微缔冲压MES：冲压零部件企业“智能制造”的实践

近一年来随着“中国制造2025”的贯彻执行，国家工信部对智能制造示范工程也有了更具体的要求，冲压行业一些领军企业已经开始启动“智能制造”的发展战略，但如何务实的做好这项重要工作，结合笔者所负责的三个“智能制造”项目，谈一些体会供大家参考。

目前，国家工信部对零部件企业申报智能制造示范工程应具备的要素条件为：

⑴车间/工厂总体设计、工艺流程及布局均已建立数字化模型，并进行模拟仿真，实现规划、生产、运营全流程数字化管理，相关数据进入企业核心数据库。

⑵采用三维计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺规划（CAPP）、设计和工艺路线仿真、可靠性评价等先进技术。产品信息能够贯穿于设计、制造、质量、物流等环节，实现产品的全生命周期管理（PLM）。

⑶建立生产过程数据采集和分析系统，能充分采集制造进度、现场操作、质量检验、设备状态等生产现场信息，并与车间制造执行系统实现数据集成和分析。

⑷建立车间制造执行系统（MES），实现计划、排产、生产、检验的全过程闭环管理，并与企业资源计划管理系统（ERP）集成。

⑸建立车间级的工业通信网络，系统、装备、零部件以及人员之间实现信息互联互通和有效集成。

⑹建立企业资源计划管理系统（ERP），并投入实际运行，其中供应链管理模块能实现采购、外协、物流的管理与优化。利用云计算、大数据等新一代信息技术，在保障信息安全的前提下，实现经营、管理和决策的智能优化。

冲压企业开展“智能制造”工作的重要条件为：⑴企业法人高度重视，并任项目总负责人，便于顺利推进；⑵企业综合管理水平处于行业较先进水平；⑶已经在局部应用ERP系统；⑷拥有熟悉ERP、了解PLM、MES等系统的IT团队。

务实的开展“智能制造”工作

首先企业与软硬件系统供应商共同组成一个专门小组，在充分调研企业的管理、生产、技术、设备、信息化、人员素质、企业文化等现状的基础上，按照”国家工信部智能制造示范工程具体要求”，结合本企业水平制定一个可行的“智能制造”整体工厂规划，同时再根据企业自身的管理资源情况，制定可持续的、培养式的信息化、自动化等方面的实施方案，推进应遵循总体规划、分布实施、不断深化、持续改善的原则与思路。

一般较好的企业已经实施ERP信息化管理近十年，采购、销售、发票等模块运行已相当稳定，在原有供应链与财务模块的基础上，都希望增加生产制造执行的管理，来加强对车间现场的生产执行管控，梳理改善企业各部门的业务流程，实施规范化的管理体系运行机制，提高工作效率。同时加强车间作业的自动化程度，减少直接人工操作，降低生产成本，增加企业的核心竞争力。

目前冲压企业普遍存在的问题：

⑴生产现场的信息化与自动化程度不高。

⑵产品没有进行批次管理，无法实现品质追溯，也无法快速反映各批半成品的在制情况。

⑶车间半成品流转时大多没有规范的标签进行标识，产品名称、后接工序与装箱数量等信息依靠人工记忆。

⑷目前上线的ERP系统，虽然有生产执行部分，但因软件及操作问题等原因，没有正常运行。

⑸生产不连贯，因为每道工序效率的不同，经常出现半成品的堆积。在多道工序连续生产时，半成品装箱摆放凌乱。

对于企业的新车间项目，可以按照国家“智能制造”标准进行策划和实施，相对于现有企业“智能制造”改造和升级而言，更为容易实施。

现有企业实施“智能制造”可从体系建设和现场精益管理入手，同时引入全员创新机制建设，在此基础上，开展制造工艺改善和生产设备自动化改造，为信息化改善的数据采集打下坚实基础，而ERP、PLM、MES、OA系统的全面实施，也将促进企业管理及智能制造系统改造的进一步完善，如图1所示。

图1 企业实施“智能制造”系统工程的三个阶段图

管理改善

⑴体系建设管理改善。

主要是业务流程梳理，以及ISO/TS管理体系的落实程度。

1)基于企业战略目标建立企业整体流程框架和流程清单。

2)关键流程梳理和制定，包括工艺数据维护流程、批次管理流程、计划管理流程、质量管理流程等。

3)输出流程的标准化工作指南。

4)现有ISO9000\ISO14000\ISO18000及TS16949标准体系材料收集分析、整合优化。

5)统一管控，包括存放、发布、更新等。

⑵现场精益管理改善。

精益管理在现场改善、高度标准化、安全生产、降低成本、准时交货以及塑造企业形象并创造舒适的工作环境等方面可以发挥巨大作用，精益管理的基础内容是整理、整顿、清扫、清洁、素养，但大多数冲压企业不能持之以恒按标准执行，直至养成自觉的习惯，目前针对冲压企业主要是加强车间现场对半成品摆放位置与工作点的可视化管理，打造整洁规范的生产现场；通过推行精益管理，在企业内部养成遵守标准的习惯，养成严谨的工作态度，使得各项作业均按标准要求运行，结果符合计划的安排，并使产品在卫生状况良好的环境下完成、保管直至交付客户，质量得以稳定；同时企业具有一支良好素养的员工队伍，常常更能博到客户的信赖。

