引言
智能制造大潮下，越來越多的企業(yè)嘗試應(yīng)用先進制造技術(shù)，提升企業(yè)運營效益。對于刀具制造這一典型的離散生產(chǎn)行業(yè)來說，其加工工藝復雜、質(zhì)量要求嚴格、現(xiàn)場情況多變、人機協(xié)作緊密。流水線、自動化、智能化的生產(chǎn)方式，還不能完全適用于該行業(yè)。國內(nèi)刀具制造企業(yè)規(guī)模不同、管理水平各異，雖然都希望在智能制造方面有所突破，但又苦于沒有可資參考的路徑與方法，多數(shù)都處于摸索階段。本文以LF刀具的智能制造實踐為例，希望可以為致力于提升管理效能的刀具生產(chǎn)企業(yè)提供思路與借鑒。
1.案例背景
LF刀具有限公司是一家有著60余年歷史的從事非標刀具設(shè)計、制造和專業(yè)刀具修磨的企業(yè)。公司長期為航空發(fā)動機、汽車發(fā)動機、重型汽輪機等行業(yè)提供非標刀具的研發(fā)設(shè)計和制造，針對專項課題提供切削加工技術(shù)整體解決方案。目前主要產(chǎn)品有航空發(fā)動機難加工材料刀具、直升機小模數(shù)齒輪刀具、叉型葉片用組合盤銑刀、汽輪機轉(zhuǎn)子(葉片)用型線銑刀等。
公司先后開發(fā)研制了4個系列近千種產(chǎn)品，構(gòu)建了科學嚴密的刀具制造、檢測體系和質(zhì)量管理體系，培養(yǎng)造就了自己的研發(fā)團隊，形成了較強的自主研發(fā)能力和獨特的技術(shù)優(yōu)勢。先后通過了ISO9001：2008質(zhì)量管理體系認證、德國萊茵認證，已成為航空、汽輪機行業(yè)的優(yōu)秀刀具方案解決供應(yīng)商。
LF刀具十分重視企業(yè)管理，在2012年企業(yè)就應(yīng)用了德國SAP ERP產(chǎn)品，以強化整體供應(yīng)鏈管理。但在應(yīng)用過程中，有關(guān)生產(chǎn)管理的相關(guān)問題始終未能得到解決。
2.生產(chǎn)特點與管理難點
2.1 業(yè)務(wù)流程
LF刀具作為典型的工具制造行業(yè)，其核心業(yè)務(wù)流程包括：
圖1 刀具生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程
2.2 生產(chǎn)管理難點
2.2.1 多品種、小批量，生產(chǎn)計劃復雜
由于公司產(chǎn)品系列多、規(guī)格多，且非標刀具產(chǎn)品多為定制化，加工過程離散度高，工藝路線較長。因此，在生產(chǎn)管理上，涉及工藝、技術(shù)、生產(chǎn)、供應(yīng)、設(shè)備等多部門協(xié)作，對于訂單計劃編制，執(zhí)行過程跟蹤要求較高。
2.2.2 訂單征詢與生產(chǎn)準備過程復雜
非標產(chǎn)品需要技術(shù)、工藝、供應(yīng)、生產(chǎn)、財務(wù)等多部門對產(chǎn)品加工技術(shù)要求、工藝標準、材料供應(yīng)、生產(chǎn)加工周期、產(chǎn)品定價進行征詢確認。對于物料供應(yīng)、工藝設(shè)計、設(shè)備狀態(tài)、工裝工具等環(huán)環(huán)相扣，任何斷點都不能保證交期。
2.2.3 生產(chǎn)排程與現(xiàn)場調(diào)度復雜
工藝流程長、工序復雜，產(chǎn)品加工工程經(jīng)過多個加工中心，受工序設(shè)備加工能力與人員技能較大影響。如熱處理環(huán)節(jié)需要經(jīng)濟批量，或人員技能不足導致加工效率低，過程質(zhì)量問題需要工藝變更或修磨，外委環(huán)節(jié)管控困難，急單、插單增加等等，均會對計劃的平順性與交付效率帶來影響。
2.2.4 在制品跟蹤管控困難
作業(yè)計劃下達到生產(chǎn)現(xiàn)場后，到產(chǎn)成品入庫前，無法了解訂單執(zhí)行狀態(tài)，在制品WIP跟蹤困難，產(chǎn)品加工到何種程度、停留在哪一道工序、完成了多少數(shù)量、有無質(zhì)量問題，是否需要補投。對于銷售、客戶的訂單跟蹤只有到現(xiàn)場臨時查找，缺少對任務(wù)的實時狀態(tài)跟蹤。
2.2.5 工時認定與核算困難
