规划设计决定智能制造系统的成败!内附精工智能创新“6+2+3”智能工厂规划新模式

发布时间:2022-01-10 09:57:44 来源:精工智能 作者:admin

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文章来源:e-works专家周胜和精工智能


✎导 读 

通过智能制造系统的建立,来提升工厂的制造管理水平达到国外同行的水平,不是一朝一夕能够实现的,必须分步实施,不能一蹴而就。

01

规划设计决定智能制造系统的成败

作者:e-works专家 周胜


“智能制造”是当今的一个热门话题,在政府的大力倡导和扶持下,很多制造型企业跃跃欲试想加入其中,想提升自身制造水平。笔者通过走访了一些制造型企业,看到了许多“智能制造”项目现状,收获颇多,在这里与大家进行分享。

就象十几年前,当时企业想在管理上超英赶美,纷纷引入源于西方的ERP系统一样;如今的制造企业在“机器替换人”等口号的激励下,又纷纷在工厂上马各种“智能制造”或者“智能物流”系统;但经过我们跟踪发现,其中的大部分项目由于动机盲目而又缺乏规划,到头来是一地鸡毛,就像当年的ERP系统一样。

比较典型的是一家生产保健品生产厂,在其在包装车间和成品库上建立了一套智能仓储系统,实现了从装箱、打包、入库(新建立的立体仓库)和出库的全过程无人化,此项目还获得了政府智能制造的奖励。但是,就在系统实施上线后不到半年,这家工厂重新招募工人,同时要建一条“分装”包装线,将现实了无人化的产线包装好的箱子(4罐1箱)拆开,仍然由人工重新包装成新的包装箱(1罐1箱),以适应不断增长的电商市场需求。我们曾经问过该厂的工作人员,当初建立自这条无人化生产线的时候,是否做过咨询?或者精益制造咨询?他们回答说没有,是领导参观了别家公司搞的这种无人化全自动包装线后,觉得效果很好,所以才决定效法的,没想到这么快就不适应市场发展了;同时他们也问过了,如果对原产线进行改造需要几倍于原来建设资金的才行,所以不得已又建立了一条人工包装线,人工成本并没有节省,效率还降低了…

从上面例子,我们可以看出,智能制造项目是一个系统工程,需要一个科学的决策和实施过程。对智能制造系统的需求一定来自于企业自身的发展,以下这样决策都是不正确的:
 
  (1)盲从式决策,看到别人上了智能制造系统,自己也要上;
 
  (2)政府政策引导型,企业本身没需求,但有了政府的资金支持,上系统可以不花钱或者少花钱;但是要想到,系统将来在升级改造、日常维护等方面,都需要投入大量的资金。

  (3)粉饰型,虽然没有需求,但为增强企业自身形象,为给客户留下一个美好的印象,一些企业上了超越自身能承受力的系统。

这些动机不纯的项目即使成功上线,也很难经受时间的考验,在后续投入不足的情况下系统运行难以为继,只能停用。

既然智能制造是一个系统工程,它就需要科学的方法论和步骤;智能制造首先要有“明确正当的目标”,然后是“总体规划与设计”,最后是分步实施(采购招标),项目推进、项目验收评估等阶段。

首先,先谈谈智能制造目标的制定,我们知道企业发展的**目标是不断提高自身的竞争力,最终在领域内垄断;这就要求企业在尽量低成本的情况下,尽量提高产品或服务的质量,如下图:
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智能制造目标

企业要提高质量降低成本,除了常用的企业文化和人才激励等软性手段外,还要有自己的科学化管理体系等硬性手段;而管理体系的建立又包括:企业管理信息化系统,精益制造体系,智能制造系统等等。所以,我们说智能制造系统是属于企业管理体系的一部分,和企业管理体系一样,最终的目标都是:服务于企业,以降低成本和提高产品或服务的质量;如果智能制造系统建立的初衷偏离了这个目标,但必然导致迷失目标,导致系统建设或实施的失败。比如我们要建立一条自动装配生产线,它可以节省了很多人工,但日常的维护成本高于降低的人工费用;这也是说这条自动产线虽然提高了产品质量和效率,但产线的运行成本不是降低而是提高了,所以这样的智能制造系统是得不偿失的。

下面我们再来谈谈“智能制造系统的总体规划和设计”,我们认为,系统的规划和设计既要考虑空间横向维度,又要考虑时间这个纵向维度。考虑空间维度是因为智能制造系统是属于整个管理体系的一部分,它要实现“智能或者自动化”就必然与外部的诸多系统相关联,它不可能是一个孤立的系统。举个例子来说,我们要上一个车间内的智能物流系统,要实现自动上料、配料等功能,就必然与库存管理系统,物料系统,生产计划系统进行数据交换。如果我们在系统建设的时候不考虑空间横向维度的话,就无法设计出一个实用的智能制造系统。

至于时间维度,也是一个重要的因素,从前面那个例子我们就可以看出来,企业是不断发展变化的,比如由于市场的变化,企业的产品要更迭、商业模式要变化等等,而我们的智能制造系统也要随着这种变化而变化,来更好地为现在和将来的企业进行服务;如果我们建立智能制造系统的时候,没有考虑到企业发展变化的这个关键因素,就会象上面那家保健品企业那样,又不得不进行大规模二次改造,基本上没有发挥系统降低成本提升质量的功效。

