基于精益化管理的智能裝配車間管理研究

陳永剛 紀(jì)旭

摘 要：隨著新一輪科學(xué)技術(shù)革命的發(fā)展，傳統(tǒng)裝配業(yè)正逐步向智能裝配的方向升級發(fā)展。在這一過程中，信息化和工業(yè)化是企業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵要素，而技術(shù)的運(yùn)用和科學(xué)地管理是成功轉(zhuǎn)型的核心。本文結(jié)合某單位裝配車間的實際案例，提出了基于精益化管理的智能裝配車間的管理方案，簡要介紹了智能裝配車間的主要理論、方法和關(guān)鍵要素。

關(guān)鍵詞：裝配業(yè);精益化管理;智能裝配

1引言

“德國工業(yè)4.0”崛起、美國“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”崛起、中國“制造2025”崛起等新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命正在全球孕育。為了滿足未來市場快速增長、個性化的需求，各國提出了一種新的工業(yè)制造理念來指導(dǎo)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的全球環(huán)境下的工業(yè)裝配發(fā)展，以及將傳統(tǒng)裝配升級為智能裝配[1]。提高現(xiàn)代企業(yè)核心競爭力的關(guān)鍵在于充分利用信息技術(shù)、工業(yè)技術(shù)、現(xiàn)代科學(xué)和管理技術(shù)所帶來的優(yōu)勢。一方面，管理人員應(yīng)利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)管理和信息平臺的優(yōu)勢，充分利用信息技術(shù)指導(dǎo)和決策分析功能，改進(jìn)業(yè)務(wù)流程，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的卓越化，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)水平的發(fā)展;另一方面，要充分發(fā)揮多種工業(yè)技術(shù)在信息化、工業(yè)數(shù)據(jù)提取、分類和利用等方面的支撐作用，為信息化生產(chǎn)的實施奠定基礎(chǔ)，完成智能裝配精益車間的管理建設(shè)[2]。本文以某單位智能裝配車間升級改造的實際案例為例，簡要闡述了基于精益管理的智能裝配車間管理方案的主要理論、方法和關(guān)鍵因素。

2智能裝配車間定義

智能裝配車間的范圍涵蓋了企業(yè)的各種實際業(yè)務(wù)，具體業(yè)務(wù)涉及裝配、物流、管理和維護(hù)等方面。智能裝配車間利用可視化、透明、智能網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)的信息技術(shù)，結(jié)合系統(tǒng)的平衡能力，提高生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)控、利用效率、提高企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)生產(chǎn)效率[3]。

2.1構(gòu)建智能裝配車間

構(gòu)建智能裝配車間的主要步驟是構(gòu)建流程框架、形成信息網(wǎng)絡(luò)和持續(xù)性優(yōu)化改進(jìn)。智能裝配車間精益化管理以設(shè)備裝配系統(tǒng)為主線。通過梳理生產(chǎn)裝配流程，改善現(xiàn)有流程優(yōu)化，去除不必要流程，簡化復(fù)雜流程，工人構(gòu)建簡潔的頂層流程框架[4]。為實現(xiàn)自動化操作或達(dá)到無人工作狀態(tài)，精益智能裝配車間以信息系統(tǒng)為平臺，視可視化為載體，利用IT信息基礎(chǔ)設(shè)施與裝配流程的集成，建立一系列網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，旨在使生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)得到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和接口。

2.2精益化管理建設(shè)規(guī)劃

確定精益智能裝配車間管理長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃，形成裝配能力提升支撐平臺。主要從組織架構(gòu)、裝配流程和建立設(shè)備資源保障體系等三個方面進(jìn)行改造升級，在組織架構(gòu)方面，實施技術(shù)創(chuàng)新組織結(jié)構(gòu)改革，構(gòu)建精益智能裝配車間組織環(huán)境，結(jié)合專業(yè)需求、技術(shù)發(fā)展規(guī)劃和車間建設(shè)，在專業(yè)技術(shù)研究領(lǐng)域進(jìn)行專業(yè)技術(shù)組織結(jié)構(gòu)調(diào)整和分工，建立技術(shù)研發(fā)部門，形成有效支持技術(shù)創(chuàng)新的組織環(huán)境。

