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基于精益生产的智能物流解决方案在实践中的应用

2017-10-23 10:45:54 | 来源:oFweek维科网 | 编辑:张梦菲
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  随着铁路装备制造业全面推行精益生产,特别是在全球创新产业变革,中国智能制造2025背景下,加速产业转型升级,满足铁路装备制造企业小批量、多品种定制生产的需求,在保证产品品质的同时,减少浪费,提升生产效率?成为铁路装备制造企业的新课题新任务。

  2014年,南京中车浦镇公司物流公司为满足精益生产和智能制造需要,自主研发了智能物流解决方案(L2M),通过循环取料平台、精益物流MES、精益制造MES、SLP生产流水线、供应链协同平台,以数字化、信息化、互联网+手段,与精益生产,与铁路装备制造业业务特性进行全面融合,形成工位“定点配餐”物流供应模式,大幅度提升生产组织效率,提升企业经济效益,为提升企业核心竞争力和未来智能制造,提供了保障,奠定了基础。

  一、基于精益生产的智能物流全面解决方案的主要特点

  中车南京浦镇车辆有限公司自2008年开始推行精益生产,精益生产对物流和配套提出了非常高的要求。小批量、多品种、多项目生产形势,要求物流和配套必须做到准时化、套餐化。根据这一要求,浦镇工业物流应运而生,通过几年努力,逐步建立起基于工位制、节拍化生产的智能物流供应系统,即中车浦镇工业数字化平台(L2M)。

  1、智能物流解决方案是精益、信息化与业务三者融合。它关注的不仅是内部流程再造,和物流自身,在前端,可促进精益流程管理的进一步优化,通过异常拉动,发现改善源头,促进精益流程日臻完善。在供应链上游,该方案与供应商实现无缝对接,并通过ERP实现外部物流、内部“微库”以及仓储和“套餐”的无人值守全程管理。在生产流程上,该方案实现与生产组织、物资采购及节拍化制造过程的联动,通过信息化平台,与企业生产组织体系融为一体,是企业实现生产“一个流”的坚强保证。

  2、对传统物流管理理念、模式和方法的颠覆与变革。长期以来,由于我国有很多制造型企业往往“重产品生产、轻物流管理”,对内部物流环节的综合优化重要性认识不足,没有充分发挥物流管理在资源流通中的杠杆调节作用,导致企业内部物流存在诸如对市场需求变化反应慢、订单交付不及时、物料到达不准时、车间物料调动混乱、零部件配套性差、库存及生产成本过高、生产效率低下和物料浪费等严重问题。据统计数据显示:在产品的整个生产过程中,物料用于加工与检验环节的时间仅占5%,而其余95%的时间则处于储存、装卸、输送和等待加工状态。制造成本的20%~40%直接与物流环节的流通时间相关。重“物”轻“流”的管理现状使企业组织效率、生产效率和经营效益长期在低位徘徊。

  3、实现内外部物流全流程的集约化管理。以MES系统为主要特征,通过与ERP对接,形成贯穿制造过程物流全过程的信息化与智能化管理模式。建立了工位制为核心的企业级信息化管理平台,作为产品制造及关联部门的日常业务操作与管理平台。包括业务流程管理;信息采集管理;信息资源管理;知识积累和管理。实现一体化、电子化、网络化、智能化的精益生产模式,提高现场执行力和管理水平。优化提升了现有的业务流程,形成了信息化体系下的新业务模式,实现职责更加清晰:考核体系量化:管理人员信息实时化、决策清晰化。

  4、为企业智能制造提供保证,奠定基础。在数字化、信息化、自动化、智能化过程中,智能物流解决方案已实现超越,成功破解物流供应“死结”,并取得成功。在发展理念和发展速度方面,该解决方案与世界先进水平的步伐不相上下,为中国企业智能制造步伐加快,提供了强有力的保障。

  二、智能物流解决方案十大核心模块

  1、精益物流MES。致力于根据企业实际情况,利用最先进的管理理念,帮助企业实现自动化。该系统在计划分解与安排、执行与反馈、业务、流程分析、实时监控、异常控制、电子看板展示、信息传递上均有体现;对生产排产及进度,现场设备,物料库存与跟踪,工艺、质量控制,数据采集分析功能都会实时把控。

  2、精益制造MES。本系统采用新的控制理念,以操作者关键工艺动作为控制抓手,控制产品制造过程,同时实现对制造过程中用到的物料、资源等生产所需要的控制,并且设定动作、物料、资源三者时间的相互关系以达到相互校验目的,确保工艺设计的准确性。系统可实现人机交互、智能判断和识别、智能防错、监控与检测、数据可追溯、异常管理、生产任务下达,执行过程控制,变更管理,异常反馈等功能,同时系统集成连接底层关键设备,实现了关键数据的写入及读取。

