十多年反復規劃論證,貴州永吉最真實且客觀的智能印廠搭建經驗
時間:2020-08-19 來源:
貴州永吉印務股份有限公司(以下簡稱“貴州永吉”)早在2005年就開始嘗試信息化系統建設,但受限于當時的信息化與技術水平,幾經輾轉也無法達到預期目標,最終項目宣告暫停。
近年來“兩化融合”“中國制造2025”已成為新的風向標,隨著社會發展以及各種創新技術的不斷涌現,智能制造成為各行各業熱議的焦點,于印刷包裝行業而言也不例外。同時,印刷包裝行業是典型的傳統產業,整個行業面臨產能過剩、生產成本上升、環保剛性約束等多重壓力,利潤持續走低,勞動密集型難以為繼……結合當下供給側改革等情況,諸多印刷包裝企業都在尋求信息化、智能化解決方案,來降低成本、提升效率、轉型升級。
經過長時間的反復規劃認證,貴州永吉梳理出智能工廠在企業推行的原始需求,也是接下來推動項目落地的基本目標。
1.客戶需求在變化
隨著下游客戶信息化管理水平的提升,客戶對訂單過程關注、質量數據追溯、原輔材料批次問題、質量問題產品的快速定位與反饋等問題,提出越來越嚴格的管理要求甚至執行標準。以煙包印刷企業為例,生產過程管理到托盤已經成為公司上下一致的要求,而傳統依靠人工進行監督與管理的方式明顯跟不上節奏,主要表現為不及時、不全面、不準確等。
2.企業資源數字化
企業精益管理運作多年,不斷傳承的工匠精神與精益管理理念將企業管理推向極致,6S各項管理指標與執行標準也步入正軌。在此基礎上,如何將企業生產過程資源進行有效數字化與信息化是迫切需求,目標是把人、機、料、法、環、技等全面資源以數字為載體加以匯聚、梳理、優化并迭代,提高企業數據決策水平,為企業中長期可持續發展提供決策支撐。
3.科技創新發展動力
新時期,工業生產走向自動化與智能化,先進的科技手段與系統工具層出不窮,管理手段日新月異,AI人工智能、工業互聯網、物聯網技術、云技術、自動化倉庫、無人引導叉車AGV等也在制造行業頻頻亮相。落后就可能被淘汰,印刷包裝企業在這一波智能化產業升級進程中是否具備彎道超車的基礎,需要企業深入探討與實踐驗證。
從整體信息化水平上來看,放眼望去,印刷包裝行業是整個制造行業的“弱勢群體”,行業中可參考的成功案例不多,加上企業間管理特點差異明顯,企業更多的是需要從自身角度出發,面對如何邁出第一步。
在逐步厘清各種軟件系統(ERP、MES、WMS等)的功能特點與功能界線后,明確了自動化硬件系統(自動化倉庫、AGV/RGV等智能物流、自動飛達與自動化物流體系等)的成熟水平和應用難點后,我們堅定不移地選擇了以數字化、信息化為基礎,逐步結合自動化走向智能化的發展路線。
2018年3月,公司正式啟動智能工廠一期項目《數字車間管理系統MES項目》。該項目的核心目標是實現全廠60余臺大型設備的數據聯接,實現生產透明化管理。具體來說,分成4個小目標:
(1)實現數據規范上傳,避免人工填寫的主觀隨意性,比如生產自動報工、設備狀態等;
(2)讓管理者全面、實時掌握生產和設備情況,比如應用車間看板與生產管理APP等;
(3)實現生產全過程可追溯,發現問題、鎖定問題,快速處理,降低日常損耗,比如按托盤為管理維度等;
(4)實現機器連接之后的工序間協同,快速應對客戶需求,提高工單切換效率,比如即時信息推送與預警等。
這些小目標都是企業過去20余年發展過程中不斷累積的問題,也是日常管理中困擾企業整體運營的要點。經過與合作伙伴的精誠協作,一期項目如期完成,并且各項指標均達到預期。
在項目執行中,我們深刻體會到高科技手段帶來的實際效益,在此重點回顧兩個業界首創應用。
1.AI人臉識別的應用
由于貴州處于西南邊陲,所以企業無法對一線員工的學歷與電腦操作水平提出高要求。如何解決MES系統需要員工進行登錄操作的問題?如何規避執行過程中可能存在的代崗操作問題?AI人臉識別是一個創新思路,我們隨即與合作伙伴一起研討,很快就成功開發出來了,前后兩個星期便實現了測試、上線。其便捷性得到一線員工的普遍認可,公司管理層也對項目的成功落地充滿信心。后來我們才知道,這是AI人臉識別功能第一次在印刷包裝企業生產一線得到應用,在當年11月份舉行的企業開放日活動中,得到同行嘉賓的一致好評。
