒng)在計劃分解與安排、執(zhí)行與反饋、業(yè)務、流程分析、實時監(jiān)控、異常控制、電子看板展示、信息傳遞上均有體現(xiàn);對生產排產及進度,現(xiàn)場設備,物料庫存與跟蹤,工藝、質量控制,數(shù)據(jù)采集分析功能都會實時把控。
2、精益制造MES。本系統(tǒng)采用新的控制理念,以操作者關鍵工藝動作為控制抓手,控制產品制造過程,同時實現(xiàn)對制造過程中用到的物料、資源等生產所需要的控制,并且設定動作、物料、資源三者時間的相互關系以達到相互校驗目的,確保工藝設計的準確性。系統(tǒng)可實現(xiàn)人機交互、智能判斷和識別、智能防錯、監(jiān)控與檢測、數(shù)據(jù)可追溯、異常管理、生產任務下達,執(zhí)行過程控制,變更管理,異常反饋等功能,同時系統(tǒng)集成連接底層關鍵設備,實現(xiàn)了關鍵數(shù)據(jù)的寫入及讀取。
3、微庫、SLP智能物流流水線、AGV小車。微庫是以自動立體貨柜為主,結合自主研發(fā)的軟件控制系統(tǒng),對物料入庫、儲存、分揀全程實現(xiàn)了系統(tǒng)控制的智能化,實現(xiàn)“物料找人、系統(tǒng)給人下指令”避免人為揀選錯誤,適用于多品種標準件倉儲及選配;SLP智能物流流水線,應用ERP、精益物流MES,建立智能物流平臺,全過程數(shù)據(jù)采集分析、智能監(jiān)控,設備可自動識別提數(shù)據(jù),通過自主研發(fā)解決多任務與多執(zhí)行的綜合調度問題,同時系統(tǒng)與AGV的任務下達、信息反饋,完成自動化物流流水線配送。
4、智能料箱。智能料箱的規(guī)格是根據(jù)倉儲物料種類量身定制的,力求做到占用最小空間存放最多的物料,適用于:作業(yè)現(xiàn)場的物料備用倉儲,檢修場地的偶換件儲備。
5、智能工具箱。采用RFID射頻技術,每個工具都嵌入電子標簽,系統(tǒng)記錄所有的使用時間、使用人、使用頻次、工具是否齊套、檢驗周期,信息并可與MES系統(tǒng)對接,適用性強。
6、智能倉儲管理。根據(jù)工位制的要求在倉儲庫區(qū),推行物流按工位倉儲的模式。物料入庫之后,貨架是按照生產工位切分置建立模擬工位,將每個項目的物料存儲按照車間對應的用料工位擺放,提高揀選效率,減少差錯。同時物料上架和揀選都由同一人負責,職責明確。
7、循環(huán)取料平臺。采用MILKRUN方式循環(huán)到供應商取貨和空箱配送,有效地利用了運輸資源,實現(xiàn)了共同配送,運輸車輛得到了高效使用,循環(huán)取貨采取高頻次方式,大大減少了低裝載率的應急物流車輛,降低成本。
8、智能車庫。運用互聯(lián)網(wǎng)、智能傳感器、信息傳輸系統(tǒng)、自動化設備(AGV)、自動充電設備、結合車庫實際情況,實現(xiàn)占用最小空間、使用最低成本實現(xiàn)車輛存取無人化管理及現(xiàn)代新型能源車輛自動充電的停車解決方案。
9、工業(yè)網(wǎng)絡安全。實現(xiàn)信息網(wǎng)與控制網(wǎng)隔離;關鍵系統(tǒng)與非關鍵系統(tǒng)隔離;不同供應商的控制系統(tǒng)相互隔離;被病毒感染幾率更高的工程師站和APCServer單獨隔離,確保安全可靠。
10、供應鏈協(xié)同平臺。通過信息化、網(wǎng)絡化、協(xié)同化等手段打造一套高效的供應鏈信息管理平臺,客戶的所有需求信息、供方的所有動作信息都在平臺上統(tǒng)一體現(xiàn)。
1、精益物流MES。精益物流MES系統(tǒng)是指在倉儲管理業(yè)務流程再造基礎上,利用RFID射頻識別、網(wǎng)絡通信、信息系統(tǒng)應用等信息化技術及先進的管理方法,實現(xiàn)入庫、出庫、盤庫、齊套管理的信息自動抓取、自動識別、自動預警及智能管理功能,以降低倉儲成本、提高倉儲效率、提升倉儲智能管理能力。
本系統(tǒng)配套使用的手持設備為自帶紅外線掃碼功能的PDA設備。通過掃描貨位,物料,工裝的條形碼,進行各種業(yè)務操作。