  3、微库、SLP智能物流流水线、AGV小车。微库是以自动立体货柜为主,结合自主研发的软件控制系统,对物料入库、储存、分拣全程实现了系统控制的智能化,实现“物料找人、系统给人下指令”避免人为拣选错误,适用于多品种标准件仓储及选配;SLP智能物流流水线,应用ERP、精益物流MES,建立智能物流平台,全过程数据采集分析、智能监控,设备可自动识别提数据,通过自主研发解决多任务与多执行的综合调度问题,同时系统与AGV的任务下达、信息反馈,完成自动化物流流水线配送。

  4、智能料箱。智能料箱的规格是根据仓储物料种类量身定制的,力求做到占用最小空间存放最多的物料,适用于:作业现场的物料备用仓储,检修场地的偶换件储备。

  5、智能工具箱。采用RFID射频技术,每个工具都嵌入电子标签,系统记录所有的使用时间、使用人、使用频次、工具是否齐套、检验周期,信息并可与MES系统对接,适用性强。

  6、智能仓储管理。根据工位制的要求在仓储库区,推行物流按工位仓储的模式。物料入库之后,货架是按照生产工位切分置建立模拟工位,将每个项目的物料存储按照车间对应的用料工位摆放,提高拣选效率,减少差错。同时物料上架和拣选都由同一人负责,职责明确。

  7、循环取料平台。采用MILKRUN方式循环到供应商取货和空箱配送,有效地利用了运输资源,实现了共同配送,运输车辆得到了高效使用,循环取货采取高频次方式,大大减少了低装载率的应急物流车辆,降低成本。

  8、智能车库。运用互联网、智能传感器、信息传输系统、自动化设备(AGV)、自动充电设备、结合车库实际情况,实现占用最小空间、使用最低成本实现车辆存取无人化管理及现代新型能源车辆自动充电的停车解决方案。

  9、工业网络安全。实现信息网与控制网隔离;关键系统与非关键系统隔离;不同供应商的控制系统相互隔离;被病毒感染几率更高的工程师站和APCServer单独隔离,确保安全可靠。

  10、供应链协同平台。通过信息化、网络化、协同化等手段打造一套高效的供应链信息管理平台,客户的所有需求信息、供方的所有动作信息都在平台上统一体现。

  三、L2M系统平台软件支撑

  1、精益物流MES。精益物流MES系统是指在仓储管理业务流程再造基础上,利用RFID射频识别、网络通信、信息系统应用等信息化技术及先进的管理方法,实现入库、出库、盘库、齐套管理的信息自动抓取、自动识别、自动预警及智能管理功能,以降低仓储成本、提高仓储效率、提升仓储智能管理能力。

  本系统配套使用的手持设备为自带红外线扫码功能的PDA设备。通过扫描货位,物料,工装的条形码,进行各种业务操作。

  2、精益制造MES。精益制造MES系统是由南京中车浦镇工业物流有限公司自主开发的智能制造执行系统。系统基于独创的新颖的动作编码核心思想设计而成,同时运用了企业成熟的精益管理方法,将制造资源深度数字化、信息化、结构化,并且通过设定制造用动作、物料及资源三者间的立体三维关系,使得该系统充分柔性化、智能化,全方位管控企业产品制造过程,促进企业制造过程的整体优化,帮助企业实现智能制造转型升级。

  3、智能质量(QMIS)。本系统从质量数据处理流程的角度出发,拥有全流程的质量数据管理功能,包括质量数据的策划、收集、后期分析与控制等。系统同时涵盖了质量管理中的不合格品处理、质量分析会、巡检等工作内容。业务流程包括:检验策划、任务分配、任务执行(手持端)、异常处理、检验查询、图片检索。

  4、循环取料平台。循环取料为系统核心模块,根据客户实际生产需求,供应商分布、物料需求信息等,通过系统计算出最优的装配方案及运输路线,运输服务团队根据设定的方案及路线进行装载运输,同时供应商根据循环取料计划提前进行装箱等工作,确保在运输车辆到达后可顺利进行装卸任务。

  5、精益检修MES。基于工位制节拍化管理理念,通过拆、修、装全流程管控,实现生产全过程管理的制造执行,有力的保障了精益检修生产线的工位制节拍化生产。系统模块包括:系统管理员模块、异常管理模块、修理BOM管控中心、生产指挥中心、留言管理模块。

  6、供应链协同平台。客户的所有需求信息、供方的所有动作信息都在平台上统一体现,从而达到所有问题第一时间准确呈现并解决,实现了供应链管理的延伸,通过信息化、网络化、协同化等手段打造一套高效的供应链信息管理平台。

