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数字化工厂的好处
作者:章月洲 作者单位:让工厂管理变简单 所属类别: 2018-11-06 09:50:02 浏览:89
  一、现状
  2015年国家发布了《中国制造2025》,国内的智能制造热潮兴起,至今已经形成了建设数字化工厂、数字化车间的热潮,各级政府的支持力度比较大,比如金华市对两化融合的支持是30%的补贴(项目费用包含信息化规划、设计、咨询、培训和软件费用),嘉善县的补贴更加优惠,是在金华市政府补贴政策的计划上,MES系统的硬件(服务器、客户端、显示器、采集盒子、条码枪等),而且普通企业的补贴总额是100万,独角兽企业是200万,支持力度空前。
  二、建立数字化工厂的益处
  建设数字化工厂的好处多多,我们仅仅从一个维度判断数字化工厂的好处:提高数字化工厂经营过程的能见度。
  建立数字化工厂,可以提高4个方面的能见度:
  第一,实现物料和物料流动状态的能见度
  建立数字化工厂,可以极大低提高物料和物料流动过程的能见度:
  1、供应商的需求可视化
  利用SRM(供应商关系管理系统)可以方便地实现供应商与工厂之间的物料需求状态,尤其是电子、机械设备、服装等组装类企业,工厂可以及时地把相关物料需求,实时同步发布至供应商处,同时将工厂的即时库存、可用库存状态同步至供应商,让供应商可以或许更多的物料需求信息,从而做好供应商自身工单的优先序和排程计划安排。
  同时,供应商也可以把自身的库存、发货、送货的状态转换为发运状态,使得工厂可以同步、实时清晰送料状态,以提高齐套状态的透明度。
  第二,实现库存状态能见度
  利用WMS(仓库管理系统)的库存实时、动态信息,可以为S&OP(销售和运作计划)、MRP(物料需求计划)、工单发料等提供即时信息,确保独立需求、相关需求的准确。
  第三,实现工序工单的优化投放能见度
  利用ERP(企业资源计划)的生产工单和销售订单、MES(制造执行系统)的设备状态和工序报工,APS(高级计划和排程)可以实现满足客户交期(最高库存和安全库存)的前置条件下,根据TOC(约束理论)瓶颈管理理论,实现瓶颈资源效率最大化、有效产出最佳化和生产成本(惩罚成本)的最小化,从而实现客户满意度、资源效率最大化的目标。
  注:数字化工厂建设,唯有通过工序工单的优化投放,才可以发挥出数字化工厂信息系统的最佳效率。所以,APS高级计划和排程是数字化工厂的核心软件,是真正起到辅助决策作用的核心软件。
  第四,经营过程和经营结果(资金、库存、有效产出、准交率等)能见度
  充分利用ERP、MES、APS的相关数据,可以利用数据平台(IGN等),工厂可以自主开发或委托开发与工厂业务相一致的BI(商业智能)系统,将经营和管理过程透明化、可视化:
  1、实时呈现物料流动状态:原材料在途、在库、WIP(在制品)、半成品、产成品在库、产成品在途、产成品应收等
  2、与实物流相对应的资金状态
  3、产能负荷及瓶颈产能的负荷状态,承诺交期的展望
  4、生产过程的相关信息:安全、质量和生产效率(人均效率、万元薪资有效产出、资源有效产出等)
  5、按天计算的有效产出趋势图、订单负荷图等等
  全景式、全时域地呈现工厂的运行状态,以数字化透明方式呈现经营过程和结果,甚至用仿真的方式实现CPS。
  三、建设数字化工厂必要步骤
  如何建设好的数字化工厂,不仅需要有足够的预算,更需要科学的规划和设计,一般做好数字化建设,必须要依据以下步骤:
  第一,信息系统的规划和设计
  很多的工厂会购置很多的独立的信息系统,如CRM(客户关系管理系统)、PLM(产品寿命管理系统)、ERP(企业资源计划)、HR(人力资源)、QMS(质量管理系统)、OA(办公自动化)等,但是因为没有做好顶层设计,系统的集成性差,而且软件的选型、上线程序均不科学,造成很大的资金、时间和人力资源浪费。
  所以,要做好数字化工厂建设,必须做好信息化的规划和设计,至少包含以下内容:
  1、信息系统未来3-5年的总体方向和目标(与公司战略相匹配)。
  2、硬件系统的整体设计,包括网络架构、网络安全、储存系统的整体设计。
  3、软件系统总体设计和子系统的、子系统供应商要求和上线逻辑顺序。软件系统的总体规划和设计非常重要,很多工厂(某些软件系统供应商也极力推荐)喜欢一体化软件:将CRM、PLM、ERP、APS、MES、WMS、SRM、BI、OA选用统一供应商一体化软件。我并不赞同做这样的选择,理由如下:
  1)如此选择的话,意味着这家供应商必须是非常强悍实力的供应商,能力超强。目前中国还没有这样的供应商出现,有的估计是忽悠。