2.設備參數的深度采集
眾所周知,紙張/電化鋁的批次質量穩定性會導致生產停機的概率升高、廢料率上升,對于造成的損失,企業往往只能吃啞巴虧,因為無法通過有效手段追溯并且還原事情真相。例如,在模切工序中,相同產品/相同機臺/相同參數設置/連續生產時間的條件下,結果是“同批次原料”在生產過程中產生不同的實際反饋值,證明了“同批次原料”實現不同批產品質量不穩定的問題所在。
在完成了智能工廠二期項目《WMS倉儲管理系統》后,貴州永吉對物料批次管理實現了端到端的管理與追溯,從供應商訂單/打碼協同、原材料進檢出庫、按單領退料、半成品管理,直到成品入庫的全面數字化應用。2019年4月,貴州永吉啟動了智能工廠三期項目《自動化倉庫項目》。由于場地限制,自動化倉庫定位成輔料倉庫,主要滿足物料批次管理、先進先出、臨期預警、安全操作等現實需求,規劃并實現的庫位數比原倉庫提升了兩倍,完全滿足規劃預期。
項目初期一切進展順利,但在項目后期,需要對整體軟硬件系統進行聯動集成時,遇到了不小的麻煩。技術方案中,自動化硬件供應商在硬件方案中會配套“標準”的WMS倉庫管理系統與WCS倉庫調度系統,WMS是接收出入庫指令并向WCS下發調度信息的中樞系統,WCS則連接著硬件電控部分;同時WMS需要與MES系統做集成聯動,才能實現根據生產節奏來指揮自動化倉庫運行,簡單來說是為了實現生產拉動倉庫。但是,問題來了:
1.半套WMS的取舍
硬件系統配套的WMS只面對自動化倉庫,無法滿足對企業生產過程物料的精細管控,姑且只能稱之為“半套WMS”;在與二期項目已經部署的全套WMS之間需要做個抉擇,是放棄半套WMS,還是改造升級全套WMS?
2.自動化倉庫配套的標準WCS系統應用表現
自動化倉庫配套的標準WCS系統應用表現出對印刷包裝企業的不適應,例如出入庫策略、倒庫策略、路徑與庫位匹配等,均需要優化運行策略甚至重構調度數學模型,否則應用效果難以達成預期,這是硬件供應商難以服務周全之處。
經過與合作伙伴多輪研討論證,結合整體信息系統可持續主動運營的目標,我們做出明確決策:放棄半套WMS,重構WCS。事實證明,這是正確的選擇。
經過20多個軟件版本升級迭代,一套全新、完整的軟件系統與標準硬件系統實現了無縫集成,真正完成了數字化車間與自動倉庫的聯動。目前,一座“黑燈倉庫”正在有序完成各項工作。隨著三期項目的順利落地,公司項目也被授予“貴州省智能制造示范項目”稱號,這是對我們過去多年不斷努力的認可,我們備受鼓舞。
一路過來,收獲良多,也在跌跌撞撞中不斷成長。回望時,也是感慨萬千,小結幾點供大家參考:
1.如果建新廠,一定先做好整體規劃
整體系統需要有個規范的環境才能發揮最大作用,在老廠區里連生產工序都可能與設備排布規則相悖,自動化建設不是第一要務。另外,基礎配套設施需要提前規劃安排,避免臨時搭蓋,比如機房、網絡建設等。
2.統籌規劃,分步建設
有了整體硬件布局(含設備布局、功能區規劃、物流線路、人流線路等)和信息系統規劃后,一定要充分了解各階段項目方案的應用價值,結合當前的核心需求進行分階段目標設定,并結合企業發展階段分步進行,不盲從,不跟風。
3.用不斷演進的思維來看待新技術與新應用
在這個科技飛速發展的時代,企業要充分結合當前技術特點和跨行業應用水平,也要積極實踐前沿科技的應用成果,例如工業物聯網技術、人工智能技術、大數據云平臺等。
4.信息系統平臺應具有專業性、開放性、延展性、靈活性、實用性等基本特點
不要停留在既有軟件產品的功能滿足程度上,更應該關注行業內有標準的整體解決方案且有實施交付能力的技術架構,打開思路,認真厘清供應商“一葉障目”的說詞。
5.與強者攜手,才會變得更強
選擇背景強大的行業合作伙伴,一方面,可以提高項目實施的成功概率、新技術的導入效率和新需求的落地幾率;另一方面,合作雙方在信息系統支撐服務企業精細管理、提升精益水平等軟實力方面具有相輔相成、迭代優化的巨大潛力。
作者|貴州永吉印務股份有限公司 黃 革