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案例 | 創(chuàng)造新經(jīng)濟(jì)的智能制造——步科自動(dòng)化智慧工廠建設(shè)實(shí)踐分享
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上海步科自動(dòng)化股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“步科”）專注于工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和技術(shù)服務(wù)，為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備制造商提供整體解決方案，公司產(chǎn)品除國(guó)內(nèi)銷售外，亦銷往土耳其、印度、意大利、德國(guó)等國(guó)家和地區(qū)，是中國(guó)領(lǐng)先的機(jī)器自動(dòng)化解決方案供應(yīng)商。(南通金蝶軟件）
步科以“為全球客戶提供中國(guó)的自動(dòng)化解決方案”為使命，堅(jiān)持投入大量資源進(jìn)行自動(dòng)化技術(shù)平臺(tái)的研發(fā)，并在德國(guó)、上海、深圳和常州設(shè)有研發(fā)機(jī)構(gòu)。公司已擁有涵蓋控制、驅(qū)動(dòng)、人機(jī)交互、通訊和機(jī)電一體化設(shè)計(jì)等各方面的自動(dòng)化技術(shù)平臺(tái)，擁有多項(xiàng)專利和軟件著作權(quán)。公司自動(dòng)化技術(shù)平臺(tái)基礎(chǔ)上開發(fā)的解決方案，被多家世界知名跨國(guó)公司采用。
相對(duì)于基于各類智能設(shè)備、自動(dòng)化應(yīng)用，企業(yè)所構(gòu)建的智慧工廠想象；今天的中國(guó)制造業(yè)，或許更應(yīng)該思考的是這樣的一種殘酷現(xiàn)實(shí)：一面面臨著21世紀(jì)的技術(shù)的洗禮，但一面用著20世紀(jì)的管理流程，例如標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、KPI等；同時(shí)，一面用著19世紀(jì)的管理理念，例如科學(xué)管理、組織管理等，組織的活力等難以釋放。
而今天，隨著互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的應(yīng)用，企業(yè)與企業(yè)，企業(yè)與客戶、企業(yè)與供應(yīng)商，企業(yè)內(nèi)部的部門與部門、人與人等關(guān)系都在重新定義，因而我們對(duì)于制造的想象需要重新考慮生態(tài)、體驗(yàn)、人人等原則，需要新管理、新制造、新人類三者的統(tǒng)一。而步科作為在漢諾威和上海工博會(huì)兩度發(fā)布智能工廠解決方案的廠商，很好的闡述了創(chuàng)造新經(jīng)濟(jì)的智能制造的實(shí)踐。(南通金蝶軟件）
一、新經(jīng)濟(jì)呼喚新制造
如今，新經(jīng)濟(jì)已經(jīng)來(lái)臨，我們的時(shí)代發(fā)生了變化。從技術(shù)角度來(lái)講，現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析、移動(dòng)社交等等這樣一些技術(shù)導(dǎo)致我們的生產(chǎn)方式產(chǎn)生了新的變革，制造的價(jià)值方式也產(chǎn)生了轉(zhuǎn)移。過(guò)去我們的經(jīng)濟(jì)主要依靠低成本生產(chǎn)，現(xiàn)在我們需要依靠個(gè)性化消費(fèi)、生態(tài)協(xié)作等，同時(shí)，企業(yè)內(nèi)的人員的關(guān)系發(fā)生轉(zhuǎn)變，企業(yè)內(nèi)部更緊密的協(xié)作，以及如何激活個(gè)體等，也是企業(yè)面臨的問(wèn)題。(南通金蝶軟件）