  所有数据全部通过云服务交互,可实现主机厂、供应商与二级供应商多层对应关系,实现从订单到采购运输、仓储、品质保证的整体系统协同。

  7、L-NEURE系统。L-Neure系统针对工业生产现场设备种类繁多、通讯协议各异、缺乏统一管控的现状,设计的一种开放、易扩展的设备监控系统解决方案,即数据采集与监视控制系统,与SCADA系统类似。

  该系统在与多种工业设备建立通讯、获取设备运行状态信息的同时,能够接收MES(制造执行系统)及WMS(仓储管理系统)的操作指令,将其下发到生产设备中,对设备进行控制操作。是CPS系统在工业生产过程中衔接生产设备与MES等信息系统之间的桥梁。

  8、SLP智能物流平台。智能物流平台(SLP,smart logistics platform)是智能物流解决方案集:微库+输送线+AGV。

  微库软件部分是自主研发的精益物流MES系统与仓储管理WMS集成,实现实时获取物料信息。精益物流MES根据生产计划制定物料分拣计划,并将计划推送到智能仓储管理系统WMS,系统将拣选指令运用最优算法进行排序,下发至对应的自动货柜操作端进行拣选操作,拣选任务启动后,电子标签亮灯只是需分配料盒位置,操作人员将贴有条形码的料盒放置该位置,并扫描绑定料盒。开始拣选物料时,激光指示灯指示分拣位置,打印机自动打印出库标签,电子标签指示投放位置,操作人员根据指示就可以进行入库、出库、盘点、调库等操作。

  四、应用案例

  南京中车浦镇工业物流有限公司精益化智能物流解决方案,首先在中车浦镇公司新厂区得全面验证。该方案应用前,企业物流和配套始终是阻碍精益节拍化运行的主要问题,因配套不能准时化和套餐化,节拍化就成为空谈,精益生产前期各项工作都付之东流。

  2014年开始,浦镇工业物流集中力量进行了研发,形成了L2M平台下一系列产品,这些产品的运用,打通了工位制节拍式生产的阻梗,使生产组织和提升效率成为可能。

  节省了大量的物流费用。从事仓储、配送人员由原来190人降到目前106人,交接次数由过去4次降低到0次。车间生产工位与过去相比减少了70%以上的物料类异常,每天生产工位的计划兑现率达到99%以上,月度计划兑现率实现100%。在场地不增,生产台位不变的情况下,通过准时化配送,生产效率翻倍提升,浦镇公司城轨车辆产能从过去400辆到现在1000多辆,但物流成本降低了27%。

  通过精益智能物流,公司物流配送时间把控准时准点,员工无需加班,在保证生产效益与效率同时,增加员工幸福度。精益智能物流解决方案不仅成为新的行业典范,也吸引业内广泛关注。

  2016年公司累计接待了行业内外共计300多批3000多人次现场观摩学习,国内知名咨询培训机构爱波瑞与百仕瑞与浦镇公司合作,以物流中心为标杆进行公开课培训。目前公司对外服务网络覆盖到江苏、河北、辽宁、广州、山东、山西、上海、天津等城市,为60多家企业提供全程服务。其中服务的西飞公司和上海动车所,该系统为解决航空和高铁检修难题做出了重大贡献。

  五、发展趋势

  基于工位制节拍化生产的智能物流,不仅是精益生产的重要突破,随着企业智能制造步伐的加快,该系统方案也为智能制造创造了条件,打下坚实的基础。

  智能物流系统作为企业智能制造平台的一部分,在未来要体现“一化、三融合”。

  “一化”:指实现人机一体化。以数字化和云平台为依托,智能物流系统未来更强调智能,通过机器辅助人,人辅助机器,最终实现人机合一。系统本身具有更复杂的系统思维,不仅无人值守,更可提前预警,发现并自动解决问题。人作为终极管理者,更多地参与机器赋能和战略实施。

  “三融合”:一是实现与企业智能制造平台更好的融合。现阶段下,智能物流还只是一个区域性和部分过程的智能体系,未来在企业完成智能制造体系和平台搭建过程中,要实现与市场、研发、设计、技术、工艺、质量、运营和售后服务过程的融合与对接,帮助企业打通横向纵向集成,搭建生产流程自动化到智能化转变的桥梁。实现数字化、信息化、网络化、绿色、高效、柔性的生产模式的智能工厂。

  二是借助新一代信息技术,实现与虚拟技术融合。企业和用户随时可以在虚拟工厂查看订单执行情况,包括物流配送、产品品质、过程质量以及存在问题;可以根据自己需要订制相关配件和产品,智能物流系统可以满足用户的特殊需求,并保证按期高品质交付。

  四是实现企业现代管理融合。智能物流的终极目标是建立“一体三翼”的智能制造管理矩阵,在工业数字化智能平台上,构建智能管理、智能运营、智能产品三大机翼,提高生产效率,降低运营成本,创造核心竞争力。

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