多品种小批量的数字化制造模式建设

多品种小批量的数字化制造模式建设

刘建岭1、安晓娜1

（1、中车唐山机车车辆有限公司 河北省唐山市  064000；）

摘  要：本文在精益生产思想的指导下，结合公司实际制造运营和数字化基础现状，以实现产品质量、成本、交期综合提升为出发点，以建成产品制造全流程一体化精准管控的生产指挥数据驾驶舱为目标。打造“1+”工位制节拍化生产线，完善物理产线，建设数字产线，实现数字产品的输出；建设全供应链的模拟配送线及三场景信息化模拟生产线，提升转产效率；不断提升管理线流程的输入输出标准化、数字化水平，提升数据服务工位的质量；打造基于M-IDEAL的精益数字化制造平台，支撑全流程的一体化生产指挥系统；构建以核心竞争力专业特点为核心的轨道交通数字制造标准体系；建成全流程的数字化生产线管理模式，提升运营能力，满足多品种、小批量、快交付生产制造需求。

关键词：工位制  节拍  数字化  制造  多品种小批量

0引言

对主机企业来讲，多品种、小批量、低成本、准交付的市场需求形势基本建立，应对外部变革，在企业制造端，企业的制造模式、经营管理模式也必须随之进行转型变革，通过转型变革重建自己的成本优势、市场优势、经营优势和服务优势。结合企业制造经营的基础现状和问题，构建企业数字化精益制造模式是企业实现变革升级并抢占优势的唯一出路，打造可适应多品种、小批量、低成本、准交付的数字化精益制造模式，才能实现并建立满足企业横纵向“流程敏捷+数据驱动”制造经营管理模式，才能实现产品全生命周期数据的归集和增值应用，才能实现企业自顶向下各环节业务和数据的协同联通，最终才能实现企业在质量、成本、交期核心指标的综合效能提升。

本文在精益生产理论的指导下，对如何实现多品种、小批量、低成本、准交付的数字化精益制造模式提出了较为系统的实施方案，并在公司进行了验证和推广，取得了良好的管理效益。

1打造“1+”模式的工位制节拍化生产线

以工位制节拍化生产线为基础，打造资源类、技能类、物料类、技术类、环境类、质量类工艺基础数据库，建设FMEA分析、系统资源规划、产线负荷分析、价值流分析、工位推移图等数字化工具，实现“六要素”“七任务”数字化落地，持续优化提升工位工序的均衡性，提升工位数字化管理水平，实现制造过程的高品质、高效率和高效益。

以面向工位的模块化设计为基础，实现设计图纸和技术文件信息化直达工位。构建基于标准工序数据库的结构化工艺设计模式，打造工艺敏捷开发能力，通过制造执行系统（MOM）将数据下达至工位，驱动现场工位执行。以流程驱动的模式，建立基于工位的管理输入输出标准化，输出基于车档管理的制造BOM，支撑产品全生命周期运维服务。

2打造基于网络化的模拟配送线和三场景信息化模拟生产线

集成供应商库存、供应商属地库、物流库、线边库物料存储信息，构建LES物流系统，以计划为主索拉动各业务开展，打通生产需求、配送需求、物料仓储、物料供应需求、物料采购各个业务链条，并借助信息化工具建立具备全供应链协同高效预警能力的模拟配送线 ；

为有效减少量产阶段生产异常，建设外购物料在供应商处的异地实物验证、虚拟仿真验证和基于“四新”差异验证的三场景信息化模拟验证，实现产品从设计开发到生产制造的快速转换，提高转产效率，减少生产异常，借助信息化工具建立具备快速响应提前预警能力的模拟生产线。

3打造结构化+流程驱动型的数字化管理线

以项目和产品实现为目标，通过产前准备计划，以工位为载体，订单为最小作业单元，拉动设计、工艺、采购、生产计划、质量、成本各条管理线的输入、输出标准化。设计管理线以工位为设计单元，实现设计图纸、EBOM、技术文件的输出的标准化。工艺管理线以产线和工位为单元，输出支撑工位制节拍化生产的各项标准，如工艺布局、工艺流程、MBOM等。生产计划管理线按照计划管控层次编制不同层级的生产计划。采购物流管理线以“料”为核心，进行采购、配送的管理，确保物料的准时性、及时性。质量管理线建立从供应商到工位全过程的质量管控流程。成本管理线识别项目在设计、工艺、生产各阶段的成本要素构成和实际成本，实现项目执行过程的全流程成本管控。

4打造基于M-IDEAL精益数字化制造平台

建设M-IDEAL精益数字化制造平台，以六条管理线为核心，集成六个管理平台，以运营管理系统MOM为牵引，支持全谱系产品、全场景制造单元的项目制造管理过程，建立全流程一体化生产指挥系统，具备实时调度全工厂、全产线、全工位生产资源的能力。

5打造具备专业特性的数字化制造能力

根据轨道车辆制造过程及专业特点，构建以资源、环保、物流、集成技术为核心的轨道交通数字制造标准体系。车体、转向架系统以资源联网、采集、产线柔性化进行标准体系建设，实现车体、转向架智能技术的应用；涂装系统以水性漆、涂装机器人进行标准体系建设，实现涂装过程的绿色制造；组装系统以物流接收、配送等优化进行标准体系建设，实现组装过程的高效装配；调试系统以集成技术进行标准体系建设，实现调试过程的作业协同。

6打造全流程一体化的生产指挥数据驾驶舱

基于物流、信息流、价值流三流合一的理念，构建全流程的车体、涂装、组装、调试、转向架数字化生产线管理模式，通过建立单车工序间存货、定价、周期、质量等标准，结合组织机构变革，形成内部交易能力，优化分配机制，激发产线活力。

围绕项目需求和资金投入，打造车体、涂装、组装、调试、转向架产线制造资源及数据采集能力，实现平台产品的柔性化生产，满足多品种、小批量、不连续、定制化的生产要求的同时达到降本增效的目的。

7结论

通过“面向多品种小批量的数字化制造模式建设与应用”生产制造示范工程的实施，将打造并培育出一种新的数字化精益生产制造模式，在“1+”模式生产线打造、多场景模拟线打造、高效管理线打造、M-IDEAL精益管理平台打造、全生命周期质量管理模式打造、多专业示范产线打造、一体化生产指挥监督调度模式打造、高效协同供应链模式打造及更精益的成本模式打造等方面，建立“流程敏捷+数据驱动”的数字化精益制造模式，可形成行业示范引领作用，会对行业生产制造模式变革产生深度的影响和带动作用。

 [参考文献] 

[1] 门田安弘.新丰田生产方式[M].保定：河北大学出版社,2001:10-11.

[2] 陈明.智能制造之路.北京：机械工业出版社 2016年10月

[3] 宁振波 智能制造的本质  北京 机械工业出版社 2021年9月