2012年11月22-23日，“第八屆中國(guó)制造業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化國(guó)際峰會(huì)”在深圳隆重召開(kāi)。本屆峰會(huì)的主題為“數(shù)字化技術(shù)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品創(chuàng)新”。在22日上午的“構(gòu)建數(shù)字化時(shí)代的產(chǎn)品創(chuàng)新體系”主題大會(huì)上，開(kāi)目公司副總經(jīng)理賈華文做了題為“創(chuàng)新時(shí)代的制造企業(yè)數(shù)字化工藝與制造策略” 的精彩演講，本文為小編對(duì)賈經(jīng)理演講內(nèi)容的整理。論壇由e-works總經(jīng)理黃培主持。
開(kāi)目公司副總經(jīng)理 賈華文
1 開(kāi)目公司概況
武漢開(kāi)目信息技術(shù)有限責(zé)任公司正式成立于1996年12月，是華中科技大學(xué)產(chǎn)業(yè)集團(tuán)控股的有限責(zé)任公司。開(kāi)目軟件從1991年業(yè)已開(kāi)始自主研發(fā)經(jīng)過(guò)20余年品牌積累和探索，已逐步發(fā)展成為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的PLM產(chǎn)品和解決方案供應(yīng)商，開(kāi)目公司具備了自主創(chuàng)新的系列產(chǎn)品及研發(fā)能力，擁有貫穿企業(yè)產(chǎn)品全生命周期的PLM系列產(chǎn)品，產(chǎn)品包括 CAD/CAPP/3DCAPP/PDM/PLM/MES/工藝管理系統(tǒng)等一系列獨(dú)立自主版權(quán)軟件。多年的發(fā)展，同時(shí)使開(kāi)目擁有了寶貴的財(cái)富——廣泛而深厚的中國(guó)高端制造業(yè)用戶基礎(chǔ)，客戶遍及航空航天、汽車、船舶、工程機(jī)械、電子、兵器、裝備、機(jī)床等多個(gè)行業(yè)，在國(guó)內(nèi)客戶數(shù)量超過(guò)6000家。開(kāi)目公司在全國(guó)30個(gè)省市、自治區(qū)建立了銷售和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，為客戶提供快速、高效、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和技術(shù)支持，致力于成為世界領(lǐng)先的數(shù)字化工藝與制造解決方案供應(yīng)商。
圖1 開(kāi)目公司發(fā)展歷程
開(kāi)目公司一直以來(lái)堅(jiān)持自主創(chuàng)新。除了享譽(yù)業(yè)界的開(kāi)目CAD、開(kāi)目CAPP、開(kāi)目PDM經(jīng)典產(chǎn)品外，經(jīng)過(guò)前期長(zhǎng)時(shí)間的研發(fā)準(zhǔn)備，從2010年開(kāi)始又率先逐步推出了幾款具有創(chuàng)造性的產(chǎn)品。三維裝配工藝規(guī)劃軟件-KM3DCAPP-A，是開(kāi)目公司專注于產(chǎn)品創(chuàng)新領(lǐng)域研發(fā)的中國(guó)首創(chuàng)的三維裝配工藝規(guī)劃軟件，開(kāi)啟了三維CAPP新紀(jì)元；三維加工工藝規(guī)劃軟件-KM3DCAPP-M目前在緊密的研發(fā)中，它會(huì)是中國(guó)首創(chuàng)的將傳統(tǒng)加工與三維技術(shù)完美結(jié)合的三維加工工藝規(guī)劃軟件，預(yù)計(jì)在明年4月份發(fā)布；工藝的規(guī)劃要依靠制造的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行產(chǎn)品的交付，制造執(zhí)行管理系統(tǒng)- KMMES是中國(guó)離散制造業(yè)企業(yè)首選制造執(zhí)行管理系統(tǒng)，信息化服務(wù)于生產(chǎn)，使制造過(guò)程透明無(wú)間，打開(kāi)離散性制造業(yè)企業(yè)制造過(guò)程“黑盒子”。
2 制造業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)及應(yīng)對(duì)策略