2、精益制造MES。精益制造MES系統(tǒng)是由南京中車浦鎮(zhèn)工業(yè)物流有限公司自主開發(fā)的智能制造執(zhí)行系統(tǒng)。系統(tǒng)基于獨創(chuàng)的新穎的動作編碼核心思想設計而成,同時運用了企業(yè)成熟的精益管理方法,將制造資源深度數(shù)字化、信息化、結構化,并且通過設定制造用動作、物料及資源三者間的立體三維關系,使得該系統(tǒng)充分柔性化、智能化,全方位管控企業(yè)產品制造過程,促進企業(yè)制造過程的整體優(yōu)化,幫助企業(yè)實現(xiàn)智能制造轉型升級。
3、智能質量(QMIS)。本系統(tǒng)從質量數(shù)據(jù)處理流程的角度出發(fā),擁有全流程的質量數(shù)據(jù)管理功能,包括質量數(shù)據(jù)的策劃、收集、后期分析與控制等。系統(tǒng)同時涵蓋了質量管理中的不合格品處理、質量分析會、巡檢等工作內容。業(yè)務流程包括:檢驗策劃、任務分配、任務執(zhí)行(手持端)、異常處理、檢驗查詢、圖片檢索。
4、循環(huán)取料平臺。循環(huán)取料為系統(tǒng)核心模塊,根據(jù)客戶實際生產需求,供應商分布、物料需求信息等,通過系統(tǒng)計算出最優(yōu)的裝配方案及運輸路線,運輸服務團隊根據(jù)設定的方案及路線進行裝載運輸,同時供應商根據(jù)循環(huán)取料計劃提前進行裝箱等工作,確保在運輸車輛到達后可順利進行裝卸任務。
5、精益檢修MES?;诠の恢乒?jié)拍化管理理念,通過拆、修、裝全流程管控,實現(xiàn)生產全過程管理的制造執(zhí)行,有力的保障了精益檢修生產線的工位制節(jié)拍化生產。系統(tǒng)模塊包括:系統(tǒng)管理員模塊、異常管理模塊、修理BOM管控中心、生產指揮中心、留言管理模塊。
6、供應鏈協(xié)同平臺??蛻舻乃行枨笮畔?、供方的所有動作信息都在平臺上統(tǒng)一體現(xiàn),從而達到所有問題第一時間準確呈現(xiàn)并解決,實現(xiàn)了供應鏈管理的延伸,通過信息化、網(wǎng)絡化、協(xié)同化等手段打造一套高效的供應鏈信息管理平臺。
所有數(shù)據(jù)全部通過云服務交互,可實現(xiàn)主機廠、供應商與二級供應商多層對應關系,實現(xiàn)從訂單到采購運輸、倉儲、品質保證的整體系統(tǒng)協(xié)同。
7、L-NEURE系統(tǒng)。L-Neure系統(tǒng)針對工業(yè)生產現(xiàn)場設備種類繁多、通訊協(xié)議各異、缺乏統(tǒng)一管控的現(xiàn)狀,設計的一種開放、易擴展的設備監(jiān)控系統(tǒng)解決方案,即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng),與SCADA系統(tǒng)類似。
該系統(tǒng)在與多種工業(yè)設備建立通訊、獲取設備運行狀態(tài)信息的同時,能夠接收MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))及WMS(倉儲管理系統(tǒng))的操作指令,將其下發(fā)到生產設備中,對設備進行控制操作。是CPS系統(tǒng)在工業(yè)生產過程中銜接生產設備與MES等信息系統(tǒng)之間的橋梁。
8、SLP智能物流平臺。智能物流平臺(SLP,smart logistics platform)是智能物流解決方案集:微庫+輸送線+AGV。
微庫軟件部分是自主研發(fā)的精益物流MES系統(tǒng)與倉儲管理WMS集成,實現(xiàn)實時獲取物料信息。精益物流MES根據(jù)生產計劃制定物料分揀計劃,并將計劃推送到智能倉儲管理系統(tǒng)WMS,系統(tǒng)將揀選指令運用最優(yōu)算法進行排序,下發(fā)至對應的自動貨柜操作端進行揀選操作,揀選任務啟動后,電子標簽亮燈只是需分配料盒位置,操作人員將貼有條形碼的料盒放置該位置,并掃描綁定料盒。開始揀選物料時,激光指示燈指示分揀位置,打印機自動打印出庫標簽,電子標簽指示投放位置,操作人員根據(jù)指示就可以進行入庫、出庫、盤點、調庫等操作。