在精益化裝配流程方面，實施精益生產(chǎn)管理，提高生產(chǎn)過程的快速反應(yīng)能力。企業(yè)通過自主開發(fā)和實施數(shù)字化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，升級管理方式，以推進(jìn)車間/單元項目一體化管理為切入點(diǎn)，逐步優(yōu)化生產(chǎn)流程。在生產(chǎn)領(lǐng)域全面實施精益管理，有利于提高精益管理水平和對裝配過程的快速響應(yīng)。

在建立設(shè)備資源保障體系方面，建立設(shè)備資源保障體系可以有效增強(qiáng)裝配資源的安全性。進(jìn)行生產(chǎn)資源的優(yōu)化配置與整合，實現(xiàn)設(shè)備資源的高效利用。建立數(shù)字化精益管理體系，支撐生產(chǎn)資源保障體系。開展專業(yè)性人才隊伍建設(shè)，為人才奠定基礎(chǔ)。開展人員結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化，主動適應(yīng)技術(shù)發(fā)展。通過人才的培養(yǎng)，重新設(shè)計崗位聘任制度、薪酬制度，完善員工績效考核體系。

3精益化管理建設(shè)關(guān)鍵核心

智能裝配車間精益化管理主要涵蓋裝配領(lǐng)域的六大業(yè)務(wù)領(lǐng)域：裝配組織、生產(chǎn)計劃、過程管理、過程控制、組裝實施和后備保障。這六個業(yè)務(wù)領(lǐng)域構(gòu)成了精益智能裝配車間的流程框架。

（1）裝配組織管理，針對大型裝配組裝設(shè)備移動困難等客觀情況，裝配企業(yè)選擇放棄精益生產(chǎn)單元的組織模式，轉(zhuǎn)而構(gòu)建精益智能裝配車間。根據(jù)產(chǎn)品零件的特點(diǎn)，設(shè)計了零件編碼系統(tǒng)，劃分了零件類別，并建立了典型工藝知識庫。廠家根據(jù)設(shè)備的容量和特點(diǎn)，利用設(shè)備選擇系統(tǒng)和虛擬生產(chǎn)線的建立，選擇匹配產(chǎn)品類別的設(shè)備。

（2）生產(chǎn)計劃管理，生產(chǎn)計劃的核心是平衡能力，核心數(shù)據(jù)是流程及處理循環(huán)的一部分。在精益智能裝配車間的建設(shè)中，訂單的交付只有一個入口和一個出口。利用信息技術(shù)，可以動態(tài)平衡零件的輸入工藝計劃和訂單，指導(dǎo)生產(chǎn)和外包計劃，優(yōu)化零件的加工和移植程序，科學(xué)決策。在月計劃和周計劃層面，生產(chǎn)計劃通過MES中的計劃自動以可視化的甘特圖的形式進(jìn)行排定。在周計劃層面的具體實施中，對于缺乏啟動條件的計劃，相關(guān)部門將通過系統(tǒng)對組裝條件進(jìn)行自動識別，完成協(xié)同工作。

（3）組裝過程管理，組裝過程管理主要側(cè)重于產(chǎn)品零件成型過程管理，包括過程研究、過程設(shè)計、過程現(xiàn)場管理、過程改進(jìn)管理和過程知識管理。在數(shù)字化精益車間，接收新零件后，會對新工藝、新材料等進(jìn)行工藝研究。并對工藝結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，形成工藝知識數(shù)據(jù)。然后通過信息的方式存儲這些數(shù)據(jù)。數(shù)控程序工藝設(shè)計完成后，在現(xiàn)場發(fā)放工藝文件，技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場驗證提出改進(jìn)要求，計算機(jī)自動修改排列和分類，技術(shù)部門借助技術(shù)庫快速調(diào)整。整個過程是一個迭代優(yōu)化過程，最終通過過程知識庫將經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)過程知識。

（4）生產(chǎn)控制管理，生產(chǎn)控制管理通過數(shù)字化建設(shè)，在精益裝配車間建設(shè)中，工人可以實現(xiàn)生產(chǎn)的可視化管理、分層會議三位一體的控制和管理人員的規(guī)范操作。借助于數(shù)據(jù)鏈、標(biāo)準(zhǔn)知識庫、智能終端，工人可以提前發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)而達(dá)到生產(chǎn)現(xiàn)場信息流控制、快速反應(yīng)等目的。

