先进制造须与信息化水乳交融是嘛

先进制造须与信息化“水乳交融”

近几年来，中国机床行业面临着日益严峻的市场竞争与挑战，受到来自发达国家性价比优异的先进产品的巨大冲击。

笔者认为，在国内机床行业依旧落後於发达国家的今天，实现制造现代化和信息化的融合（简称“两化融合”），无疑是提高综合竞争力的重中之重。

机床行业能否全面适应我国各个制造行业技术的发展需求，取决於机床产品是否真正符合先进制造技术的发展趋势。因此，开发先进且性价比良好的数控机床产品并实现产业化生产，才能促成我国制造设备的更新换代，这将是中国制造技术跟上世界发展趋势的必由之路，也是我国先进制造技术装备实现能力自给的重要标志之一。

现代化制造企业呼唤管理创新

现代化制造企业的特点是底层的自动化、合理的物流管理与控制、以顾客为中心的经营思想和大规模定制生产等，这些都对传统经但也在环境挑战的逼迫下营管理理念提出诸多挑战，其主要体现在：经营思想和管理理念的创新；组织结构和管理机制的创新；管理规范和工作流程的创新；管理方法和制造技术的创新。

两化融合是实现创新的途径，数字化制造是将之付诸实践的载体，正是通过它来从整体上提高企业的制造水平和能力。

已有不少案例验证，利用互联络建立敏捷的新产品设计和开发环境、快速的销售渠道、柔性的制造过程和有效的供应链，能有效提高企业全球化的市场竞争能力和现代化管理水平。

北一大隈机床有限公司（下文简称“北一大隈”）是中日合资企业，其工厂的自动化程度较高，年产中高档数控加工中心1200台。该厂以基础件、关键件加工和装配为主，加工设备均是数控机床和柔性制造单元（FMS），一般零件、钣金件、配套件、标准件、电器件等都是外协或外购。

工厂的生产方式则为BTO（Build To Order）模式，即在市场预测的基础上，按客户订单生产，以最大可能优化效益，实质上形成了大规模定制生产方式的现代化制造。大隈的日本工厂采用了荷兰BAAN的ERP软件，考虑到BAAN在中国有相当的实施困难及成本太高，经过审慎调研，日方决定采用北京并捷信息技术有限公司（下文简称“并捷”）的ERP软件EMIS。

为实现信息化融入制造自动化、管理现代化的目标，并捷方面派了4位员工赶赴日本大隈考察，学习其BTO生产模式实现的方法，针对北一大隈的需求进行了业务流程分析及设计，开发出适应装备制造企业的ERP产品—大规模定制生产管理系统，并在北一大隈成功实施，取得了可喜的成效。

信息化与先进管理模式的融合

1. 面向产品结构进行定制管理

产品结构BOM是ERP最基础和重要的数据，作为实施大规模定制的一个关键条件，便是对丰富多样的客户需求信息的采集，并能在设计过程中及时与客户保持充分沟通。只有如此，才能切实满足客户需求，从而使大规模定制得以顺利实现。

产品定制过程中最重要的是产品描述，以便引导客户更合理地选择产品。它一方面为设计的具体过程提供了指导，另一方面可以约束客户，使他们更为迅速、方便、且准确地表达自身需求。

并捷为用户提供的定制分为以下两种类型：

①产品结构中必选的特徵件。特徵件在基型产品BO我们首先斟酌的是产品的质量和安全M中为虚拟件，在做MRP展开时需用客户选择的实际特徵件打印机可直接打印所需的实验报告予以替换。用户如何选特徵件，不同行业不同产品自然选法也各异，但无非是两种方式：一种是在虚拟特徵件下挂上所有可选项供选定；另一快削黄铜:335以上 根据铜管或铜棒的粗细不同的客户用20KN⑴00KN就能够种是只要用户给出相关性能指标，便能根据计算、查询，由系统自动选出符合要求的特徵件。

② 用户的选件与专门定制件。可以为用户分功能列出选件清单和由用户提出新增加件，设计部门则依据对应的技术要求实施设计。

2. 时间—成本双主线控制的ERP系统

企业必须不断提高运作效率以适应激烈的市场竞争，ERP肩负着为此提供有效手段的重任，同时现代化制造的日新月异也对ERP提出了全新挑战。

市场竞争的焦点最终体现在哪里？说到底就在於如何让产品的创新全面适应市场需求，有效控制交货时间和成本。针对此，我们提出了时间—成本双主线控制的ERP系统。

时间主线—以客户的个性需求为龙头，分析从产品个性化配置、生产技术准备、采购、加工、到装配各个环节影响时间的因素，并提出有效控制生产进度的方法，将其贯穿於ERP计划和生产的过程中，确保按时交货。成本主线—落实分段成本控制，实现时间—成本多阶多目标协调控制，达成资金流、信息流、物流的同步。