當(dāng)前，全球經(jīng)濟(jì)陰云密布，中國(guó)制造業(yè)正面臨空前挑戰(zhàn)。在勞動(dòng)力成本迅速提升的同時(shí)，各個(gè)行業(yè)都呈現(xiàn)出供過(guò)于求的市場(chǎng)格局。因此，制造企業(yè)要想在激烈的國(guó)內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)中勝出，唯有大力提升自主創(chuàng)新能力，提升產(chǎn)品的性價(jià)比和附加值。過(guò)去四十年的實(shí)踐表明，以CAD、CAE、CAM、CAPP和PLM為代表的數(shù)字化技術(shù)是制造業(yè)創(chuàng)新的基石，深化應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，是世界級(jí)制造企業(yè)建立差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的必由之路。
圖2 數(shù)字化技術(shù)支持下的產(chǎn)品創(chuàng)新
雖然就產(chǎn)品全生命周期而言可能包含更多的階段，但當(dāng)前大多數(shù)企業(yè)核心的需求是以設(shè)計(jì)、工藝、制造（包括裝配）階段為重點(diǎn)，打通這三個(gè)環(huán)節(jié)之間的業(yè)務(wù)鏈和信息流，實(shí)現(xiàn)這三個(gè)環(huán)節(jié)與采購(gòu)、成本、質(zhì)量、計(jì)劃、服務(wù)等的信息集成與信息交互。其中提高工藝設(shè)計(jì)和制造過(guò)程信息化水平是當(dāng)前的重點(diǎn)和難點(diǎn)�；谏鲜龅恼J(rèn)識(shí)，開(kāi)目公司提出了自己的PLM解決方案。開(kāi)目PLM的解決方案分為幾個(gè)相互獨(dú)立又可以無(wú)縫集成的部分。首先是針對(duì)產(chǎn)品生命周期的需求和設(shè)計(jì)階段的管理，主要包括KMCAD、KMPDM、KMBOM、編碼管理、CAD集成工具等軟件產(chǎn)品；其次，針對(duì)產(chǎn)品生命周期的工藝規(guī)劃階段，我們有工藝規(guī)劃與工藝過(guò)程管理解決方案，包括工藝管理系統(tǒng)、CAPP工具、參數(shù)化CAPP、三維裝配、三維機(jī)加、工時(shí)管理、工裝管理等軟件產(chǎn)品；針對(duì)產(chǎn)品制造過(guò)程，有制造過(guò)程管理解決方案，包括車間資源管理、生產(chǎn)調(diào)度排產(chǎn)、生產(chǎn)過(guò)程管理、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量跟蹤、看板監(jiān)控系統(tǒng)等軟件產(chǎn)品。這三個(gè)部分的數(shù)據(jù)，可以統(tǒng)一集成到開(kāi)目的數(shù)據(jù)中心里，數(shù)據(jù)中心包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)中心、企業(yè)數(shù)據(jù)資源管理、編碼中心、用戶權(quán)限管理中心、數(shù)據(jù)挖掘引擎、知識(shí)管理、決策支持等軟件產(chǎn)品。
圖3 開(kāi)目PLM整體解決方案
3 數(shù)字化工藝策略—KM3DCAPP-A
工藝規(guī)劃與過(guò)程管理是我目前制造業(yè)企業(yè)相對(duì)關(guān)注的問(wèn)題也是較為薄弱的環(huán)節(jié)，下面以裝配工藝規(guī)劃為例跟大家分享應(yīng)對(duì)的策略。設(shè)計(jì)手段從“甩圖板”到“三維”已經(jīng)過(guò)了多年，而在工藝方面，廣大的制造業(yè)企業(yè)仍然在采用二維卡片的形式編寫工藝指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。傳統(tǒng)的裝配工藝毫無(wú)疑問(wèn)面臨著巨大挑戰(zhàn)：設(shè)計(jì)三維化后，工藝、生產(chǎn)怎樣三維化？大段的裝配過(guò)程如何更簡(jiǎn)潔準(zhǔn)確地描述？裝配前如何保證裝配可行性？如何實(shí)現(xiàn)虛擬數(shù)字化樣機(jī)？ 三維產(chǎn)品展示、維修、售后文檔？等等……那么，制造企業(yè)該如何提升裝配工藝設(shè)計(jì)能力？
三維裝配工藝規(guī)劃軟件-KM3DCAPP-A復(fù)用產(chǎn)品在三維設(shè)計(jì)階段的成果，可以直接導(dǎo)入三維模型結(jié)構(gòu)，在虛擬的實(shí)體環(huán)境下完成裝配動(dòng)作設(shè)計(jì)；用“拆卸”的方式定義“裝配”，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)共享，操作簡(jiǎn)便易用；提供多種定義裝配方法，在定義動(dòng)作的時(shí)候可以加入大量的工藝的圖解及步驟說(shuō)明，包括裝配清單，在裝配過(guò)程當(dāng)中可以實(shí)體引入工裝夾具等制造資源還可以實(shí)時(shí)的進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真；除了機(jī)械零部件以外，KM3DCAPP-A還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)體的電纜電線建模，在建模之后可以實(shí)現(xiàn)三維布線仿真，模擬手工真正的線纜放線動(dòng)作實(shí)現(xiàn)，整個(gè)線的走向纏繞動(dòng)作。
