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西華升騰·STIMS生產(chǎn)制造系統的五大關(guān)鍵技術(shù)

制造企業(yè)生產(chǎn)計劃和制造管理上有很多難點(diǎn)，許多企業(yè)都會(huì )遇到多品種、小批量的復雜生產(chǎn)特點(diǎn)，怎么合理安排生產(chǎn)物資、計劃排產(chǎn)，設備和人員的高效利用，除了要求人員具備豐富的生產(chǎn)現場(chǎng)管理經(jīng)驗外，一套實(shí)用高效管理系統也是不可缺少的，西華升騰（STIMS）著(zhù)重打造生產(chǎn)計劃制造系統的五大關(guān)鍵技術(shù)：精確的高級自動(dòng)排產(chǎn)、集成化的協(xié)同制造、自動(dòng)化的數據采集、透明化的決策支持、圖形化的軟件界面，構建一套精益化、自動(dòng)化、透明化、體現協(xié)同制造、適合各種生產(chǎn)類(lèi)型的制造管理系統。

## **生產(chǎn)制造型企業(yè)管理現狀及對策**
    
- 近些年來(lái)，生產(chǎn)制造型企業(yè)對信息化建設的越來(lái)越重視，大部分企業(yè)陸續建立了OA、PDM、ERP等各類(lèi)軟件系統，在車(chē)間也購置了大量自動(dòng)化設備，信息技術(shù)正在各種生產(chǎn)型企業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著(zhù)巨大的作用。但企業(yè)現有信息管理系統主要集中在技術(shù)和管理部門(mén)，大部分企業(yè)車(chē)間制造過(guò)程信息化仍處于空白，眾多的數控設備、生產(chǎn)線(xiàn)還處于單機工作模式，車(chē)間管理工作如計劃、派工、物料、刀具、質(zhì)量、設備等等，還處于原始的憑經(jīng)驗、人工干預的方式。這種依靠人工的生產(chǎn)組織與管理方式已越來(lái)越不適應企業(yè)發(fā)展的需要，生產(chǎn)資源管理信息、產(chǎn)品技術(shù)信息在車(chē)間得不到快速有效利用，車(chē)間生產(chǎn)過(guò)程信息得不到及時(shí)反饋，產(chǎn)品出產(chǎn)周期難以有效監督與控制。

- 隨著(zhù)國家“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化，走新型工業(yè)化道路”的號召，越來(lái)越多的企業(yè)已經(jīng)深刻地意識到，必須大力發(fā)展和應用信息技術(shù)，用先進(jìn)的技術(shù)管理手段變革現有的生產(chǎn)組織和管理模式，實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程管控的數字化，不斷挖掘生產(chǎn)制造過(guò)程的潛力，從而全面提升企業(yè)的競爭力。并逐漸認識到：以國家“兩化融合”為契機，通過(guò)實(shí)施具有精益生產(chǎn)思想的、適合制造行業(yè)特點(diǎn)的數字化車(chē)間管理系統，即構建以“精益生產(chǎn)、協(xié)同制造”為特色生產(chǎn)制造執行系統，可很好地解決上述問(wèn)題。

## **精益生產(chǎn)的概念**

精益生產(chǎn)最關(guān)注的三個(gè)要素是Quality(質(zhì)量)、Cost(成本)、Delivery(交貨期)，精益生產(chǎn)的主要表現形式：識別浪費、持續改進(jìn);縮短交貨期、實(shí)現看板化的目視管理、生產(chǎn)節拍控制、現場(chǎng)管理、及時(shí)的生產(chǎn)數據采集等。
![](/upload/picture/2022-09-26/upload_cb7257ed96b1ec065f65c99ae1c2f11f.png)
這些技術(shù)手段體現到車(chē)間實(shí)際生產(chǎn)中就是：

- 準確分析非增值勞動(dòng)，提高生產(chǎn)效率，降低庫房、工具等生產(chǎn)輔助成本。

- 采用高級排產(chǎn)等技術(shù)手段，將生產(chǎn)任務(wù)分解到每一工序、每一設備、每一分鐘，并合理解決緊急插單等問(wèn)題、確保生產(chǎn)計劃最優(yōu)，確保產(chǎn)品交貨期，確保設備利用率最高。