正是由于技術(shù)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的變化，給我們創(chuàng)造出了一種新的生產(chǎn)模式，一種新型的工廠，那就是M2B2C。我們這里說(shuō)到的B也從過(guò)去的大B變成了小B，重要的是他直接知道C是誰(shuí)，我們把M跟C消費(fèi)者直接聯(lián)系在一起，讓工廠銷售產(chǎn)品不再僅僅是通過(guò)兩三家大經(jīng)銷商，而是通過(guò)成千上萬(wàn)家經(jīng)銷商，我們把這種模式叫做小批量、多品種、個(gè)性化、大規(guī)模的高效的制造模式。(南通金蝶軟件）
步科智慧工廠應(yīng)對(duì)新經(jīng)濟(jì)而生，具備如下的特點(diǎn)：我們把它總結(jié)為五點(diǎn)：超級(jí)柔性化、數(shù)字化透明化、機(jī)器設(shè)備智能化、電商與工廠一體化、智能化小而美的云工廠。
打造超級(jí)柔性化的工廠。通過(guò)開發(fā)現(xiàn)場(chǎng)智能終端，通過(guò)智能終端來(lái)采集數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。在步科&金蝶智慧樣板工廠中，我們的工廠信息全是靠我們的智能終端來(lái)告訴工人你的操作指導(dǎo)書是什么，你下一步需要做什么，重要的提醒是什么。我們打造物流系統(tǒng)，把自動(dòng)的倉(cāng)庫(kù)和軟件連接起來(lái)，把你的訂單通過(guò)WMS跟倉(cāng)庫(kù)的揀貨連接起來(lái)，我們運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)來(lái)決定物料擺放的位置，讓我們?cè)趻浀臅r(shí)候，物料永遠(yuǎn)在人的四周。我們還開發(fā)了創(chuàng)新的亮燈揀貨來(lái)輔助揀貨，以提高揀貨效率。步科和金蝶打造的這套物流系統(tǒng)，能讓內(nèi)部物料達(dá)到高效的分揀和及時(shí)的送達(dá)。(南通金蝶軟件）
智慧工廠必須建立在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，滿足客戶和管理者對(duì)透明化可視化的要求。未來(lái)的客戶更愿意選擇透明化數(shù)字化的工廠。我們通過(guò)對(duì)各種方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過(guò)智能電子看板對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行呈現(xiàn)。你也可以把這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的顯示在手機(jī)上，顯示在互聯(lián)網(wǎng)終端上，不僅內(nèi)部管理者可見，所有的客戶、合作者都可以看到。
我們定義的智慧工廠里有很多智能化的設(shè)備。實(shí)際上現(xiàn)在設(shè)備的自動(dòng)化不是那么重要了，設(shè)備的數(shù)據(jù)化和智能化更加重要。在步科的智慧工廠里，我們把傳統(tǒng)的設(shè)備加裝一個(gè)數(shù)據(jù)采集器，就可以知道設(shè)備的數(shù)據(jù)、生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)，我們還可以把所有的數(shù)據(jù)傳到網(wǎng)上和云端。
我們還和很多跨境電商的工廠合作，幫他們實(shí)現(xiàn)電商工廠一體化。未來(lái)的工廠就是一個(gè)社交的、移動(dòng)的、需要數(shù)據(jù)分析的云端工廠。在不久的未來(lái)，你可以清楚的知道你在網(wǎng)上購(gòu)買的產(chǎn)品的每一個(gè)環(huán)節(jié)，從下單、確認(rèn)、到生產(chǎn)、發(fā)貨。(南通金蝶軟件）
我們的終極目標(biāo)是打造智能化小而美的云工廠。步科和金蝶聯(lián)手打造的云工廠，就是要將所有的數(shù)據(jù)都存放到云端，讓工廠可以和設(shè)計(jì)者、客戶、供應(yīng)商在云端共享數(shù)據(jù)，并通過(guò)應(yīng)用軟件協(xié)同。
這是步科定義的智慧工廠，一個(gè)可以在云端進(jìn)行數(shù)據(jù)共享、高效協(xié)同、讓硬件也可以小批量多品種迭代生產(chǎn)的云工廠，一個(gè)創(chuàng)造新經(jīng)濟(jì)的智能制造嘗試和典范。