還可以進(jìn)行裝配尺寸、裝配干涉檢查等工藝性驗(yàn)證，支持多種形式的工藝信息的輸出，包括三維的視頻、二維工藝卡片、PDF格式，還可以加入音頻說(shuō)明。除此之外，這款軟件也可以用于進(jìn)行用戶手冊(cè)、維修指南、產(chǎn)品推介等其它場(chǎng)合的應(yīng)用。
圖4 KM3DCAPP-A多樣、全面的工藝圖解
圖5 KM3DCAPP-A工具安裝過(guò)程干涉檢查
圖6 KM3DCAPP-A三維布線仿真
4 數(shù)字化制造策略—KMMES
有了好的工藝規(guī)劃怎么樣來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的制造和交付呢？如今，離散制造企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)重重，計(jì)劃趕不上變化，計(jì)劃難以指導(dǎo)生產(chǎn)；人員流動(dòng)頻繁，生產(chǎn)安排困難；重金買回的設(shè)備利用率到底是多少；定額工時(shí)難以確定，同時(shí)統(tǒng)計(jì)任務(wù)繁重；生產(chǎn)進(jìn)度難以監(jiān)控、質(zhì)量責(zé)任難以界定，等等問(wèn)題成為生產(chǎn)管理者函待解決的問(wèn)題。我們?nèi)绾胃纳粕a(chǎn)管理呢？
圖7 開(kāi)目制造過(guò)程管理解決方案
開(kāi)目制造執(zhí)行管理系統(tǒng)（KM Manufacturing Execution System，簡(jiǎn)稱KMMES）是針對(duì)制造現(xiàn)場(chǎng)的制造過(guò)程管理，位于上層的計(jì)劃、設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車間層的管理信息系統(tǒng)。基于ISA-95 的標(biāo)準(zhǔn)，秉承“信息服務(wù)生產(chǎn)、制造透明無(wú)間”的理念，包括車間資源建模、計(jì)劃管理排產(chǎn)、任務(wù)調(diào)度管理、作業(yè)執(zhí)行管理、物料跟蹤管理、質(zhì)量過(guò)程管理、車間事件管理、人員管理、工裝管理、設(shè)備運(yùn)行管理、看板監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)分析核心業(yè)務(wù)功能模塊。
由于時(shí)間關(guān)系，每個(gè)模塊不可能給大家詳細(xì)介紹，在此僅僅簡(jiǎn)要介紹一些重點(diǎn)模塊。
人員管理模塊：對(duì)于離散型制造企業(yè)而言人、機(jī)、料是最為重要的。流程性行業(yè)而言人的因素非常重要，包括人員的技能、經(jīng)驗(yàn)、考勤等等，甚至一個(gè)工人的心情好壞與否都有可能影響進(jìn)度。開(kāi)目MES結(jié)合刷卡考勤，在MES中管理人員是否到崗。管理人員技能等級(jí)及考試。兩者結(jié)合優(yōu)化后續(xù)的人員任務(wù)安排。出具日?qǐng)?bào)、周報(bào)、月報(bào)評(píng)價(jià)人員的工作表現(xiàn)、績(jī)效考核。
設(shè)備運(yùn)行管理：開(kāi)目MES中利用設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，這里紅、黃、綠顏色表示不同的設(shè)備狀態(tài)。采用可視化看板監(jiān)控設(shè)備的基本信息、狀態(tài)、執(zhí)行的任務(wù)。分析各臺(tái)關(guān)重設(shè)備的開(kāi)機(jī)率、關(guān)機(jī)率、故障率、利用率以及OEE設(shè)備綜合效能分析，找到瓶頸所在。
物料跟蹤管理：全面對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的物料進(jìn)行跟蹤管理，從采購(gòu)計(jì)劃的生成，到物料入庫(kù)檢驗(yàn)、齊套出庫(kù)、在制品的跟蹤，提高生產(chǎn)中的批次物料齊套率、物料配送的準(zhǔn)時(shí)性。實(shí)現(xiàn)企業(yè)在正確的時(shí)間生產(chǎn)正確的物料的目標(biāo)。