- 實(shí)現目視化管理、信息最大程度透明化。

- 生產(chǎn)過(guò)程控制，實(shí)現產(chǎn)品“流”的生產(chǎn)，實(shí)現生產(chǎn)的柔性化生產(chǎn)。

- 基于數據自動(dòng)采集等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現生產(chǎn)數據及時(shí)、準確反饋，提供科學(xué)決策基礎，實(shí)現車(chē)間計劃、執行、資源等要素的閉環(huán)管理。

- 實(shí)現產(chǎn)品工序級的質(zhì)量控制，將質(zhì)量損失降至最低。

作為專(zhuān)注幫助工業(yè)制造企業(yè)成長(cháng)的成都西華升騰科技有限公司長(cháng)期致力于智能制造管理平臺系統的研究與應用，公司的”STIMS智能制造管理平臺“在眾多生產(chǎn)制造型企業(yè)中得到了成功應用，并取得了良好的效果。為更好地促進(jìn)生產(chǎn)制造行業(yè)的數字化車(chē)間建設，我們非常榮幸地能有機會(huì )與您一起探討、共同促進(jìn)數字化車(chē)間生產(chǎn)計劃和制造執行系統的建設。

大家知道，一套好的制造管理系統的核心在于“執行”，此處的執行分兩層含義：首先是將ERP的生產(chǎn)計劃根據車(chē)間實(shí)際情況，將每一工序分解到每一設備、每一分鐘精細執行;其次是通過(guò)智能生產(chǎn)制造系統的建設，在車(chē)間內部構建計劃排產(chǎn)、作業(yè)調度、數據采集、程序管理、在制品管理、庫存管理、質(zhì)量管理等一個(gè)全閉環(huán)管理，層層緊扣，而非簡(jiǎn)單的一個(gè)數據庫管理。

因此，可以這么說(shuō)**這套系統最核心是計劃排產(chǎn)、數據采集和協(xié)同制造管理，這也是判斷一套軟件是否是真正有意義標準。** 
  
## 生產(chǎn)計劃與制造執行系統的5大關(guān)鍵技術(shù)

結合我們對數字化車(chē)間的深刻理解，我們認為系統應充分借鑒精益生產(chǎn)等先進(jìn)理念，在高級排產(chǎn)基礎上，涵蓋計劃調度、作業(yè)管理、設備聯(lián)網(wǎng)、程序管理、物料管理、工具管理、質(zhì)量管理、數據采集、現場(chǎng)信息管理、BI決策等，是一套模塊化、高度集成、過(guò)程透明、閉環(huán)的、體現協(xié)同制造的管理系統。
　　由于該系統是一項較為復雜的大型管理系統，模塊眾多、涉及的技術(shù)也非常多，下面將以西華升騰生產(chǎn)計劃與制造執行方案為例，重點(diǎn)介紹一下該系統的五大關(guān)鍵技術(shù)。

#### **　　1. 精確的高級智能排產(chǎn)**
　　- 生產(chǎn)制造行業(yè)有很多管理痛點(diǎn)，比如多品種、小批量、工序多、緊急插單多、生產(chǎn)周期要求嚴格等特點(diǎn)，生產(chǎn)計劃如果全靠人工進(jìn)行制訂將是非常困難的，也經(jīng)常因為人為考慮不周而影響了整個(gè)生產(chǎn)的有序進(jìn)行。
　　- 生產(chǎn)計劃和制造執行系統，首要的就應該具有高級排產(chǎn)功能，將ERP等上游系統的生產(chǎn)計劃，按照交貨期、生產(chǎn)數量、優(yōu)先級、車(chē)間現有資源(人員、設備、物料)的有限生產(chǎn)能力，自動(dòng)制訂出科學(xué)的生產(chǎn)計劃，細化到每一工序、每一設備、每一分鐘，進(jìn)行精細化生產(chǎn)管理。
　　因此，可以說(shuō)**高級智能排產(chǎn)系統中第一項最重要的關(guān)鍵技術(shù)，是衡量管理系統是否具有“執行能力”的一個(gè)關(guān)鍵因素**。一款優(yōu)秀的智能排產(chǎn)系統應該具有以下功能：

