刀具生产企业如何走向智能制造

2019-05-07 10:41:29 文/制造易easymes 作者/ 制造易easymes

智能制造大潮下,越来越多的企业尝试应用先进制造技术,提升企业运营效益。对于刀具制造这一典型的离散生产行业来说,其加工工艺复杂、质量要求严格、现场情况多变、人机协作紧密。流水线、自动化、智能化的生产方式,还不能完全适用于该行业。

引言

智能制造大潮下,越来越多的企业尝试应用先进制造技术,提升企业运营效益。对于刀具制造这一典型的离散生产行业来说,其加工工艺复杂、质量要求严格、现场情况多变、人机协作紧密。流水线、自动化、智能化的生产方式,还不能完全适用于该行业。国内刀具制造企业规模不同、管理水平各异,虽然都希望在智能制造方面有所突破,但又苦于没有可资参考的路径与方法,多数都处于摸索阶段。本文以LF刀具的智能制造实践为例,希望可以为致力于提升管理效能的刀具生产企业提供思路与借鉴。

1.案例背景

LF刀具有限公司是一家有着60余年历史的从事非标刀具设计、制造和专业刀具修磨的企业。公司长期为航空发动机、汽车发动机、重型汽轮机等行业提供非标刀具的研发设计和制造,针对专项课题提供切削加工技术整体解决方案。目前主要产品有航空发动机难加工材料刀具、直升机小模数齿轮刀具、叉型叶片用组合盘铣刀、汽轮机转子(叶片)用型线铣刀等。

公司先后开发研制了4个系列近千种产品,构建了科学严密的刀具制造、检测体系和质量管理体系,培养造就了自己的研发团队,形成了较强的自主研发能力和独特的技术优势。先后通过了ISO9001:2008质量管理体系认证、德国莱茵认证,已成为航空、汽轮机行业的优秀刀具方案解决供应商。

LF刀具十分重视企业管理,在2012年企业就应用了德国SAP ERP产品,以强化整体供应链管理。但在应用过程中,有关生产管理的相关问题始终未能得到解决。

2.生产特点与管理难点

2.1 业务流程

LF刀具作为典型的工具制造行业,其核心业务流程包括:

图1 刀具生产业务流程

2.2 生产管理难点

2.2.1 多品种、小批量,生产计划复杂

由于公司产品系列多、规格多,且非标刀具产品多为定制化,加工过程离散度高,工艺路线较长。因此,在生产管理上,涉及工艺、技术、生产、供应、设备等多部门协作,对于订单计划编制,执行过程跟踪要求较高。

2.2.2 订单征询与生产准备过程复杂

非标产品需要技术、工艺、供应、生产、财务等多部门对产品加工技术要求、工艺标准、材料供应、生产加工周期、产品定价进行征询确认。对于物料供应、工艺设计、设备状态、工装工具等环环相扣,任何断点都不能保证交期。

2.2.3 生产排程与现场调度复杂

工艺流程长、工序复杂,产品加工工程经过多个加工中心,受工序设备加工能力与人员技能较大影响。如热处理环节需要经济批量,或人员技能不足导致加工效率低,过程质量问题需要工艺变更或修磨,外委环节管控困难,急单、插单增加等等,均会对计划的平顺性与交付效率带来影响。

2.2.4 在制品跟踪管控困难

作业计划下达到生产现场后,到产成品入库前,无法了解订单执行状态,在制品WIP跟踪困难,产品加工到何种程度、停留在哪一道工序、完成了多少数量、有无质量问题,是否需要补投。对于销售、客户的订单跟踪只有到现场临时查找,缺少对任务的实时状态跟踪。

2.2.5 工时认定与核算困难

一方面需要准确评估生产工序实作时间与定额时间的一致性,为生产计划与排程提供依据;另一方面,也需要快速准确核定一线工人工时,保证员工任务均衡与收入分配,并为工人技能评价与提升提供依据。

3. 建设思路

对于智能制造的技术路线,需要客观分析不同行业、不同企业的业务特点与管理基础。对于刀具企业来说,其生产过程的单元化特征明显,加工环节严重依赖于设备与工人技能,生产组织连续性差,生产异常因素较多,自动化、流水线方式显然不能适应行业特点。

智能制造是智能装备与智能管理的组合。管理是目标,装备与软件是手段。以精益思想为核心的管理才是推动刀具企业降本、提质、增效的关键。精益思想强调减少浪费、强调JIT准时化生产、强调缩减生产价值流中非增值环节。若想实现这一目标,需要借助信息化工具的作用。为此,LF刀具的智能制造路线采取以生产现场管理为切入点,围绕计划、交期、在制、现场管理、质量等进行精细化管控。

图2 系统平台功能架构

4. 解决方案

4.1 应用场景

技术上选用制造易精益生产平台,应用“MES+APS+生产协同”三大领域,围绕“计划、准备、执行、排产、协同、质量”六大业务模块,十余个具体应用场景,探索智能制造下的精益生产之路。从2017年至今,经过试行、优化、升级,取得了令人满意的效果。