高級(jí)計(jì)劃排產(chǎn)管理：介紹完人、機(jī)、料，我們接著看看開(kāi)目是如何實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化的目標(biāo)。開(kāi)目公司內(nèi)嵌全球領(lǐng)先的高級(jí)計(jì)劃排產(chǎn)引擎，實(shí)現(xiàn)工序級(jí)的計(jì)劃排產(chǎn)。這個(gè)引擎在全球的離散制造業(yè)的市場(chǎng)占有率第一。開(kāi)目公司在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行行業(yè)定制，并實(shí)現(xiàn)排產(chǎn)—結(jié)果分析—重新設(shè)置策略—再排產(chǎn)的模擬優(yōu)化迭代過(guò)程，直至得到一個(gè)優(yōu)化的作業(yè)安排，進(jìn)入到任務(wù)調(diào)度中。
作業(yè)執(zhí)行管理：計(jì)劃生成派工后，MES采用多種方式在第一時(shí)間將任務(wù)下達(dá)到執(zhí)行者手中，并將進(jìn)度采集上來(lái)。開(kāi)目MES提供觸摸屏的操作方式，簡(jiǎn)單方便，傻瓜式的。條碼的采集方式，我們支持一維、二維條碼。打印帶條碼的派工單或企業(yè)的其它單據(jù)，在現(xiàn)場(chǎng)掃描條碼采集數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在很多企業(yè)都在提三維模型下車間，因?yàn)樵絹?lái)越多的企業(yè)都在使用三維CAD，這是不可擋的趨勢(shì)。開(kāi)目MES實(shí)現(xiàn)各種技術(shù)文件的現(xiàn)場(chǎng)可視化。通過(guò)觸摸屏終端，加工的工人可以查看自己加工任務(wù)參考的技術(shù)指導(dǎo)文件、二維圖紙、三維模型、工藝文件、三維仿真、操作規(guī)程等等。顯示三維仿真：如對(duì)裝配，我們很難用語(yǔ)言表達(dá)清楚一個(gè)裝配過(guò)程，為了快速指導(dǎo)工人裝配新產(chǎn)品，我們可以將裝配仿真發(fā)布到車間供工人學(xué)習(xí)。
質(zhì)量過(guò)程管理：產(chǎn)品質(zhì)量就是企業(yè)的生命。JIT生產(chǎn)理論中最重要的一條就是：制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并保證維持。開(kāi)目MES根據(jù)工藝文件生成質(zhì)量檢驗(yàn)計(jì)劃，并將檢驗(yàn)計(jì)劃隨同制造計(jì)劃下達(dá)到車間，在車間進(jìn)行質(zhì)量數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量問(wèn)題處理跟蹤，并實(shí)現(xiàn)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析，從而改進(jìn)質(zhì)量。
看板管理：在車間設(shè)置看板，對(duì)于提高管理效率至關(guān)重要。一方面提高管理信息的可視性，另一方面提高員工執(zhí)行的規(guī)范意識(shí)。開(kāi)目MES中提供10余種行業(yè)通用的看板，并支持用戶根據(jù)自己的需要擴(kuò)展定義。如計(jì)劃任務(wù)進(jìn)度的看板、報(bào)警看板、任務(wù)日?qǐng)?bào)看板、設(shè)置虛擬現(xiàn)實(shí)的車間看板�？窗蹇梢哉挂壕聊簧�、觸摸屏上或者LED顯示屏上，形式多樣。
統(tǒng)計(jì)分析：對(duì)于企業(yè)的管理者來(lái)說(shuō)，最重要的是及時(shí)獲知企業(yè)的各項(xiàng)KPI指數(shù)完成如何，因此為他們提供豐富便捷的統(tǒng)計(jì)報(bào)表是必須的。開(kāi)目MES提供40多種離散制造行業(yè)的所用報(bào)表，這些報(bào)表不僅僅提供C/S模式，還可以直接基于IE訪問(wèn)，無(wú)需安裝任務(wù)軟件。這些報(bào)表之間的信息彼此關(guān)聯(lián)，用戶可以層層挖據(jù)相關(guān)信息。如在任務(wù)匯總月報(bào)中，我們希望查看哪些任務(wù)未達(dá)產(chǎn)完成，進(jìn)一步我們希望知道這些未達(dá)產(chǎn)完成的任務(wù)執(zhí)行的設(shè)備運(yùn)行效率如何。
圖8 KMMES系統(tǒng)中質(zhì)量過(guò)程管理體系
圖9 看板管理
核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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本文標(biāo)題：創(chuàng)新時(shí)代的制造企業(yè)數(shù)字化工藝與制造策略
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