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步科 | 自动化智慧工厂建设实践分享
上海步科自动化股份有限公司(以下简称步科)专注于工业自动化产品的研发、生产、销售和技术服务,为工业自动化设备制造商提供整体解决方案,公司产品除国内销售外,亦销往土耳其、印度、意大利、德国等国家和地区,是中国领先的机器自动化解决方案供应商。 步科以“为全球客户提供中国的智能化解决方案”为使命,坚持投入大量资源进行自动化技术平台的研发,并在德国、上海、深圳和常州设有研发机构。公司已拥有涵盖控制、驱动、人机交互、通讯和机电一体化设计等各方面的自动化技术平台,拥有多项专利和软件著作权。公司在自动化技术平台基础上开发的解决方案,被多家世界知名跨国公司采用。
公司名称

上海步科自动化股份有限公司

所属行业

制造业

主要业务领域

自动化技术平台

新经济呼唤新制造

      如今,新经济已经来临,我们的时代发生了变  化。从技术角度来讲,现在的物联网技术、云技术、机  器人技术、大数据分析、移动社交等等技术导致我们的  生产方式产生了新的变革,制造的价值方式也产生了转  移,过去我们的经济主要依靠低成本生产,现在我们需  要依靠个性化消费、生态协作等,同时,企业内的人  员关系发生转变,企业内部更紧密的协作,以及如何  激活个体等,都是企业面临的问题。

      正是由于技术与经济增长方式的变化,给我们  创造出了一种新的生产模式,一种新型的工厂,那就  是M2B2C。我们这里说到的B也从过去的大B变成了  小B,最重要的是他直接知道C是谁,我们把M跟消  费者直接联系在一起,让工厂销售产品不再仅仅是通  过两三家大经销商,而是通过成千上万家经销商,我  们把这种模式叫做小批量、多品种、个性化、大规模  的高效的制造模式。

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      步科智慧工厂应对新经济而生,具备许多特  点,我们把它总结为五点:超级柔性化、数字化透明  化、机器设备智能化、电商与工厂一体化、智能化小  而美的云工厂。

       打造超级柔性化的工厂。通过开发现场智能终  端,通过智能终端来采集数据,呈现数据。在步科  &金蝶智慧样板工厂中,工厂信息全是靠智能终端来  告诉工人怎么做、下一步需要做什么、重要的提醒是  什么。打造物流系统,把仓库和软件连接起来,订单  通过WMS跟仓库的拣货连接起来,运用大数据分析  技术来决定物料摆放的位置,让物料永远在拣货人员  的四周。步科还开发了创新的亮灯拣货来辅助拣货,以  提高拣货效率。步科和金蝶打造的这套物流系统,能  让内部物料达到高效的分拣和及时的送达。

       智慧工厂必须建立在数据的基础上,满足客户  和管理者对透明化可视化的要求。未来的客户更愿意  选择透明化数字化的工厂。步科和金蝶通过各种方式  对数据进行采集,通过智能电子看板对数据进行呈  现。数据可以实时的显示在手机上,显示在互联网终  端上,不仅内部管理者可见,所有的客户、合作者都  可以看到。

       步科定义的智慧工厂里有很多智能化的设备。  实际上现在设备的自动化不是那么重要了,设备的数  据化和智能化更加重要。在步科的智慧工厂里,传统  的设备加装一个数据采集器,即可采集设备的数  据、生产线的数据,甚至可以把所有的数据传到网上和云端。

       步科与很多跨境电商的工厂合作,帮他们实现  电商工厂一体化。未来的工厂就是一个社交的、移动  的、需要数据分析的云端工厂。在不久的未来,你可  以清楚的知道你在网上购买的产品的每一个环节,从  下单、确认,到生产、发货。

       步科的终极目标是打造智能化小而美的云工  厂。而步科和金蝶联手打造的云工厂,就是要将所  有的数据都存放到云端,让工厂可以和设计者、客  户、供应商在云端实现数据共享以及通过应用软件  实现协同。

       这是步科定义的智慧工厂,一个可以在云端进  行数据共享、高效协同、让硬件也可以小批量多品种  迭代生产的云工厂,一个创造新经济的智能制造尝试  和典范。

创造新经济的智能制造

     基于新经济的智能制造的要求,步科的智能制  造样板工厂要建成什么样?其中以用户为中心是关  键。结合步科20多年制造经验,探索一条符合中小  企业的可行之道,基于步科的战略要求,步科首先搭  建了智慧工厂顶层设计方案,并配合软硬件研发的方  案也在不断完善,具体的包括如下的应用:

产品全程感知——条码应用

      条码追溯与防呆贯穿智能工厂产品生产的始  终,从供应商端到产品售后维修,实现产品的全生命  周期追溯,按照质量管理要求结合仓库管理现状,步  科在条码应用方面启用了物料代码、批号、追溯号、  序列号等四种规则:追溯号可以用来生产追溯但出入  库时可以不记录对应序列号,对自制成品启用序列号  单品管理,对每个序列号所耗用材料,生产过程进行  记录。

       步科在采购、检验、仓库、生产、销售、售后  等环节启用条码管理。在步科,我们把条码分为主档  对照、动态解释两种类型,通过 系统生  成和解释对应条码。

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       采购收料时我们通过扫描供应商送货条码,系  统自动解释对应采购订单及物料,通过条码扫描系统  自动暂收入库并生成检验申请,检验完成后系统打印  供应商对应批次条码,仓库管理员通过扫描批次条码  完成实物上架并生成ERP采购入库,后续物料所有  业务流转都通过批次条码进行。