4.2 解决方案

4.2.1 订单管理

销售订单到达后,由技术、工艺、生产、库房、供应、财务等多部门对产品技术参数、工艺路线、生产时间、原料供应、报价方式进行快速确认,反馈给客户以最终签订合同,接单效率大大提升,订单征询环节时间缩短50%以上。

4.2.2 生产准备

生产订单正式派工前,由工艺、生产、供应等部门对生产各项准备条件进行确认,符合生产条件后方能进行投入生产。该过程可以完整记录生产准备时间,评估时间效率与浪费。如果相关岗位进行准备确认后却未完成相关工作,将实现可追溯的责任识别。

4.2.3 工艺文件管理

非标刀具工艺文件多样,涉及工艺图纸、工艺规程、更改单、技术通知、作业指导书、数控程序等内容。系统实现了工艺文件编码审核、文件审批、发放控制、归档管理、版次管理、有效性管理、电子签名等全程电子化管理。既保证了工艺文件执行的严谨性,也为公司建立了完备的知识管理体系,各类工艺文件有章可循。

4.2.4 生产执行

按照工艺路线执行生产任务,生产加工过程可实现工序级追踪,包括具体订单执行到哪一工序、完成多少数量、预计完工时间、报废数量、补投数量、拆批处理、临时工艺等详细信息均可快速查询。工人通过条码系统完成快速报工,实现对于工序状态的实时掌握。

4.2.5 生产排程与现场调度

系统根据任务优先级、生产工时、设备产能等条件,自动完成排产,形成可视化生产排程界面,并支持插单、现场调度、计划变更。系统自动排布生产计划,生产任务落实到机台,并实现按月、周、日的动态调整与现场调度指挥,最终实现生产计划管理“无人值守”,更好的提升设备人员工作效率,充分挖掘产能。

4.2.6 在制品管理

集成SAP系统与精益生产平台物料数据,实现原料、在制品与成品数据的全程管控,在制品数量有效降低15%以上。

4.2.7 生产协同

对于生产过程中的各类协同事项,系统通过预警提醒功能,对生产异常、设备问题、工艺变更等各类协同事项,以预警提示等方式推送到相关岗位,大幅提升组织整体运行效率,减少推诿扯皮事项的发生。

4.2.8 质量追溯

由于产品应用在军工产品等重要零部件生产加工,需要完整的质量记录与追溯性。企业目前在产品完工入库、包装环节实现了条码管理。质量追溯可到具体批次、人员、设备,实现产品全生命周期追溯管理。

5.应用效果

5.1 订单交期质量提升

系统上线运行一年来,生产组织有序、各环节衔接紧密,生产准备、生产停滞时间大幅减少。企业订单准时交付率有了显着提升,从过去的平均80%提升到目前的95%以上。生产周期缩短20%以上,二次订货产品的生产周期压缩为25—35天左右。订单准时交付率的提升提高了用户满意度。2018年,LF刀具被评为中航年度优秀供应商。同时,公司整体生产能力得到挖潜与提升,整体设备利用率从原有的50%左右,提升到70%。

5.2 人均工作效能提升

信息化手段提升了岗位工作效率,岗位编制得以优化。在产量产值不断增长的情况下,公司一年来减少人员编制15人,多为二线辅助人员,包括库房管理人员、现场统计员、计划员、工艺员等岗位得到精简,人均产值指标显着提升。

5.3 运营成本有效降低

运营成本下降主要体现在两方面:订单交期缩短,整体采购供应节奏加快,库存周转率提升,库存成本降低,有效节约资金成本。人员精简后,人工成本得以有效降低。

6.总结

6.1 精益生产是智能制造的基石,信息化工具是有效的落地方式

企业作为盈利性组织,经营本质永远是为客户提供最优的产品与服务。精益思想作为制造业的理论基石,关注的核心指标永远是交期、质量、成本。企业不能被工业互联网、大数据等概念所迷惑,在提升装备水平同时,信息化才是落实智能制造的支撑工具。企业需要清醒认知自身的问题将精细化管理、持续降本增效作为核心要务。

6.2 智能制造需要循序渐进,信息化建设需要理性务实

智能制造与信息化不能一蹴而就,应本着高处着眼、小处着手的原则,整体规划、分步实施,小步快跑、持续迭代。允许试错,但要持续探索。LF刀具由于多年为各大主机厂商提供刀具,对于先进制造技术与信息化理念具有较深的理解。因此,在数年前就投资使用SAP软件。而发现该产品在生产管理方面不能满足需求时,又不断寻找新的更适合的软件工具并应用。在信息化方面舍得投入,但又不盲目追求概念,而是强调工具的落地性、实际效果。这种在信息化建设上务实理性的态度需要学习借鉴。

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