二、創(chuàng)造新經(jīng)濟(jì)的智能制造
基于新經(jīng)濟(jì)的智能制造的要求，步科的智能制造樣板工廠要建成什么樣？其中以用戶為中心是關(guān)鍵。需要結(jié)合步科20多年制造經(jīng)驗(yàn)，探索一條符合中小企業(yè)的可行之道，基于步科的戰(zhàn)略要求，步科首先搭建了智慧工廠頂層設(shè)計(jì)方案，并配合軟硬件研發(fā)這個(gè)方案也在不斷完善，具體的包括如下的應(yīng)用：
2.1 產(chǎn)品全程感知——條碼應(yīng)用
條碼追溯與防呆貫穿智能工廠產(chǎn)品生產(chǎn)的始終，從供應(yīng)商端到產(chǎn)品售后維修，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的全生命周期追溯，按照質(zhì)量管理要求結(jié)合倉(cāng)庫(kù)管理現(xiàn)狀，步科在條碼應(yīng)用方面啟用了物料代碼、批號(hào)、追溯號(hào)、序列號(hào)等四種規(guī)則：追溯號(hào)可以用來(lái)生產(chǎn)追溯但出入庫(kù)時(shí)可以不記錄對(duì)應(yīng)序列號(hào)，對(duì)自制成品啟用序列號(hào)單品管理，對(duì)每個(gè)序列號(hào)所耗用材料，生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行記錄。(南通金蝶軟件）
步科在采購(gòu)、檢驗(yàn)、倉(cāng)庫(kù)、生產(chǎn)、銷售、售后等環(huán)節(jié)啟用條碼管理。在步科，我們把條碼分為主檔對(duì)照、動(dòng)態(tài)解釋兩種類型，通過(guò)K/3 Cloud系統(tǒng)生成和解釋對(duì)應(yīng)條碼。
采購(gòu)收料時(shí)我們通過(guò)掃描供應(yīng)商送貨條碼，系統(tǒng)自動(dòng)解釋對(duì)應(yīng)采購(gòu)訂單及物料，通過(guò)條碼掃描系統(tǒng)自動(dòng)暫收入庫(kù)并生成檢驗(yàn)申請(qǐng)，檢驗(yàn)完成后系統(tǒng)打印供應(yīng)商對(duì)應(yīng)批次條碼，倉(cāng)庫(kù)管理員通過(guò)掃描批次條碼完成實(shí)物上架并生成ERP采購(gòu)入庫(kù)，后續(xù)物料所有業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)都通過(guò)批次條碼進(jìn)行。(南通金蝶軟件）
生產(chǎn)過(guò)程中我們使用條碼進(jìn)行流轉(zhuǎn)。生產(chǎn)訂單下達(dá)時(shí)我們通過(guò)系統(tǒng)批量生成序列號(hào)并打印出條碼（后續(xù)條碼貼在機(jī)身，簡(jiǎn)稱機(jī)身?xiàng)l碼），通過(guò)配置生產(chǎn)用料清單設(shè)定批量上料、單品追溯物料，實(shí)現(xiàn)掃描物料條碼自動(dòng)進(jìn)行工序匯報(bào)和工序流轉(zhuǎn)，生產(chǎn)后工序系統(tǒng)自動(dòng)生成內(nèi)包裝條碼和外包裝箱條碼，K/3 Cloud支持掃描條碼進(jìn)行檢驗(yàn)，掃描條碼自動(dòng)上架入庫(kù)。
2.2極致單件流——工單排程
對(duì)于多品種、小批量業(yè)務(wù)場(chǎng)景，由于批量的降低，排產(chǎn)的難度同步上升，甚至?xí)霈F(xiàn)單間生產(chǎn)的情形，因而生產(chǎn)訂單分配與自動(dòng)排程變得非常重要。通過(guò)K/3 Cloud生產(chǎn)訂單排程系統(tǒng)自動(dòng)將訂單分配生產(chǎn)線、更新計(jì)劃訂單計(jì)劃開工時(shí)間、更新子項(xiàng)物料的需求時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線產(chǎn)能預(yù)警并拉動(dòng)生產(chǎn)備料。(南通金蝶軟件）
步科使用柔性生產(chǎn)功能，通過(guò)柔性產(chǎn)線中工作日歷，考慮柔性產(chǎn)線與物料關(guān)系中優(yōu)先級(jí)及柔性工藝路線中工序?qū)?yīng)作業(yè)時(shí)間，對(duì)生產(chǎn)訂單進(jìn)行有限產(chǎn)能排程。