南京中車浦鎮(zhèn)工業(yè)物流有限公司精益化智能物流解決方案,首先在中車浦鎮(zhèn)公司新廠區(qū)得全面驗證。該方案應用前,企業(yè)物流和配套始終是阻礙精益節(jié)拍化運行的主要問題,因配套不能準時化和套餐化,節(jié)拍化就成為空談,精益生產前期各項工作都付之東流。
2014年開始,浦鎮(zhèn)工業(yè)物流集中力量進行了研發(fā),形成了L2M平臺下一系列產品,這些產品的運用,打通了工位制節(jié)拍式生產的阻梗,使生產組織和提升效率成為可能。
節(jié)省了大量的物流費用。從事倉儲、配送人員由原來190人降到目前106人,交接次數(shù)由過去4次降低到0次。車間生產工位與過去相比減少了70%以上的物料類異常,每天生產工位的計劃兌現(xiàn)率達到99%以上,月度計劃兌現(xiàn)率實現(xiàn)100%。在場地不增,生產臺位不變的情況下,通過準時化配送,生產效率翻倍提升,浦鎮(zhèn)公司城軌車輛產能從過去400輛到現(xiàn)在1000多輛,但物流成本降低了27%。
通過精益智能物流,公司物流配送時間把控準時準點,員工無需加班,在保證生產效益與效率同時,增加員工幸福度。精益智能物流解決方案不僅成為新的行業(yè)典范,也吸引業(yè)內廣泛關注。
2016年公司累計接待了行業(yè)內外共計300多批3000多人次現(xiàn)場觀摩學習,國內知名咨詢培訓機構愛波瑞與百仕瑞與浦鎮(zhèn)公司合作,以物流中心為標桿進行公開課培訓。目前公司對外服務網(wǎng)絡覆蓋到江蘇、河北、遼寧、廣州、山東、山西、上海、天津等城市,為60多家企業(yè)提供全程服務。其中服務的西飛公司和上海動車所,該系統(tǒng)為解決航空和高鐵檢修難題做出了重大貢獻。
基于工位制節(jié)拍化生產的智能物流,不僅是精益生產的重要突破,隨著企業(yè)智能制造步伐的加快,該系統(tǒng)方案也為智能制造創(chuàng)造了條件,打下堅實的基礎。
智能物流系統(tǒng)作為企業(yè)智能制造平臺的一部分,在未來要體現(xiàn)“一化、三融合”。
“一化”:指實現(xiàn)人機一體化。以數(shù)字化和云平臺為依托,智能物流系統(tǒng)未來更強調智能,通過機器輔助人,人輔助機器,最終實現(xiàn)人機合一。系統(tǒng)本身具有更復雜的系統(tǒng)思維,不僅無人值守,更可提前預警,發(fā)現(xiàn)并自動解決問題。人作為終極管理者,更多地參與機器賦能和戰(zhàn)略實施。
“三融合”:一是實現(xiàn)與企業(yè)智能制造平臺更好的融合。現(xiàn)階段下,智能物流還只是一個區(qū)域性和部分過程的智能體系,未來在企業(yè)完成智能制造體系和平臺搭建過程中,要實現(xiàn)與市場、研發(fā)、設計、技術、工藝、質量、運營和售后服務過程的融合與對接,幫助企業(yè)打通橫向縱向集成,搭建生產流程自動化到智能化轉變的橋梁。實現(xiàn)數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡化、綠色、高效、柔性的生產模式的智能工廠。
二是借助新一代信息技術,實現(xiàn)與虛擬技術融合。企業(yè)和用戶隨時可以在虛擬工廠查看訂單執(zhí)行情況,包括物流配送、產品品質、過程質量以及存在問題;可以根據(jù)自己需要訂制相關配件和產品,智能物流系統(tǒng)可以滿足用戶的特殊需求,并保證按期高品質交付。
四是實現(xiàn)企業(yè)現(xiàn)代管理融合。智能物流的終極目標是建立“一體三翼”的智能制造管理矩陣,在工業(yè)數(shù)字化智能平臺上,構建智能管理、智能運營、智能產品三大機翼,提高生產效率,降低運營成本,創(chuàng)造核心競爭力。
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