⑶全员创新体制建设。

推动企业全员创新的平台建设，基于全员改进/创新方法，建设企业创新机制，推进全员岗位创新工作深入持久地展开，增强内部活力，不断增强职工的创新意识，提高企业的创新能力。

全员创新平台建设主要按以下几点进行：

1)创新理念介绍，提高人员士气，懂得从下向上提出改善建议的益处。

2)活动方法介绍，学习利用科学手法，运用到实际的工作中，达到改善效果。

3)组织体系搭建，组织机构成立，从上向下推动全员创新改善活动。

4)流程体系搭建，建立活动体系流程，让整个活动更加规范顺畅。

5)网络平台建设，利用互联网平台建设，将信息集成化，统一平台管理。

生产自动化改善

⑴制造工艺的改善。

主要提高模具设计制造的能力与标准，以适应产品的规模化、批量化生产；规范生产过程中工艺、质量控制的一个或一套文件，包括规定生产所用原料的质量、数量及生产工艺说明、注意事项等，制造工艺的改善最大限度消除生产现场的各种浪费现象，建立同步生产的流程型生产线，以提高生产效率和产品合格率，减少生产成本，降低工人的劳动强度，减少或消除在制品库存，缩短生产周期，适时完成订单生产，为设备自动化改造打下良好的基础。

⑵生产设备自动化改造。

具备稳定的产品设计和多种加工工艺能力、拥有较高的产品需求量以及较长的产品寿命需求的企业可根据自身的生产工艺、装备水平等因素定制几种能适应产品种类变更、具有多自由度运动功能的柔性冲压自动化设备，它能取代人工在各个工位上进行物料冲压、搬运、上下料等工作，节约人力劳动成本，提高人工及设备的安全性，保证了产品产能、质量、工艺的稳定性。

信息化改善

⑴PDM系统提升为PLM系统管理。

纳入所有文档管理，包括产品设计、生产工艺、模具制造、质量管理等，使工作流程规范化。把PDM扩展到模块化的PLM平台，各模块基于统一业务模型架构，统一数据库，统一基础组件，整合现有的平台，以达到支持智能研发的协同管理，进行贯穿产品的整个生产制造全过程的管理，提高现场数量、质量管理的精准度，满足客户对品质追溯的管理要求。

⑵生产执行系统MES的实施。

优化整个车间制造过程，实时收集生产过程中的数据，并作出相应的分析和处理。通过计划层和控制层的信息交互，以及企业的连续信息流来实现企业信息全集成。及时报警提示生产异常，并给出处理指导，加强车间现场生产、质量等方面的系统管理，提高信息化程度；增加车间的搬运机械手生产，提高自动化程度；实现系统发送生产指令到机台，操作工领取生产任务，开始生产后系统自动记录加工数量、开始及结束时间；规范生产流程与半成品周转摆放原则，减少半成品的积压，改善现场物流的周转；在信息化与自动化的结合下，打造一个可展示的智能制造现场。

⑶企业ERP的进一步实施，提高企业信息化管控水平。

PLM及MES系统所提供的数据使ERP系统的功能进一步完善，以这三大系统为主融合而建立的大数据库对库存、物流配送等物资状态的数据收集及分析使物流周转更加标准化，也使企业的财务管理更加透明化，这不仅优化了企业的管理流程，也彻底解决了信息孤岛达到数据资源共享，为高层管理人员提供及时、准确的决策数据，便于实现企业经营管理的全过程控制。

⑷OA管理系统的实施。

对以事务处理为基本功能的办公自动化系统的应用，企业必须对自身的管理问题有深刻的认识，对OA系统有明确而具体的实施需求，对系统二次开发予以重视，这是该系统实施成功的前提。在实施过程中，可以通过整合业务流程，加强业务管控、降低运营风险；通过运用多种沟通方式打通信息通道；在整个框架内，通过绩效评价保证目标的有效性，这都需要决策层、管理层、执行层共同为之努力，以实现对企业各级层工作安排及进展情况的有效跟踪，对工作汇报进行有效的资源调度，积极敦促企业目标的落实，最终实现缩短管理时间周期，间接提高企业的有效产出，改善企业的盈利能力。

结束语

在现有工厂进行“智能制造”升级改造是一项艰巨、复杂的系统工程，它涉及方方面面的利益及习惯，尤其开始实施阶段阻力非常之大，这也是笔者提出企业法人要亲自挂帅的原因。未来5～10年行业领军企业一定会共享相关数据，并能够看到上下游终端信息。无法共享信息的企业由于缺乏对全球相关资源情况、市场发展趋势、企业运行状况等诸多方面的掌握，而无法成为核心供应商，甚至无法进入产业链，最终定会被淘汰。 

   智能制造是一个全新时代，它将彻底颠覆冲压企业的运营模式和管理体系，同时移动互联网的融入将成为冲压行业新一轮发展的制高点，而这一切才刚刚开始。

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