作者簡介:葛艷,北京理工大學數字化制造專業博士畢業,導師王愛民。長期從事企業APS、MES、WMS、SPC軟件系統理論研究與系統設計開發工作,曾于南京某電子企業擔任部門信息化建設主管,自主設計、開發和實施了包括MES、WMS、OA、APS在內的車間級數字化體系。
中國制造2025戰略提出推進信息化與工業化的深度融合(兩化融合),為制造業的發展指明了新階段的賽道。八年間,一大批數字化制造供應商、咨詢機構與制造企業共同成長,成功建立了MES(制造執行系統)、WMS(倉庫管理系統)等數據管理類軟件系統在設計、開發、實施方面的方法論,并從企業實際業務出發,探索提出了MOM(制造執行-生產管理-生產追溯系統)等理念。
然而,制造企業尤其是生產車間的數字化建設應是體系工程,而非一個又一個的信息化軟件的低內聚、低耦合疊加,這不僅會使原本設想的智能制造車間變成由多個軟件系統組成的信息孤島,更會導致企業花大價錢購買的軟件系統時刻處于能用、不好用、不夠用的矛盾邊緣,讓市場逐漸對智能制造的落地效果喪失信心。
本文的結構如下:
1. 是什么讓車間的信息化系統食之無味、棄之可惜
2. 制造車間信息化建設的體系化思考
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1. 是什么讓車間的信息化系統食之無味、棄之可惜
調研了很多生產車間的數字化建設情況,有傳統機加行業,也有電子、半導體、家居、新能源等行業,普遍存在的問題是:企業花大價錢購買信息化軟件,但在實際使用過程中,常常出現軟件功能錯誤、軟件功能不符合業務邏輯、大量功能用不上,需要用的功能不包含等情況,導致信息化系統食之無味、棄之可惜。主要原因有以下三點:
(1)車間管理人員對需要通過信息化手段解決的問題不明確、不具體。信息化建設的前提一定是標準化,即在沒有軟件系統時,車間的生產、管理已經趨于成熟。這時候暴露的問題,是通過人工無法解決,或需要耗費大量時間精力成本去解決的問題,適合利用信息化手段解決。例如:①原材料庫、線邊庫、半成品庫、成品庫廢品庫等出入庫臺賬記錄;②考慮庫存成本和訂單消耗的物料采購周期、單次采購量最優化計算;③產品加工工時統計和大數據預測;④作業計劃排產;⑤訂單交付周期統計、預測;⑥產研并重的生產、研發計劃管理;⑦產品技術狀態管理、變更等。
(2)車間缺乏自己的信息化建設團隊。很多車間近年來逐漸意識到信息化建設的重要性,部署建立自己的信息化團隊。然而,信息化團隊≠軟件開發團隊≠軟件維護團隊。智能制造的關鍵在于制造,而非軟件,信息化建設團隊的建立,首要在于車間生產管理業務的梳理能力,而非編程能力。
(3)信息化軟件供應商的無效定制。主要體現在兩個方面:①車間信息化軟件系統具有高度定制性,而大多數軟件供應商在實施系統時,都是在一個標準化的貨架產品上,進行“定制化修改”。這種定制化修改常常導致,龐大的軟件系統中,相互關聯的多個環節不連貫(部分環節被修改,其他環節未作出對應修改)。更糟糕的是,若供應商的貨架產品的底層數據結構與車間生產管理邏輯有較大出入,將會出現“浮臺建高樓”的情況,軟件系統從最初就會陷入一個又一個錯誤的更改中,直至被丟棄。②軟件系統供應商的開發人員大多不懂車間生產管理業務,再加上車間管理人員本身不明確的需求,定制出的產品一定是徒有其表的。
2. 制造車間信息化建設的體系化思考
車間級信息化建設體系應以MOM為指導思想,集制造執行、生產管理、生產追溯為一體,而不是以具象的MES、WMS、APS、SPC等軟件系統為指導思想。回想一下,你們的MES系統里是不是有大量的功能沒有用上?你們跟廠商要求開發訂單管理、人員管理功能時,廠商是不是說這些不在MES的范疇?可是,難道為了實現車間級的訂單管理、人員管理功能,需要專門購買ERP、OA系統?
根據多年數字化制造從業經驗,結合企業實際,提出如下的體系:以生產制造閉環(訂單流入→訂單評審→庫存確認→產品技術狀態確認→計劃排產→生產制造(人機料法環測)→過程質量管控→結果質量管控→入庫)、庫房流轉閉環(采購入庫→原材料庫管理→線邊庫領料→線邊庫管理→半成品、成品、廢品入庫→半成品、成品、廢品庫管理)、資源管理閉環(設備、工人等臺賬管理→設備維護、工人排班等管理)、業務流轉閉環(個人對個人、班組對班組的任務發布)、數據分析閉環(各類看板、報表為形式的數據分析)為切入點,建立制造車間信息化體系建設樣板,如下表所示:
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很高興看到自己的學生已經在挑大梁,并且開始結合實際深入思考了。
目前所開發的MES與APS已經在部門進行了實際生產運行,成為生產運行的核心支撐系統,覆蓋了部門的半導體前道晶圓加工和微組裝加工兩個關聯車間。