1)支持多樣的排產(chǎn)算法
　　支持多種高級自動(dòng)排產(chǎn)算法，如：具有按交貨期、精益生產(chǎn)、生產(chǎn)周期、最優(yōu)庫存、同一裝夾優(yōu)先、已投產(chǎn)訂單優(yōu)先等多種排產(chǎn)方式，滿(mǎn)足企業(yè)各類(lèi)復雜的排產(chǎn)要求。

2) 基于設備有限產(chǎn)能的排產(chǎn)
　　根據物料需求計劃、綜合考慮生產(chǎn)線(xiàn)在產(chǎn)、生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)能自動(dòng)規劃出總成、半成品月、周計劃及每日投料計劃，避免生產(chǎn)過(guò)量或交付延期，可準確到每一道工序、每一臺設備、每一分鐘，并可根據實(shí)際情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調整。

3)具有優(yōu)化生產(chǎn)、平衡設備間加工能力
  ![](/upload/picture/2022-09-26/upload_19b6b949c08b62852448b2c4208b2c60.png)
  通過(guò)直觀(guān)的圖形、數字表示，系統提供設備負荷以及每臺設備、生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)任務(wù)的視圖及分析功能，可方便地優(yōu)化生產(chǎn)和平衡設備負荷，使生產(chǎn)計劃更科學(xué)更合理。對逾期計劃，系統可提供工序拆分、外協(xié)加工、調整設備、調整優(yōu)先級等靈活的處理措施。

#### **2.全集成的協(xié)同制造**
　　協(xié)同制造在生產(chǎn)中具有非常重要的意義。在當前的車(chē)間生產(chǎn)中，計劃、調度、物料、工具、檢驗、操作工等各工種間缺乏有效的協(xié)同機制，信息溝通不暢通，常常發(fā)生因為某一環(huán)節的延誤而導致整個(gè)生產(chǎn)拖延的情況，在我們系統里采用協(xié)同制造管理機制，可有效地避免這些情況，可確保整個(gè)生產(chǎn)流暢高效地運轉。
![](/upload/picture/2022-09-26/upload_869c64343b90cf8b38aa020069725fb7.png)
當生產(chǎn)計劃優(yōu)化完成后，可通過(guò)協(xié)同制造平臺向相應子系統發(fā)送生產(chǎn)準備指令。通過(guò)車(chē)間級的協(xié)同，物料準備、工具準備等各類(lèi)職能人員可以提前知道相關(guān)生產(chǎn)任務(wù)，便于提前進(jìn)行各類(lèi)生產(chǎn)準備，生產(chǎn)管理人員可實(shí)時(shí)查看到計劃的準備情況、工序狀態(tài)、在制品信息、質(zhì)檢信息和生產(chǎn)過(guò)程中設備的詳細運行參數、齊套分析等內容，通過(guò)采取及時(shí)的生產(chǎn)調度措施來(lái)應對生產(chǎn)過(guò)程中的各種變化情況，可最大程度地避免因某項工作準備不足而影響車(chē)間的正常生產(chǎn)，實(shí)現車(chē)間級生產(chǎn)的全面協(xié)同管理。

#### **3.自動(dòng)化的數據采集**
　　企業(yè)實(shí)施智能制造系統，一般首選設備自動(dòng)化程度較高、信息化基礎較好的數控車(chē)間。為充分發(fā)揮這些數控設備數字化、智能化、自動(dòng)化的特點(diǎn)，系統的另外一項核心就是數據的自動(dòng)采集技術(shù)，對數控設備進(jìn)行實(shí)時(shí)、客觀(guān)、準確、自動(dòng)的采集，實(shí)現一臺計算機同時(shí)監控所有設備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，以電子看板的形式隨時(shí)展示所有設備的開(kāi)機、運行、故障、生產(chǎn)進(jìn)度等狀態(tài)信息。這些實(shí)時(shí)的數據將與生產(chǎn)計劃形成了管理上的閉環(huán)，并進(jìn)一步指導生產(chǎn)計劃的調整。
  ![](/upload/picture/2022-09-26/upload_92c8268f41dcb6d89f833362a9f1c7d0.png)
   