信息化与生产物流的融合

1. 制造过程中的物流管理

以自动化仓库(生产线、加工单元线两种)为核心组建的物料配送系统，采用条码（Barcode）技术，从采购、外协到货、检验入库、毛坯出库、加工、零件入库、配膳出库、装配、直到产成品，在ERP控制下利用JIT思想管理和跟踪物流，如图1所示。

图1 物流配送管理

2. JIT思想与MRP计划的有机结合

流动和拉动是JIT思想实现价值的中坚，理想价值流 的活动——也即完成一项任务的基本步骤列队或关注的对象，应该都是稳定的、连续的流动，没有批量、排队、等待和干扰。但是事实上，价值流常常发生受阻和停滞。

JIT思想就是设法让必须的物料，在必须的时间，仅按必须的数量流动到必要的地点。拉动（Pull）正是JIT常常用来实现上述思想的方法。

机械制造业的装配任务具有如下特点：装配过程中的突发情况较多；配套件的完整影响任务进度；装配现场面积直接影响生产能力和质量等。而装配进度一旦没能按计划执行，就会发生现场等工或个别配套件积压导致的装配面积被占据，如果对此不能防止和及时调整计划，就会形成恶性循环，传统的ERP是很难杜绝这种现象发生的。

我们采用JIT思想，根据装配实际进度“拉动”MRP计划，对装配实行“配膳管理”，按装配实际需求的时间、地点、种类和数量提前配料、按时发放，从而防止了装配进度改变、计划失调、现场混乱状况的发生。

信息化与制造自动化的融合

无可否认，IT业的迅速发展改变着数控机床制造的整个生命周期。数控的PC化使机床不再仅仅是孤立的加工单元，而是络上一个有加工能力的节点，可动态重构加工路线、记载加工进度、监控设备完好状态等，将其纳入制造、管理、服务的各个环节中。因此，自动化加工和物流优化控制已经融入到工厂的ERP系统和CAD/CAM之中。

北一大隈工厂自动化程度较高，以装配和基础大件加工为主，加工单元均由数控机床和柔性制造系统FMS组成。以装配单元为基础形成产品装配线，加工单元和装配单元分别由制造执行系统（MES）进行管理，以自动化仓库（生产线、加工单元线两种）为核心组成物料配送系统。

并捷公司的ERP软件EMIS，可与自动化仓库、MSE之间进行信息的双向传递，以该软件为中枢形成自动化制造的基本系统。在车间内设置MES服务器，并通过其接受到EMIS传送来的各工作中心的生产计划，便能对生产计划进行分析，掌握负荷附加状况，从而使作业过程最佳化。

ERP软件还能通过监视机床的运行状态，记录运行率的变化，进一步提出改善运行的基本数据。除了生产管理功能之外，其还具备能使机床高效运行的功能。此外，利用加工信息管理功能，则可进行各种加工信息（图纸、工夹具准备、刀具清单、程序）的输入和。

两化融合的典范：集成的数字化制造

现代化制造的发展趋势是大规模定制生产，其特点是按市场预测、机型比率制造部件，拿到订单後才生产专用件和装配产品，因此产品的配置管理极为重要。

为此，在设计EBOM的基础上，采用视图方法建立特性GBOM（Group BOM）和制造PBOM (Production BOM)，客户下订单时根据客户要求自动生成客户 CBOM(Customer BOM)。显然，这时的主生产计划，已经不同於传统ERP的MPS。

此外，在整个制造过程中，ERP的库存管理子系统、车间管理子系统表面上看起来是简化了，但是通过MRP与MES系统、自动化仓库的双向信息交换，整个系统的物流管理和作业管理、控制均远远优於传统的ERP功能，淋漓尽致地体现了MES的思想和方法，形成了图2所示的数字化工厂的框架。

图2 数字化工厂示意图

北一大隈应用案例的效果与启示

北一大隈作为一个新型的现代化制造企业，市场竞争促使其采用现代化的管理手段投入生产，通过大规模定制生产的实现，取得了上佳的成效：

·实现了大规模定制生产；

·高档加工中心数控机床交货期小於4个月；

·加工中心数控机床产能达到80台/月；

·实现物流的合理控制，有效控制了成本；

·人员百余人，销售额已超过人民币4亿元；

·库存周转率3个月，仅为同类企业的约1/2。

此外，北一大隈数字化制造和大规模定制生产的成功实施，也摸索出机械制造业现代化制造的新型模式、途径和方法，促进了机械制造业的进步：

·改变了传统机械工业组织生产的观念和方法，为中国产业结构调整和升级作出示范，其成果和经验可为机械制造行业的其它企业起到示范和借鉴作用。

·企业的物流管理是促进精益制造、降低成本的有效途径，供需链的理念不仅适用於上下游企业之间，同样也贯穿於企业内部——尤其是集团式经营模式，毕竟，要使企业进步，进行物流的合理化管理是不可或缺的一个环节。

·底层控制单元的管理包括加工单元和装配单元，在生产中底层是最活跃的，它直接影响计划的执行。及时采集、反馈、分析来自底层的数据，尽可能实现自动化和智能化是企业实现现代化制造的基础，这一点不能忽视。(end)