一方面需要準確評估生產(chǎn)工序?qū)嵶鲿r間與定額時間的一致性，為生產(chǎn)計劃與排程提供依據(jù)；另一方面，也需要快速準確核定一線工人工時，保證員工任務(wù)均衡與收入分配，并為工人技能評價與提升提供依據(jù)。
3. 建設(shè)思路
對于智能制造的技術(shù)路線，需要客觀分析不同行業(yè)、不同企業(yè)的業(yè)務(wù)特點與管理基礎(chǔ)。對于刀具企業(yè)來說，其生產(chǎn)過程的單元化特征明顯，加工環(huán)節(jié)嚴重依賴于設(shè)備與工人技能，生產(chǎn)組織連續(xù)性差，生產(chǎn)異常因素較多，自動化、流水線方式顯然不能適應(yīng)行業(yè)特點。
智能制造是智能裝備與智能管理的組合。管理是目標，裝備與軟件是手段。以精益思想為核心的管理才是推動刀具企業(yè)降本、提質(zhì)、增效的關(guān)鍵。精益思想強調(diào)減少浪費、強調(diào)JIT準時化生產(chǎn)、強調(diào)縮減生產(chǎn)價值流中非增值環(huán)節(jié)。若想實現(xiàn)這一目標，需要借助信息化工具的作用。為此，LF刀具的智能制造路線采取以生產(chǎn)現(xiàn)場管理為切入點，圍繞計劃、交期、在制、現(xiàn)場管理、質(zhì)量等進行精細化管控。
圖2 系統(tǒng)平臺功能架構(gòu)
4. 解決方案
4.1 應(yīng)用場景
技術(shù)上選用制造易精益生產(chǎn)平臺，應(yīng)用“MES+APS+生產(chǎn)協(xié)同”三大領(lǐng)域，圍繞“計劃、準備、執(zhí)行、排產(chǎn)、協(xié)同、質(zhì)量”六大業(yè)務(wù)模塊，十余個具體應(yīng)用場景，探索智能制造下的精益生產(chǎn)之路。從2017年至今，經(jīng)過試行、優(yōu)化、升級，取得了令人滿意的效果。
4.2 解決方案
4.2.1 訂單管理
銷售訂單到達后，由技術(shù)、工藝、生產(chǎn)、庫房、供應(yīng)、財務(wù)等多部門對產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)、工藝路線、生產(chǎn)時間、原料供應(yīng)、報價方式進行快速確認，反饋給客戶以最終簽訂合同，接單效率大大提升，訂單征詢環(huán)節(jié)時間縮短50%以上。
4.2.2 生產(chǎn)準備
生產(chǎn)訂單正式派工前，由工藝、生產(chǎn)、供應(yīng)等部門對生產(chǎn)各項準備條件進行確認，符合生產(chǎn)條件后方能進行投入生產(chǎn)。該過程可以完整記錄生產(chǎn)準備時間，評估時間效率與浪費。如果相關(guān)崗位進行準備確認后卻未完成相關(guān)工作，將實現(xiàn)可追溯的責任識別。
4.2.3 工藝文件管理
非標刀具工藝文件多樣，涉及工藝圖紙、工藝規(guī)程、更改單、技術(shù)通知、作業(yè)指導書、數(shù)控程序等內(nèi)容。系統(tǒng)實現(xiàn)了工藝文件編碼審核、文件審批、發(fā)放控制、歸檔管理、版次管理、有效性管理、電子簽名等全程電子化管理。既保證了工藝文件執(zhí)行的嚴謹性，也為公司建立了完備的知識管理體系，各類工藝文件有章可循。
4.2.4 生產(chǎn)執(zhí)行
按照工藝路線執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)，生產(chǎn)加工過程可實現(xiàn)工序級追蹤，包括具體訂單執(zhí)行到哪一工序、完成多少數(shù)量、預計完工時間、報廢數(shù)量、補投數(shù)量、拆批處理、臨時工藝等詳細信息均可快速查詢。工人通過條碼系統(tǒng)完成快速報工，實現(xiàn)對于工序狀態(tài)的實時掌握。
4.2.5 生產(chǎn)排程與現(xiàn)場調(diào)度
系統(tǒng)根據(jù)任務(wù)優(yōu)先級、生產(chǎn)工時、設(shè)備產(chǎn)能等條件，自動完成排產(chǎn)，形成可視化生產(chǎn)排程界面，并支持插單、現(xiàn)場調(diào)度、計劃變更。系統(tǒng)自動排布生產(chǎn)計劃，生產(chǎn)任務(wù)落實到機臺，并實現(xiàn)按月、周、日的動態(tài)調(diào)整與現(xiàn)場調(diào)度指揮，最終實現(xiàn)生產(chǎn)計劃管理“無人值守”，更好的提升設(shè)備人員工作效率，充分挖掘產(chǎn)能。
