觀點丨“任務(wù)驅(qū)動模式”助力下料車間降本增效

圖1  鋼板下料切割（示例）

在制造業(yè)領(lǐng)域，下料工藝占據(jù)著至關(guān)重要的地位，乃是眾多制造行業(yè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，諸如鋼結(jié)構(gòu)、重型裝備制造以及船舶建造等。下料工藝能夠?qū)⒉牧锨懈畛伤璧某叽缗c形狀，從而滿足不同產(chǎn)品制造及裝配的需求。

圖2  板材下料現(xiàn)狀流程

在板材下料工藝中，切割工序往往作為第一道工序存在。該工序與其他下料工序的主要差異在于加工對象不同。切割工序是將零件從鋼板上切割分離出來，其加工對象為鋼板；而其他工序則是針對切割下來的零件毛坯進(jìn)行處理。這種差異使得生產(chǎn)管理的復(fù)雜性有所增加，同時也引發(fā)了以下多種問題：

①問題一：手工編制下料計劃的低效與失誤

目前多數(shù)企業(yè)采用手工方式編制下料計劃并分配任務(wù)，同時進(jìn)行手工排產(chǎn)。這種操作方式較為繁瑣，容易出現(xiàn)失誤，效率也不高。具體表現(xiàn)為：套料員在套料前需獲取訂單優(yōu)先級，以便按照先后順序進(jìn)行套料。計劃員在拿到套料結(jié)果后，使用 Excel 編制和調(diào)整下料切割計劃，確定計劃生產(chǎn)時間，以確保滿足訂單的交付時間，隨后將計劃發(fā)給相應(yīng)車間管理員。

在這一流程中，下料任務(wù)的載體為 Excel 文件或紙質(zhì)工作卡，消息傳遞較為麻煩，時效性不高且容易出現(xiàn)信息失真的情況。此外，手工安排時間與資源不僅效率低下，而且精準(zhǔn)度不夠。

②問題二：人為調(diào)度場景下的資源協(xié)調(diào)混亂

下料切割從本質(zhì)上來說是執(zhí)行批處理工序任務(wù)，它與其他單次處理的下料工序之間存在依賴關(guān)系。所以，切割工序與其他下料工序之間的流轉(zhuǎn)乃是關(guān)鍵所在。而在手工調(diào)度的情況下，需要與多個班組進(jìn)行大量的溝通。例如，車間管理員將計劃轉(zhuǎn)化為任務(wù)后，需分派給相應(yīng)的班組長，再由班組長安排生產(chǎn)資源，引領(lǐng)班組執(zhí)行任務(wù)。之后，由生產(chǎn)人員匯報生產(chǎn)結(jié)果，接著將零件打散流轉(zhuǎn)到相應(yīng)的下一道工序。在這個過程中，信息同步較為困難，容易出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象，并且在任務(wù)沖突時，資源協(xié)調(diào)也十分麻煩。

③問題三：下料生產(chǎn)過程中信息黑盒和卡頓難題

生產(chǎn)人員在接收到任務(wù)后，需按照需求領(lǐng)取鋼板，將切割程序輸入設(shè)備，接著進(jìn)行上料操作并執(zhí)行切割。完成切割后，要進(jìn)行下料分揀，并把零件毛坯存入線邊庫，以待后續(xù)處理。在這些執(zhí)行過程中存在諸多問題，比如哪些任務(wù)領(lǐng)用了多少鋼板、消耗了多少鋼板？鋼板、余料和零件之間的關(guān)系如何記錄？任務(wù)目前執(zhí)行到了哪個階段？在這種模式下，產(chǎn)生的信息難以被記錄下來并實時同步給相關(guān)人員。這使得基層管理人員難以發(fā)現(xiàn)并處理異常情況，高層領(lǐng)導(dǎo)也難以全面掌握生產(chǎn)動態(tài)。綜上所述，由于生產(chǎn)的大量信息采用線下方式進(jìn)行記錄和傳遞，使得生產(chǎn)過程中卡頓現(xiàn)象頻繁發(fā)生。

三、解決方案

圖3  排料圖（示例）

在調(diào)研期間，我們察覺到多數(shù)企業(yè)借助套料軟件來提高材料利用率，但是，這并不能從根本上解決上述相關(guān)問題。以某煤礦裝備制造企業(yè)為例，隨著訂單數(shù)量的不斷增加，現(xiàn)有的手工管理模式已無法滿足需求。該企業(yè)期望我們可以提供一套完善的全流程解決方案，一方面要解決下料車間所面臨的問題，另一方面要與其他部門協(xié)同合作，從而提升整個企業(yè)的工作效率。