1. 對于數控設備實(shí)現自動(dòng)化的采集數據：
　　- 支持各種設備控制系統。
　　- 實(shí)時(shí)采集：可從網(wǎng)絡(luò )上的任何客戶(hù)機監控所有聯(lián)網(wǎng)設備的實(shí)時(shí)狀態(tài)。
　　- 詳盡的報告：全功能的設備狀態(tài)電子看板與電子地圖顯示，以及各種分析報告，便于了解現場(chǎng)關(guān)鍵設備的生產(chǎn)狀況
1. 系統也支持條碼、觸摸屏等常見(jiàn)的采集手段。
除了對數控設備的自動(dòng)采集外，也完全支持條碼自動(dòng)打印、自動(dòng)掃描、條碼內容自由定義等功能。
![](/upload/picture/2022-09-26/upload_8f862a485db7ab944ccbe67943fcab90.png)

條碼自動(dòng)識別技術(shù)具有輸入速度快，準確度高、成本低和易操作等特點(diǎn)。在自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線(xiàn)和各加工過(guò)程中，使用條碼掃描隨工單上條碼，實(shí)現對生產(chǎn)數據的采集。每個(gè)產(chǎn)品的每個(gè)工序都會(huì )有一個(gè)唯一的條碼，只需讀入產(chǎn)品上的條碼，就可以在數據庫內調出該產(chǎn)品所有的相關(guān)數據，大大便利了產(chǎn)品的質(zhì)量跟蹤和售后服務(wù)。

觸摸屏作為一種最新的電腦輸入設備，它是目前最簡(jiǎn)單、方便、自然的一種人機交互方式，具有堅固耐用、反應速度快、節省空間、易于交流等許多優(yōu)點(diǎn)。利用這種技術(shù)，用戶(hù)只要用手指輕輕地觸摸計算機顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現對主機操作，從而使人機交互更為直截了當，這種技術(shù)大大方便了那些不懂電腦操作的用戶(hù)。

在現場(chǎng)終端觸摸屏，可通過(guò)條碼掃描自動(dòng)識別工序，工人就能夠方便快捷地進(jìn)行工序的開(kāi)工、暫停和完工反饋。

**總之，數據采集是系統成功實(shí)施的重要基礎，系統只有能夠進(jìn)行及時(shí)、全面的數據采集，并與生產(chǎn)計劃形成管理上的閉環(huán)，制訂的計劃才有可執行性，計劃才能更科學(xué)。**

#### **  4.全透明的決策支持**

為實(shí)現生產(chǎn)數據最大程度上的共享，結合當今大數據分析等先進(jìn)理念，智能制造系統要對這些海量數據進(jìn)行深入挖掘，實(shí)現過(guò)程全透明的管理，做到對生產(chǎn)中所有信息可隨時(shí)查看，并結合企業(yè)的真實(shí)需要，提供車(chē)間管理人員、各類(lèi)使用人員的各類(lèi)統計分析報告，做到對生產(chǎn)計劃制訂情況、執行情況、工段作業(yè)情況、物料、刀具、質(zhì)量、設備等幾乎所有的生產(chǎn)信息進(jìn)行綜合分析，為車(chē)間層的管理與決策提供可靠的量化數據。如：

1) 機床實(shí)時(shí)生產(chǎn)狀況統計：
　　- 每臺機床或每班組加工的工件數量。
　　- 機床開(kāi)機時(shí)間、機床停機時(shí)間、機床故障時(shí)間、機床運行時(shí)間。
　　- 操作工的效率、機床利用率等。
　　- 各種形式的日報、月報、季報、年報。
　　- 可以具體統計到每個(gè)機床、一個(gè)班組、整個(gè)車(chē)間。
　　- 可以以餅圖、柱圖、折線(xiàn)圖、統計表格等多種方式統計、分析數據。
  ![](/upload/picture/2022-09-26/upload_c0277bf79d850202575dadfcd6e0c95b.png)