4.2.6 在制品管理
集成SAP系統(tǒng)與精益生產(chǎn)平臺物料數(shù)據(jù)，實現(xiàn)原料、在制品與成品數(shù)據(jù)的全程管控，在制品數(shù)量有效降低15%以上。
4.2.7 生產(chǎn)協(xié)同
對于生產(chǎn)過程中的各類協(xié)同事項，系統(tǒng)通過預警提醒功能，對生產(chǎn)異常、設(shè)備問題、工藝變更等各類協(xié)同事項，以預警提示等方式推送到相關(guān)崗位，大幅提升組織整體運行效率，減少推諉扯皮事項的發(fā)生。
4.2.8 質(zhì)量追溯
由于產(chǎn)品應(yīng)用在軍工產(chǎn)品等重要零部件生產(chǎn)加工，需要完整的質(zhì)量記錄與追溯性。企業(yè)目前在產(chǎn)品完工入庫、包裝環(huán)節(jié)實現(xiàn)了條碼管理。質(zhì)量追溯可到具體批次、人員、設(shè)備，實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期追溯管理。
5.應(yīng)用效果
5.1 訂單交期質(zhì)量提升
系統(tǒng)上線運行一年來，生產(chǎn)組織有序、各環(huán)節(jié)銜接緊密，生產(chǎn)準備、生產(chǎn)停滯時間大幅減少。企業(yè)訂單準時交付率有了顯著提升，從過去的平均80%提升到目前的95%以上。生產(chǎn)周期縮短20%以上，二次訂貨產(chǎn)品的生產(chǎn)周期壓縮為25—35天左右。訂單準時交付率的提升提高了用戶滿意度。2018年，LF刀具被評為中航年度優(yōu)秀供應(yīng)商。同時，公司整體生產(chǎn)能力得到挖潛與提升，整體設(shè)備利用率從原有的50%左右，提升到70%。
5.2 人均工作效能提升
信息化手段提升了崗位工作效率，崗位編制得以優(yōu)化。在產(chǎn)量產(chǎn)值不斷增長的情況下，公司一年來減少人員編制15人，多為二線輔助人員，包括庫房管理人員、現(xiàn)場統(tǒng)計員、計劃員、工藝員等崗位得到精簡，人均產(chǎn)值指標顯著提升。
5.3 運營成本有效降低
運營成本下降主要體現(xiàn)在兩方面：訂單交期縮短，整體采購供應(yīng)節(jié)奏加快，庫存周轉(zhuǎn)率提升，庫存成本降低，有效節(jié)約資金成本。人員精簡后，人工成本得以有效降低。
6.總結(jié)
6.1 精益生產(chǎn)是智能制造的基石，信息化工具是有效的落地方式
企業(yè)作為盈利性組織，經(jīng)營本質(zhì)永遠是為客戶提供最優(yōu)的產(chǎn)品與服務(wù)。精益思想作為制造業(yè)的理論基石，關(guān)注的核心指標永遠是交期、質(zhì)量、成本。企業(yè)不能被工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等概念所迷惑，在提升裝備水平同時，信息化才是落實智能制造的支撐工具。企業(yè)需要清醒認知自身的問題將精細化管理、持續(xù)降本增效作為核心要務(wù)。
6.2 智能制造需要循序漸進，信息化建設(shè)需要理性務(wù)實
智能制造與信息化不能一蹴而就，應(yīng)本著高處著眼、小處著手的原則，整體規(guī)劃、分步實施，小步快跑、持續(xù)迭代。允許試錯，但要持續(xù)探索。LF刀具由于多年為各大主機廠商提供刀具，對于先進制造技術(shù)與信息化理念具有較深的理解。因此，在數(shù)年前就投資使用SAP軟件。而發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)品在生產(chǎn)管理方面不能滿足需求時，又不斷尋找新的更適合的軟件工具并應(yīng)用。在信息化方面舍得投入，但又不盲目追求概念，而是強調(diào)工具的落地性、實際效果。這種在信息化建設(shè)上務(wù)實理性的態(tài)度需要學習借鑒。