生產(chǎn)訂單排程讓生產(chǎn)系統(tǒng)變得有序透明，排程直接下發(fā)到生產(chǎn)小組，小組工作不需要再由組長(zhǎng)安排，讓小組員工具有充分的自主性。出現(xiàn)異常不能得到及時(shí)處理時(shí)，員工有權(quán)利切換工單，而物流系統(tǒng)隨員工切換而拉動(dòng)。在正常情況下，物料根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)消耗情況，亦實(shí)現(xiàn)按需拉動(dòng)。(南通金蝶軟件）
2.3三體合一——智慧車間
數(shù)據(jù)是管理的核心，智能制造亦是建立在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上。步科能不能實(shí)現(xiàn)優(yōu)的生產(chǎn)效率，需要通過(guò)智能終端采集每個(gè)工序的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，將工廠數(shù)據(jù)化。通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，找到持續(xù)提高生產(chǎn)效率的方法。我們將實(shí)際的工廠、數(shù)字化的生產(chǎn)工廠、相關(guān)管理意圖所驅(qū)動(dòng)的工廠，成為工廠的三體，而智能工廠的首要目標(biāo)就是“三體合一”。(南通金蝶軟件）
通過(guò)K/3 Cloud系統(tǒng)，我們實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)到智能終端，用戶能過(guò)智能終端進(jìn)行作業(yè)。在終端上用戶能方便的進(jìn)行條碼掃描、上料、報(bào)工、報(bào)警、切換工單、首檢、完工送檢、打印、查看作業(yè)指導(dǎo)書等操作，讓車間用戶通過(guò)智能終端就能實(shí)現(xiàn)所有業(yè)務(wù)，所謂“一機(jī)在手，工作不愁”。
同時(shí)，步科智慧工廠通過(guò)人工采集數(shù)據(jù)與設(shè)備采集數(shù)據(jù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)人機(jī)料法環(huán)數(shù)據(jù)的有效獲取（附圖為產(chǎn)品老化數(shù)據(jù)的獲?。?。
獲取的數(shù)據(jù)用于步科產(chǎn)品的持續(xù)改善，如生產(chǎn)進(jìn)度數(shù)據(jù)，我們用于制造周期改善，K/3 Cloud通過(guò)過(guò)程數(shù)據(jù)采集，能夠清晰的確認(rèn)到生產(chǎn)物流數(shù)據(jù)：倉(cāng)庫(kù)什么時(shí)間開始備料，工單什么時(shí)間完成，成品檢驗(yàn)什么時(shí)候開始等。通過(guò)生產(chǎn)工序節(jié)拍數(shù)據(jù)的分析，我們很清楚的知悉，我們制造過(guò)程中間存在的問(wèn)題點(diǎn)、未達(dá)成產(chǎn)能的原因。(南通金蝶軟件）
數(shù)據(jù)亦可以用于智能電子看板系統(tǒng)。智能電子看板通過(guò)呈現(xiàn)數(shù)據(jù)和產(chǎn)品實(shí)時(shí)狀態(tài)，亦可以通過(guò)與數(shù)據(jù)看板的交互，深入到問(wèn)題的背后，找到關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)信息，幫助我們快速解決現(xiàn)場(chǎng)的異常問(wèn)題。
2.4精益生產(chǎn)——智能物流
生產(chǎn)運(yùn)行是一個(gè)有機(jī)的整體，當(dāng)信息流能夠及時(shí)準(zhǔn)確到達(dá)所需的工位時(shí)，物料準(zhǔn)時(shí)供應(yīng)是生產(chǎn)協(xié)同急需解決的問(wèn)題。小批量多品種的生產(chǎn)系統(tǒng)，物流成本幾何級(jí)增長(zhǎng)，通常依靠合并工單解決此問(wèn)題，但是此方式犧牲產(chǎn)品的制造周期并造成過(guò)程的中間庫(kù)存。步科的智能物流系統(tǒng)，通過(guò)軟硬件的充分結(jié)合，遵循精益原則設(shè)計(jì)，讓中間庫(kù)存降到低，系統(tǒng)協(xié)同一致，保證物流及時(shí)性。(南通金蝶軟件）