2) 計劃制訂及完成情況統計：
　　監控、查詢(xún)所有產(chǎn)品的進(jìn)度和生產(chǎn)，如：該訂單處是否已經(jīng)投產(chǎn)?交貨期能否準時(shí)?是延誤還是提前?具體時(shí)間是多少?以產(chǎn)品、部件、零件、工序等多級別管理生產(chǎn)，結構清楚，一目了然。

3) 物料、在制品、質(zhì)量、庫存等統計查詢(xún)：
　　物料庫存、在制品周轉、各工序的質(zhì)量、工具庫存及積壓等情況。

4) 其他各類(lèi)數據統計分析功能
#### 　5.直觀(guān)易用的圖形化界面

由于系統的主要應用對象是車(chē)間的各類(lèi)人員，包括車(chē)間領(lǐng)導、計劃調度人員、現場(chǎng)工人及各類(lèi)生產(chǎn)輔助人員，生產(chǎn)事務(wù)繁忙，計算機水平不是很高，因此，我們在設計時(shí)就充分考慮到了這些因素，采用直觀(guān)的圖形化界面，將生產(chǎn)中的各類(lèi)抽象信息用圖形化的形式展現出來(lái)，非常方便使用者學(xué)習與掌握。

1) 圖形化的計劃排產(chǎn)
　　除了具備強大的排產(chǎn)算法以外，并采用了讓人耳目一新的圖形化界面。如：計劃員可用鼠標拖拽的方式調整生產(chǎn)計劃，所有因此而受到影響的產(chǎn)品將被重新排產(chǎn)。所有的更改只有保存后才會(huì )生效，因此計劃員可以進(jìn)行各種可能排產(chǎn)的嘗試。
  
　　2) 圖形化的生產(chǎn)看板
　　在生產(chǎn)任務(wù)管理中，用戶(hù)很容易地查看每個(gè)任務(wù)和工序的狀態(tài)，包括是否投產(chǎn)、計劃數量、交貨期、所用時(shí)間、提前(或延遲)時(shí)間、已完成數量等，非常直觀(guān)。
  
　　3) 醒目的預警機制
　　在計劃進(jìn)行調整后，對于還未執行的計劃，系統會(huì )計算分析出可能要拖期的零件和工序，并用醒目的顏色表示出來(lái)，使計劃調度人員有針對性地關(guān)注其進(jìn)度并做出快速響應。

4) 圖形化的統計分析
　可以自動(dòng)生成各類(lèi)統計報表，可按車(chē)間不同角色所需了解的信息來(lái)分類(lèi)，可按周報、年報、月報來(lái)統計，可按柱狀圖、餅圖、報表的形式展現。
## 結束語(yǔ)
21世紀，中國軟件業(yè)蓬勃發(fā)展，2002年12月21日，“西華升騰”在成都市高新區成功注冊。
     公司秉承"滿(mǎn)足客戶(hù)需求，超越客戶(hù)期望"的理念，多年的發(fā)展和積累，致力于高品質(zhì)企業(yè)管理軟件研發(fā)和現代企業(yè)管理理論與方法，擁有國內首創(chuàng  )自主知識產(chǎn)權的“軟件過(guò)程研發(fā)與項目集成管控平臺（STIDEM）”，目前企業(yè)軟件事業(yè)部下屬產(chǎn)品研發(fā)中心，工程實(shí)踐與項目實(shí)施部，基于企業(yè)應用的“STCC協(xié)同商務(wù)平臺”和工業(yè)制造型企業(yè)“STIMS智能制造管理平臺”，目前兩大平臺已大量應用于國內多家知名企業(yè)、上市公司！良好的性能和先進(jìn)的理念廣受贊譽(yù)！

面對復雜的生產(chǎn)管理，我們一定要深入理解與貫徹精益生產(chǎn)概念與精髓，并緊密結合企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)、存在的問(wèn)題，以及系統使用群體的特點(diǎn)，重點(diǎn)突破上述5大關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，力爭全面涵蓋計劃調度、作業(yè)管理、物料管理、工具管理、質(zhì)量管理、數據采集、現場(chǎng)信息管理、決策支持等車(chē)間生產(chǎn)的各個(gè)方面，構建具有自有特色的智能制造系統，可有效地提升企業(yè)的運行效率、降低生產(chǎn)成本、全面增強企業(yè)競爭力。

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