基于精益的智能工厂解决方案

基于精益的智能工厂解决方案

冯广青

恒大恒驰新能源汽车（上海）有限公司 上海市 201600

摘要：近些年，我国实施制造强国战略以来，各行业积极开展智能制造实践活动，但大部分企业处于工业2.0到工业3.0的阶段，工业化基础薄弱，因此推行智能制造需要考虑将管理技术与智能制造技术融合起来进行。近年来，相关单位通过精益生产、六西格玛管理及流程管理等管理技术来规划和优化制造流程，夯实了工业化基础，为信息化、数字化及智能化在企业落地奠定了坚实的基础。

关键词：精益；智能工厂；解决方案

引言

随着未来智能工厂发展浪潮的逼近。未来，将有几个行业或者领域迎来发展高潮，例如：新能源汽车的快速发展。

1精益管理与智能制造的融合

企业经营的核心是通过业务流程满足客户的需求，依据精益管理和智能制造的定义，精益管理是从管理的角度运用精益管理工具消除业务流程中的非增值环节，规范和优化业务流程，从而创造出尽可能多的价值。汽车的智能制造是将先进制造技术和数字化、物联网、云计算等新一代信息通信技术融入到汽车生产制造的业务流程的各个环节，从技术角度提高流程中增值环节的效率和质量。因此，业务流程是智能制造和精益管理融合的共同平台，精益管理和智能制造分别从管理和技术的角度优化业务流程，提高业务流程质量、效率和成本等绩效指标，更好地满足客户需求。精益管理是智能制造的基础，汽车的智能制造的基础是数据和业务流程，精益管理通过构建合适的生产组织方式及规范的流程以保证数据的准确性和稳定性。同时在信息化系统导入前，运用精益管理工具优化业务流程，也为产品生命周期系统（PLM）、企业资源技术（ERP）和制造执行系统（MES）等信息化系统的落地奠定了基础。

2精益的智能工厂解决

2.1模块化的生产制造及RFID实时跟踪

汽车制造实现多批次、小产量的生产盈利能力，驱动模块化生产方式逐渐得到提升，产品日益满足消费者个性化需求，具体表现在模块生产和模块组装这两个方面。在模块生产方面，生产可自由组合的模块助力智能工厂日益集约化。传统的固定生产线将无法满足客户定制化需求而逐渐消失，可动态组合的模块化生产方式将成为主流。在模块化生产方式下，产品被分解成无数个具有不同用途或性能的模块。每个模块将通过制造执行系统被生产出来，然后根据RFID芯片进行跟踪与追溯，杜绝未来智能工厂的浪费环节，保证质量、优化成本、缩短周期。在模块组装方面，标准化、通用化模块之间的组合提升智能工厂定制化生产盈利能力。根据产品的性能、结构选择满足需求的模块，通过模块结构的标准化，将选取出的各模块自由组装出满足客户个性化需求的产品，使未来智能工厂产品的品种更丰富、功能更齐全、性能更稳定，可以全程跟踪汽车生产过程，并进行质量跟踪，不良品的追溯。

2.2 OT屏的应用

由于上海和世界接轨，拥有世界先进的制造生产方法，智能化的应用是不可缺少的，减少对环境的污染从节约每一张纸开始。如何解决无纸化的问题？如何提高员工的工作效率的问题？因此根据大环境的需求企业率先采用OT屏替代传统的纸质工艺卡，点检卡等。这是一个创新思路，我们随即与合作伙伴一起研讨，很快就成功开发出来了，前后两个星期便实现了测试、上线。其便捷性得到一线员工的普遍认可，公司管理层也对项目的成功落地充满信心。后来我们才知道，无纸化的工厂是恒大走向绿色工厂、智能工厂的捷径之路，在4月份的客户参观日得到同行嘉宾的一致好评。