基于上述調(diào)研結(jié)果，我們總結(jié)出切割下料業(yè)務(wù)的三大需求如下：

圖4  客戶需求層次

下料業(yè)務(wù)涉及眾多部門協(xié)同作業(yè)，其流程較為復(fù)雜。佰思杰MOM以任務(wù)驅(qū)動模式作為核心，將繁雜的下料信息轉(zhuǎn)變?yōu)橄铝先蝿?wù)。在內(nèi)部，基于下料任務(wù)的生命周期管理來驅(qū)動任務(wù)的流轉(zhuǎn)；在外部，則通過下料任務(wù)與其他工序的依賴關(guān)系來驅(qū)動工單流轉(zhuǎn)。接下來，我們將從不同的業(yè)務(wù)場景以及相關(guān)角色的視角出發(fā)，闡述相應(yīng)的解決思路。

①場景一：快速且準(zhǔn)確地將套料結(jié)果轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行任務(wù)

圖5  板材切割下料任務(wù)結(jié)構(gòu)示意

圖6  下料任務(wù)管理

套料后的結(jié)果一般會記錄所用鋼板、產(chǎn)出零件以及切割程序等信息。不過，這些信息通常比較零散，尤其是在零件方面。比如，一張鋼板切割下來的零件可能來自不同客戶的訂單，最終會裝配到不同的產(chǎn)品上。所以，解決這個問題的關(guān)鍵在于如何將這些信息串聯(lián)并整合起來。我們的思路如下：

對于基層管理人員而言，安排任務(wù)更為便捷，管理也更加輕松。

②場景二：快速準(zhǔn)確評判下料任務(wù)分配與執(zhí)行的合理性

圖7  排程結(jié)果

企業(yè)生產(chǎn)的源頭是所接到的訂單，且存在交付時間要求。企業(yè)依據(jù) BOM與工藝來分解出生產(chǎn)計劃，因此對計劃進(jìn)行時間以及資源上的安排至關(guān)重要。我們的思路如下：

這樣的方式能夠助力計劃員精確安排下料任務(wù)，合理分配生產(chǎn)資源，使得后續(xù)的下料生產(chǎn)執(zhí)行更加順暢。

③場景三：管理下料涉及的物料與庫存周轉(zhuǎn)

圖8  鋼板領(lǐng)料配送

圍繞下料業(yè)務(wù)的物料通常有鋼板、余料、零件等。若要對物料進(jìn)行精準(zhǔn)管理，就需要記錄物料之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。在生產(chǎn)過程中，鋼板被消耗，產(chǎn)出零件和余料。因此，物料的轉(zhuǎn)移、消耗、產(chǎn)出的管理是解決這個問題的關(guān)鍵。我們的思路如下：

高水平的物資供應(yīng)保障能力使得生產(chǎn)人員以及倉儲物流人員的工作更輕松，工作效率更高。

④場景四：跟蹤下料任務(wù)進(jìn)度，發(fā)現(xiàn)并處理生產(chǎn)風(fēng)險

圖9  車間生產(chǎn)匯報

班組接到下料任務(wù)后，需進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，例如確認(rèn)材料是否到位、檢查設(shè)備、熟悉加工工藝要求等。生產(chǎn)過程中反饋生產(chǎn)進(jìn)度以及遇到的問題，生產(chǎn)完成后進(jìn)行匯報。因此，跟蹤生產(chǎn)進(jìn)度需要整合生產(chǎn)過程中零散的信息，形成一條連貫的線索。我們的思路如下：

按照任務(wù)指引作業(yè)，降低了生產(chǎn)人員的工作難度，提升了工作效率。報表與看板幫助企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)實時跟蹤生產(chǎn)進(jìn)度，降低管理成本，從而實現(xiàn)降本增效。

圖10  生產(chǎn)管理看板

綜上所述，佰思杰MOM的任務(wù)驅(qū)動模式使得下料流程透明化，并實時展現(xiàn)執(zhí)行狀態(tài)，為管理決策提供數(shù)據(jù)支撐，從而降低企業(yè)資源損耗，提高投資回報率。