综上所述,规划设计是智能制造系统建设的一个重要步骤,他需要一个懂得软件信息化,自动化硬件,以及现代工业工程理论的团队来完成,是一个跨学科跨专业的专家团队。不单单是一个软件信息化团队,或者一个设备硬件团队能完成的任务,而且还要具备现代精益制造的理论知识与实践。另外,智能制造系统是嵌入到整个管理体系之中的,它是整个管理体系的一部分,是与整个体系高度关联的;而智能制造系统的设计,又与企业的发展战略密切相关,并覆盖企业未来发展的需要,是有一定的前瞻性的。

通过智能制造系统的建立,提升我们工厂的制造管理水平达到国外同行的水平,不是一朝一夕能够实现的,必须分步实施,不能一蹴而就。我们认为智能制造分为三个层级:生产的信息化管理、两化融合(信息化+自动化)、智能化生产。

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智能制造的三个层级

现阶段,企业可以根据自身的能力来实现三个层级中的一个即可,可以由低到高,一步一步地实现生产过程的智能化。我们看到即使是国外的先进工厂,其中的大部分也只是实现了“信息化+自动化”,所以我们进行智能制造项目,要因地制宜根据自身的需求和能力来做,比如有的企业,在经常出现管理黑洞的“生产投料环节”,引入AGV自动智能投料系统。还有的企业,在经常发生人为错误的成品仓储环节,引入智能仓储系统;有的企业为提升自身的产品竞争力,引入了从产品设计到生产的产品可定制化生产系统;在关键工序引入“智能控制系统”,让质量数据快速对生产系统进行反馈调整等等,这些系统无疑都减少了人工操作,提高了生产效率和质量。



精工智能创新“6+2+3”智能工厂规划新模式


创新“6+2+3”智能工厂规划新模式

创新“6+2+3”智能工厂规划新模式,建筑设计、精益化(含工厂布局)、信息化(含数字化)、自动化(含智能物流)、数理仿真、道场建设等六大专业跨界集成和两位资深行业专家,为客户打造量身定制的智能工厂。

智能工厂是三方力量的融合,分别是精工智能、客户高管、优秀供应商,采取7-3-1规划方案,分别是七个想法三个方案一个结论,打造可落地的、追求投资回报的智能工厂。

目前实施的客户有:小米电饭煲、绿源电动车、金宇电机、星宇电子等两百多家企业。


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一、工厂规划痛点分析

1、厂房设计规格(长、宽、高柱距、承重等)不符合产品需求,如长度无法满足线体摆放,高度无法满足大型设备安装,承重无法满足设备上楼等;


2、实际建筑面积不符合产能要求,如设计前无考虑公摊面积,导致产能与面积不匹配,设备买回来后无场地安装;


3、建筑材料选型不对,导致建设成本增加且无法满足生产使用需求,如五金车间建议采用金刚砂地坪,电子车间建议采用防静电EPC等;


4、因设备无定位,导致在建新工厂无法预留基础或楼板洞口,导致后续改造成本增加;


5、旧工厂布局不符合新产品一个流生产模式,导致增加大量物流人员;企业投资前无分析设备先进性,导致厂房建好后设备或线体无法满足市场工艺需求等。


二、工厂规划应用范围

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三、工厂规划解决方案

1、规划需求条件

战略定位:1、产品策略定位 2、市场策略定位  3、供应链策略定位

规划产能:1、总体规划产能 2、产品BOM清单 3、订单批量关系

产品工艺:1、生产工艺流程 2、工艺环境条件  3、生产作业工时

配套辅助:1、预测车库周期 2、物料包装规范  3、成品包装规范

地块信息:1、地块用地红线 2、用地使用规范  3、地块周边环境

规划原则:1、优化建议汇总 2、特殊需求汇集  3、规划指导说明


2、整体规划

S1整体规划原则    S2资源配置测算    S3人车物流东线

S4厂区模块划分   S5建筑轮廓设定    S6方案优化选择

S7立体物线动线   S8楼层功能定位    S9建筑参数测算

S10参观路线规划  S11整体规划方案   S12建筑设计需求


3、详细规划

模块一:产能规划分解    模块二:工艺流程优化        模块三:线体布局设计   

模块四:标杆纤体建立    模块五:标准作业规划        模块六:仓储物流配送    

模块七:参观线路规划    模块八:生活辅助配套        模块九:精益生产管理


4、辅助规划与实施

强电系统 I 压缩空气 I 工艺用水 I 生产环境 I  生产环境其他辅助 I 主配电室 I 空压气站 I 自来水网 I 洁净等级 I智能排产 I 特殊气体 I 发配电室 I 气体等级 I 纯水管网I 工艺照明 I 智能物流 弱系统 I 管网桥架 I 主气管网 I 软化水网 I 暖通系统 I 智能仓储 I工装夹具 I 回路分区 I 分气管网 I 生活水网 I 工艺地坪 I 智能控制 I 员工关爱  


5、项目交付资料包

园区规划方案、车间规划方案、办公室规划方案、各阶段PPT总结报告、规划分析清单、厂房设计需求清单、规划方案说明说、测算数据汇总包及规划过程中资料包


四、工厂规划应用效益

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五、工厂规划应用案例




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精工创新6+2智能工厂规划模式融合了建筑设计、精益化、信息化、自动化、建模仿真等多专业的高度配合。通过完善的规划体系,最终实现设备自动化、生产透明化、物流智能化、管理移动化、决策数据化的高效协同工厂。



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