智能立體倉(cāng)庫(kù)將WMS智能算法、創(chuàng)新的機(jī)械手設(shè)計(jì)與揀貨人員完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人機(jī)數(shù)據(jù)的協(xié)同作業(yè)。智能立體倉(cāng)庫(kù)將貨架的下面三層定義為揀貨區(qū)，上面層次定義為存貨區(qū)。機(jī)械手通過(guò)WMS智能優(yōu)化算法驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)進(jìn)行庫(kù)位的上下調(diào)整。保證揀貨區(qū)物料滿足訂單需求。而當(dāng)訂單到達(dá)倉(cāng)管員的移動(dòng)智能終端時(shí)，倉(cāng)管員只需要點(diǎn)擊觸發(fā)工單，系統(tǒng)會(huì)獲取到相應(yīng)物料信息，在揀貨區(qū)對(duì)應(yīng)庫(kù)位進(jìn)行亮燈，作業(yè)人員只需要按照亮燈的庫(kù)位依次進(jìn)行揀貨。揀貨人員的效率達(dá)到優(yōu)水平。
2.5 生態(tài)融合——電商應(yīng)用
在智慧工廠的應(yīng)用中，解決內(nèi)部的信息自動(dòng)傳輸與物料的自動(dòng)傳輸后，我們將平臺(tái)擴(kuò)展到供應(yīng)商端和客戶端。
為了更好的控制交期與質(zhì)量，供應(yīng)商端協(xié)同一體化是必不可少的一步。通過(guò)供應(yīng)商協(xié)同平臺(tái)，供應(yīng)商在交貨端選取交貨訂單，打印相應(yīng)的出貨條碼與物料一起送貨。保證物料送貨時(shí)間與條碼數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
而在客戶端，客戶可以通過(guò)電商平臺(tái)下達(dá)訂單，工廠安排生產(chǎn)，正常情況下實(shí)現(xiàn)隔日發(fā)貨。
三、尾記，云端工廠
步科的目標(biāo)是打造小而美的云工廠，讓所有創(chuàng)意都能變成產(chǎn)品。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者，可以通過(guò)在云端平臺(tái)與供應(yīng)商、智慧工廠和客戶進(jìn)行協(xié)同，保證產(chǎn)品的快速協(xié)同創(chuàng)新?；谛枨蠼?jīng)濟(jì)模式，創(chuàng)新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)者，不再需要擁有一個(gè)工廠，只需要擁有相應(yīng)的制造能力。(南通金蝶軟件）
客戶感言
智慧工廠不是無(wú)人工廠，不是機(jī)器換人，不是黑燈工廠，不是降低成本的工廠。它是為新經(jīng)濟(jì)而開發(fā)的一種工廠，是一種高科技的生產(chǎn)制造模式。 未來(lái)的工廠，應(yīng)該是一個(gè)小而美的、高逼格的、可以坐落在城區(qū)的高科技的工廠。這個(gè)工廠可以幫助到各種各樣有創(chuàng)意的人，讓每一個(gè)創(chuàng)意都有機(jī)會(huì)變成產(chǎn)品，讓創(chuàng)客的小批量的產(chǎn)品能被制造出來(lái)。(南通金蝶軟件）
步科智慧工廠經(jīng)歷了精益改善， MES嘗試，再到與金蝶K/3 Cloud的戰(zhàn)略合作，逐步實(shí)現(xiàn)從業(yè)務(wù)流程規(guī)范到數(shù)據(jù)透明化到智能化深入。目前為止，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)部信息的自動(dòng)傳輸，即將迎來(lái)物流自動(dòng)傳輸上線，開啟新的篇章。步科和金蝶要重新定義智慧工廠，聯(lián)手打造一種新經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)方式。
——步科董事長(zhǎng) 唐咚