2.3智能化装备/生产线

智能化装备/生产线是指具有感知、分析、推理、决策和控制功能的制造装备/生产线，它是先进制造技术、信息通信技术的集成和深度融合，具备动态感知、实时分析、自主决策和精准执行4个智能化特征。智能化装备主要包括智能生产设备与工业机器人、增材制造设备、传感与控制装备、检测与装配装备、物流与仓储装备等智能制造装备，智能制造装备具有采集器、嵌入式控制器、智能仪表和传感器，以及智能通信接口等集成层的生产装备，可以通过通信技术实现设备的互联和集中控制；智能生产线是按产品成组化原则组织起来，完成产品工艺过程并具有数字化和智能化特征的一种生产组织方式，智能生产线应在精益生产线的基础上解决制造数据的精确表达、数字量传递及智能化决策，通过计算机管理及智能监控系统，实现全线生产参数自动采集、工艺动作自动控制、设备运行实时动态模拟显示、工艺参数自动采集存储，最终实现生产过程自主控制和优化的自动化、连续化生产。

2.4人机智慧关系

人与机器的信息交换方式随着技术融合步伐的加快向更高层次迈进，新型人机交互方式被逐渐应用于生产制造领域。具体表现在智能交互设备柔性化和智能交互设备工业领域应用这两个方面。在智能交互设备柔性化方面，技术和硬件的不断更新有利于智能交互设备日益柔性化优势的形成。随着移动互联、物联网、云计算、人机交互和识别技术等核心技术的发展，交互设备硬件日趋柔性化，智能交互设备逐渐呈现出设计自由新颖、低功耗、经摔耐用、贴近人体等优势，这就为未来智能工厂新型人机交互的实现提供了基础。在智能交互设备工业领域应用方面，柔性化智能交互设备助力智能工厂新型人机交互方式的实现。随着技术融合步伐的加快，柔性化智能交互设备从个人消费领域被逐渐引入到制造业，作为生产线装配及特殊环节工作人员的技术辅助工具，使工作人员与周边的智能设备进行语音、体感等新型交互,例如：线边缺料时AGV自动拉动，以及快速拉动,以及物流EMS系统带来的自动调配最优路径。智能交互设备工业领域的应用，提升了未来智能工厂的透明度和灵活性。

2.5精益运行管理

精益管理是智能工厂按照既定的流程实施运行以保证达到预定的绩效指标并持续改进的过程。智能工厂的运行要达到预定的绩效指标需要人员、设备、工装、物料和信息系统等要素的高度协同，但新的工厂很难立即达到所有要素的高度协同，因此智能工厂往往需要建立以精益思想和精益工具应用为主体的精益运行和改进流程，通过运用价值流分析、根本原因分析、标准作业等精益工具找到智能工厂运行过程的问题，运用先进制造技术、信息技术及管理工具等实施持续优化，才能最终达到工厂预定的生产能力、效率和质量等绩效指标。同时，在信息集成的基础上建立基于数字孪生的生产过程仿真系统，归纳和提炼车间整体运行模型，并结合智能生产管理系统，持续优化资源配置、生产作业调度、生产管理策略和车间布局等。

2.6自动化仓库配套的标准WBS系统应用表现

自动化仓库配套的标准WBS系统应用于汽车白车身，可以很好的解决白车身库存，调度。例如出入库策略、倒库策略、路径与库位匹配等，均需要优化运行策略甚至重构调度数学模型，否则应用效果难以达成预期，这是硬件供应商难以服务周全之处。经过与合作伙伴多轮研讨论证，结合整体信息系统可持续主动运营的目标，我们做出明确决策：放弃半套WMS，重构WBS。事实证明，这是正确的选择。经过20多个软件版本升级迭代，一套全新、完整的软件系统与标准硬件系统实现了无缝集成，真正完成了数字化车间与自动仓库的联动。目前，一座“黑灯仓库”正在有序完成各项工作。

结语

智能工厂建设是推行智能制造的重要手段。本文以航空智能工厂的建设实践为例，结合我国制造业处于工业2.0、3.0、4.0并行的现状，提出了精益管理与智能制造相融合的思想，给出了基于精益的智能工厂定义、业务模型、组成部分及规划流程，形成符合中国特色的智能工厂解决方案，为企业进行智能工厂建设提供了借鉴参考。

参考文献

[1]黄荣芳,杜菡妍.精益工具在机加件单元布局设计中的应用[J].装配制造技术，2015（12）：157—160.