  2)系统的耦合性太强了,为整个系统的更新造成了极大的困扰。一个客户因为在ERP(企业资源计划,单账户)系统中做了很多的开发,需要升级到多组织ERP系统时,就非常麻烦了。如何是多个子系统的集成,则各个系统的迭代和更新会容易很多,很容易使用到更加先进的子系统。
  第二,上线好ERP这个数据平台
  很多人认为智能制造时代,ERP不重要了,有系列文章抢到ERP的平台作用(一共是16论)。确实,就目前而言,MRP是独立需求、相关需求间最好的方法,除MRP还有什么可以替代,目前最新的关于独立需求、相关需求的技术DDMRP(需求驱动的MRP),还是在MRP的基础上优化。
  实现业务-财务一体化的ERP,也是标准成本、实际成本、应收/应付、存货核算和总账的唯一选择,是不能规避的信息系统。
  所以,ERP是所有信息系统的基础,是不可避免的基础,必须做好,做扎实。
  第三,选择专业的MES系统
  在ERP的基础上,选择专业的MES系统成为关键。MES的行业特征比较明显,如机械加工行业,偏重加工过程的管理,工序报工、道具管理、在制品管理是关键。电子行业的电子料防呆、物料齐套是关键。汽车零部件行业的数据追溯(批、件)是核心,不同的行业需要不同的MES解决方案,而且MES的供应商也各不相同:自动背景的、数据采集和物料网、ERP软件厂商、精益生产顾问转型等等,供应商不同、行业不同面向的客户也不同。
  第四,一定要上APS并选择合适的供应商
  目前的MES软件,一般不包含两个MES的核心功能:详细排程、工序工单分派,但是且这两个功能才是工厂运行的关键:确定工序工单的优化投放,实现客户交期满足和内部有效产出、资源效率的最大化。
  “详细排程”、“工序工单分派”的功能有更加专业的APS高级计划和排程软件实现,所以,一般情况下ERP、MES上线后,高复杂性、高变动的工厂业务场景,必须要有APS高级计划和排程的实施和上线,才可以实现发挥ERP和MES的有效作用。
  要选择一个好的APS高级计划和排程,可以从以下几个方面判断:
  1、选择国外相对成熟软件系统是一个简单的选择
  国内号称有APS高级计划和排程软件的MES公司非常多,但是基本上不是太靠谱,因为真的懂生产计划和排程的专家、精益生产顾问均不懂,更何况要开发一个满足DBR、JIT排程的软件并不容易,其启发算法和引擎开发,尤其是配置型的软件更加不易。
  2、选择国外软件时,要注意是全厂统一工序排程、还是需要分别排程的。
  如果是厂级、车间工序分级排程的,软件的优化效果会比较差,最好不要选择。
  3、建模和优化的便捷性。复杂场景如果需要手工建模和迭代、优化是代码来做的,则APS高级计划和排程的系统适应性不好,未来工厂业务状态的更新会对系统的优化会有困难,需要在选择中注意。
  工厂选择APS高级计划和排程时,最好选择【参数化建模】、【配置化优化】的APS高级计划和排程系统,确保可以得到长期使用。
  四、结语
  数字化工厂的益处是显而易见的,但是科学建立数字化工厂是一个长期、持续的过程,为此工厂必须做好以下准备:
  1、长期、持续建设的观念
  建立科学的数字化工厂,是一个长期的过程,千万不要有暂时、短期就可以建设的思想,是建设是长期、收益也是长期的,是核心竞争力的一部分。
  2、预算和投资的概念
  建设数字化工厂是一个长期的投资,而不是成本,千万不应该具备短期内收回的观念,而是长期、持续投资的一部分。
  做好投资预算,工厂需要有三点考虑:
  其一,是资金预算,是基于规划期内的资金预算
  其二,是时间预算,是几年才可做成数字化工厂,不是几个月,不是1-2年
  其三,是人才预算,建设数字化工厂,不仅仅是信息系统供应商的事情,更是工厂本身的事情,不仅需要具有专业水平的IT队伍,更是需要工厂领导层、管理层、操作层的身体力行,亲自参与建设、使用和维护,数字化工厂才会是长治久安。
  3、数字化工厂要真做而不是为了展示
  数字化工厂设计现在不做,未来还是要做,今天不做明天还是要做,是迟早要做的事情,需要确定的是,何时开始做?先做那个部分?投入多少预算?
  但是,做数字化工厂,千万别因为有政府补贴提前做、规模过大、水平过高地做,这样的话,往往做不好,做不到位或者浪费了时间、费用和人力资源,从而伤害数字化建设的宝贵的热情、资金和时间。
  总之,数字化工厂的益处多多,但是建议数字化工厂需要科学规划、严密计划和足够的预算支撑,并真实落地使用,才可以取得好的效果。

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