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      生产过程中我们使用条码进行流转。生产订单  下达时我们通过系统批量生成序列号并打印出条码  (后续条码贴在机身,简称机身条码),通过配置生产  用料清单设定批量上料、单品追溯物料,实现扫描物料  条码自动进行工序汇报和工序流转,生产最后工序系统  自动生成内包装条码和外包装箱条码,  金蝶云·星空支持扫描条码进行检验,扫描条码自动上架入库。  

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极致单件流——工单排程

        对于多品种、小批量业务场景,由于批量的降  低,排产的难度同步上升,甚至会出现单间生产的情  形,因而生产订单分配与自动排程变得非常重要。通  金蝶云·星空生产订单排程系统自动将订单分配生  产线、更新计划订单计划开工时间、更新子项物料的  需求时间,实现对生产线产能预警并拉动生产备料。

       步科使用柔性生产功能,通过柔性产线中工作  日历,考虑柔性产线与物料关系中优先级及柔性工艺  路线中工序对应作业时间,对生产订单进行有限产能  排程。

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       生产订单排程让生产系统变得有序透明,排程  直接下发到生产小组,小组工作不需要再由组长安  排,让小组员工具有充分的自主性。出现异常不能得  到及时处理时,员工有权利切换工单,而物流系统随  员工切换而拉动。在正常情况下,物料根据现场消耗  情况,亦实现按需拉动。

三体合一——智慧车间

       数据是管理的核心,智能制造亦是建立在数据  的基础之上。步科能不能实现最优的生产效率,需要  通过智能终端采集每个工序的生产数据,将工厂数据  化。通过数据对比分析,找到持续提高生产效率的方  法。我们将实际的工厂、数字化的生产工厂、相关管  理意图所驱动的工厂,成为工厂的三体,而智能工厂  的首要目标就是“三体合一”。

       通过金蝶云·星空系统,我们实时更新数据到  智能终端,用户能过智能终端进行作业。在终端上用  户能方便的进行条码扫描、上料、报工、报警、切换  工单、首检、完工送检、打印、查看作业指导书等操  作,让车间用户通过智能终端就能实现所有业务,所  谓一机在手,工作不愁。

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          同时,步科智慧工厂通过人工采集数据与设备  采集数据结合,实现工业现场“人机料法环”数据的  有效获取(附图为产品老化数据的获取)。

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      获取的数据用于步科产品的持续改善,如生产  进度数据,我们用于制造周期改善, 金蝶云·星空通  过过程数据采集,能够清晰的确认到生产物流数据:  仓库什么时间开始备料,工单什么时间完成,成品检  验什么时候开始等。通过生产工序节拍数据的分析,  能够清楚知悉制造过程中间存在的问题点,未达成产  能的原因。

       数据亦可以用于智能电子看板系统。智能电子  看板通过呈现数据和产品实时状态,亦可以通过与数  据看板的交互,深入到问题的背后,找到关联的数据  信息,帮助我们快速解决现场的异常问题。

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精益生产——智能物流

      生产运行是一个有机的整体,当信息流能够及  时准确到达所需的工位时,物料准时供应是生产协同  急需解决的问题。小批量多品种的生产系统,物流成  本成几何级增长,通常我们依靠合并工单解决此问  题,但会牺牲产品的制造周期并造成过程的中间库  存。步科的智能物流系统,通过软硬件的充分结合,  遵循精益原则设计,让中间库存降到最低,系统协同  一致,保证物流及时性。

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       智能立体仓库将WMS智能算法、创新的机械手  设计与拣货人员完美结合,实现人机数据的协同作  业。智能立体仓库将货架的下面三层定义为拣货区,  上面层次定义为存货区。机械手通过WMS智能优化  算法驱动,自动进行库位的上下调整。保证拣货区物  料满足订单需求。而当订单到达仓管员的移动智能终  端时,仓管员只需要点击触发工单,系统会获取到相  应物料信息,在拣货区对应库位进行亮灯,作业人员  只需要按照亮灯的库位依次进行拣货。拣货人员的效  率达到最优水平。

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生态融合——电商应用

       在智慧工厂的应用中,解决内部的信息自动传  输与物料的自动传输后,我们将平台扩展到供应商端  和客户端。

       为了更好的控制交期与质量,供应商端协同一体  化是必不可少的一步。通过供应商协同平台,供应商  在交货端选取交货订单,打印相应的出货条码与物料  一起送货。保证物料送货时间与条码数据的准确性。

       而在客户端,客户可以通过电商平台下达订  单,工厂安排生产,正常情况下实现隔日发货。

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尾记,云端工厂

     步科的目标是打造小而美的云工厂,让所有创  意都能变成产品。产品的设计者,可以通过在云端平  台与供应商、智慧工厂和客户进行协同,保证产品的  快速协同创新。基于需求经济模式,创新的产品设计  者,不再需要拥有一个工厂,只需要拥有相应的制造  能力。

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客户感言

      智慧工厂不是无人工厂,不是机器换人,  不是黑灯工厂,不是降低成本的工厂。它是为  新经济而开发的一种工厂,是一种高科技的生  产制造模式。未来的工厂,应该是一个小而美  的、高逼格的、可以坐落在城区的高科技的工  厂。这个工厂可以帮助到各种各样有创意的  人,让每一个创意都有机会变成产品,让创客  的小批量的产品能被制造出来。

       步科智慧工厂经历了精益改善, MES尝  试,再到与金蝶云·星空的战略合作,逐步实  现从业务流程规范到数据透明化再到智能化深  入。目前为止,已经实现工厂内部信息的自动  传输,即将迎来物流自动传输上线,开启新的  篇章。步科和金蝶要重新定义智慧工厂,联手  打造一种新经济的生产方式。

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