（5）生產(chǎn)執(zhí)行管理，生產(chǎn)執(zhí)行包括施工前確認(rèn)、生產(chǎn)過程、質(zhì)量控制、產(chǎn)品驗收交付等。整個MES系統(tǒng)和故障異常處理系統(tǒng)，組裝工藝系統(tǒng)是串聯(lián)連接的。MES系統(tǒng)生成作業(yè)計劃指令。在各個工藝環(huán)節(jié)，按照計劃指令確定組裝產(chǎn)品的工藝過程。當(dāng)組裝過程中出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)將問題傳送到管理人員的計算機(jī)終端。異常問題經(jīng)責(zé)任部門確認(rèn)處理后，自動歸零。

（6）組裝安全管理，組裝安全是指利用信息技術(shù)，對整個產(chǎn)品組裝周期和流水線制造設(shè)備等進(jìn)行管理。通過建立實時監(jiān)控系統(tǒng)，對各個零部件的來源和使用狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，工人可以對問題進(jìn)行控制，從而追溯問題。例如，在某零部件管理中，工人在裝配流水線相應(yīng)位置的零部件加工數(shù)量和質(zhì)量的變化情況下，跟蹤每個零部件的實際生產(chǎn)時間，然后根據(jù)零部件的生產(chǎn)難度，正確判斷該零部件的合格率。在設(shè)備配套過程中，工人采用智能TPM手段，通過傳感器技術(shù)、設(shè)備實時DNC技術(shù)對裝配流水線的關(guān)鍵位置、關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控。通過設(shè)置各項指標(biāo)的安全閾值，結(jié)合設(shè)備的定期維護(hù)和預(yù)防性維護(hù)，最終裝配生產(chǎn)的產(chǎn)品合格率將大大提高，并且減少裝配設(shè)備的偶發(fā)故障，為產(chǎn)品裝配的順利進(jìn)行提供最大限度地保護(hù)。

4結(jié)論

通過研究和應(yīng)用，企業(yè)實現(xiàn)了智能裝配車間的精益化管理。在數(shù)字化技術(shù)的支持下，實現(xiàn)了車間自動化、自主化、智能化作業(yè)的目標(biāo)，大大提高了車間作業(yè)過程的規(guī)劃協(xié)調(diào)能力、調(diào)度能力和資源安全水平。目前裝配設(shè)備利用率從40%大幅度提高到現(xiàn)在的60%。產(chǎn)品生產(chǎn)效率提高20%以上，企業(yè)裝配能力顯著提升。綜上所述，在智能裝配車間的建設(shè)中，數(shù)字化可以實現(xiàn)精確的數(shù)字化采集、調(diào)度和生產(chǎn)的精確控制。精益的管理思想和方法可以幫助分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題，然后提供改進(jìn)的方法。兩者的互動為企業(yè)的發(fā)展提供了研發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)體系。成功地實現(xiàn)了生產(chǎn)企業(yè)科學(xué)管理、促進(jìn)企業(yè)重組、資源優(yōu)化整合的目標(biāo)。從長遠(yuǎn)來看，它為企業(yè)提供了一個非常重要的支撐平臺。

參考文獻(xiàn)

[1]武宇平.生產(chǎn)成本精益管理[J].華北電業(yè)，2021（12）：11.

[2]陸燕輝，陳弓.精益MES在船舶管件加工車間中的應(yīng)用[J].造船技術(shù)，2021，49（03）：44-48.

[3]蔣磊，李十全，王龍，趙磊，謝蛟龍，徐彪.基于智能制造的樣車試制精益管理[J].汽車工程師，2020（11）：13-19.

[4]劉加高，陳圣.降低零配件耗用精益模式的探索與實踐[J].設(shè)備管理與維修，2020（21）：18-19.

作者簡介：

陳永剛，男，漢族，籍貫遼寧蓋州市，1987年10月29日出生，大學(xué)本科學(xué)歷。工作單位：中國電子科技集團(tuán)公司第五十三研究所，職稱工程師，主要從事車間管理工作。郵編300300