圖11  傳統(tǒng)手工下料場景下的優(yōu)化流程

傳統(tǒng)的手工下料模式通常不借助專業(yè)的數(shù)字化軟件，僅僅依靠手工操作基本的繪圖及編程軟件進(jìn)行套料，并且在生產(chǎn)管理方面，采用線下的工藝卡或任務(wù)單形式。

基于此，MOM平臺提供基礎(chǔ)的粗排程功能，同時支持手工創(chuàng)建鋼板切割下料任務(wù)，既能夠提高計劃員的工作效率，又能增強(qiáng)與套料繪圖員的合作水平。此外，還提供任務(wù)的下達(dá)與匯報功能，有助于生產(chǎn)人員快速接收和匯報任務(wù)，從而提升生產(chǎn)效率。

圖12  半數(shù)字化下料場景下的優(yōu)化流程

半數(shù)字化下料通常會使用部分專業(yè)的數(shù)字化軟件，例如套料軟件、ERP、MES等，然而卻未針對下料業(yè)務(wù)實施全流程管控。

對于具備基本數(shù)字化概念的企業(yè)而言，需要進(jìn)一步提升數(shù)字化水平，針對薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行專項優(yōu)化，以點帶面，推動下料業(yè)務(wù)全流程形成閉環(huán)。

根據(jù)不同企業(yè)的業(yè)務(wù)情況，MOM平臺提供APS功能，可精準(zhǔn)安排工單、工序以及任務(wù)的生產(chǎn)計劃。提供任務(wù)生命周期管理功能，能夠快速跟蹤與處理下料任務(wù)。提供WMS倉儲管理功能，保障鋼板與零件等物料高效周轉(zhuǎn)。同時，MOM平臺與其他數(shù)字化軟件相互配合，彌補(bǔ)業(yè)務(wù)流程中的短板，將下料流程的各個節(jié)點串聯(lián)起來，進(jìn)而提升企業(yè)的管理水平。

圖13  全數(shù)字化下料場景下的優(yōu)化流程

全數(shù)字化下料具備一整套完整的下料解決方案，其中包括數(shù)字化軟件、自動化生產(chǎn)線以及物聯(lián)網(wǎng)傳感器等。

數(shù)字化程度較高的企業(yè)已然處于行業(yè)前沿，其下料業(yè)務(wù)不存在明顯的短板。在這種情況下，企業(yè)應(yīng)當(dāng)整合流程與資源，構(gòu)建生產(chǎn)一體化格局，同時積極探索新技術(shù)，以保持自身的競爭優(yōu)勢。

MOM平臺與其他數(shù)字化軟件（尤其是套料軟件）實現(xiàn)高度集成，能夠達(dá)到自動創(chuàng)建下料任務(wù)與進(jìn)行排產(chǎn)、自動下發(fā)任務(wù)與切割NC程序的效果。運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)，可構(gòu)建虛擬的下料切割場景，實時反映物理世界中的生產(chǎn)狀態(tài)。結(jié)合工業(yè)人工智能，對生產(chǎn)模型進(jìn)行分析，能夠提前發(fā)現(xiàn)潛在問題，如切割設(shè)備故障、物料短缺等，從而降低生產(chǎn)風(fēng)險，助力企業(yè)向智能化方向發(fā)展，實現(xiàn)降本增效。

四、總結(jié)

在當(dāng)今時代，智能制造轉(zhuǎn)型成為眾多企業(yè)的發(fā)展要點，以數(shù)字化思維解決下料問題也日益受到廣泛關(guān)注。

下料所涉及的業(yè)務(wù)范疇頗為廣泛，涵蓋從零件的生產(chǎn)計劃，到原材料的倉儲配送，再到生產(chǎn)執(zhí)行等環(huán)節(jié)。由于其具有特殊性，既與標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品生產(chǎn)存在差異，又與之緊密相連，故而需要一個一體化的平臺來應(yīng)對管理中的諸多難題。基于此，佰思杰MOM平臺運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動模式，為下料場景提供全流程解決方案。

佰思杰MOM系列產(chǎn)品全面覆蓋企業(yè)制造運(yùn)營全生命周期的采購管理、計劃管理、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、倉庫管理、物流執(zhí)行、設(shè)備管理、客戶管理等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，促使下料與其他業(yè)務(wù)緊密結(jié)合，實現(xiàn)實時交互，拉動生產(chǎn)，進(jìn)而為企業(yè)降低成本、提升效益。

圖14  佰思杰MOM平臺

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