面向智能制造對(duì)離散型制造業(yè)的生產(chǎn)流程優(yōu)化策略分析

梁 雙

（南昌大學(xué)）

中國(guó)作為世界上最大的制造強(qiáng)國(guó)在很多方面都取得了很好的成績(jī)，但是綜合來(lái)說(shuō)中國(guó)制造業(yè)基礎(chǔ)薄弱、發(fā)展水平不均衡和信息化水平低，所以我國(guó)政府實(shí)施“制造大國(guó)”戰(zhàn)略的目標(biāo)就是要促進(jìn)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型和跨越。企業(yè)把離散型制造業(yè)作為戰(zhàn)略的一個(gè)切入點(diǎn)受到了越來(lái)越多的公司的重視。企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者在車(chē)間中引入智能化使公司的整個(gè)數(shù)據(jù)更加透明和精確。當(dāng)今制造業(yè)已成為全球經(jīng)濟(jì)的主戰(zhàn)場(chǎng)。中國(guó)制造業(yè)總規(guī)模大，但是利潤(rùn)率低。企業(yè)為了加快制造業(yè)的發(fā)展利用互聯(lián)網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者提出以信息技術(shù)與新一代制造業(yè)深度融合為主體大力推進(jìn)智能制造，從而實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的歷史性跨越。智能生產(chǎn)是現(xiàn)代智能制造系統(tǒng)的重要組成部分也是實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)的重要手段。在制造業(yè)的領(lǐng)域中智能工廠(chǎng)得到了廣泛的開(kāi)發(fā)和研究。智能工廠(chǎng)的開(kāi)發(fā)可以幫助公司更好地滿(mǎn)足客戶(hù)的個(gè)性化需求提高生產(chǎn)效率和促進(jìn)企業(yè)的轉(zhuǎn)型。中國(guó)是世界上最大的制造業(yè)企業(yè)也是最需要智能設(shè)備的國(guó)家。智能化工廠(chǎng)的建立就是形成高度靈活、個(gè)性化、智能化的生產(chǎn)模式。

一、面向智能制造對(duì)離散型制造業(yè)的生產(chǎn)流程的要求

（一）離散型制造業(yè)的生產(chǎn)流程優(yōu)化

離散制造業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程與流程工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程大不相同，離散制造業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程的產(chǎn)量很小但種類(lèi)很多，不同的產(chǎn)品加工工藝不同，而且現(xiàn)場(chǎng)管理復(fù)雜，人員管理工作量大，容易造成不同材料和半成品的交付和堆放。在某些情況下會(huì)發(fā)生不穩(wěn)定事故。離散制造業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化包括改進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程、調(diào)整生產(chǎn)性能和生產(chǎn)平衡、產(chǎn)品質(zhì)量等。生產(chǎn)過(guò)程的持續(xù)改進(jìn)和標(biāo)準(zhǔn)化是工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的一種長(zhǎng)期管理理念在提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和庫(kù)存方面發(fā)揮著重要作用。

（二）智能制造改善離散型制造業(yè)的生產(chǎn)流程

智能制造可以接收和分析離散型制造業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中的各種信息并具有獨(dú)立決策的能力，因此智能制造對(duì)離散生產(chǎn)過(guò)程的要求是提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,以及提高生產(chǎn)和生產(chǎn)系統(tǒng)的透明度和靈活性以滿(mǎn)足市場(chǎng)和客戶(hù)的需求。離散制造企業(yè)的共同特征是不同的生產(chǎn)信息代表大量數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)度相對(duì)較低。在智能化過(guò)程中公司所面對(duì)的問(wèn)題是在實(shí)際生產(chǎn)中由于資金投入的制約，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和全面性都較差，缺少專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和歸納。雖然公司發(fā)展多年但實(shí)際管理和生產(chǎn)水平不高，所以在技術(shù)手段后導(dǎo)致企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中消耗大量的人力物力。生產(chǎn)數(shù)據(jù)的搜索和完成需要對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行排序和綜合。

二、面向智能制造對(duì)離散型制造業(yè)的生產(chǎn)流程的優(yōu)化

（一）在生產(chǎn)調(diào)度方面

在離散制造企業(yè)中生產(chǎn)計(jì)劃與控制一直是企業(yè)生產(chǎn)管理的重要突破口。生產(chǎn)計(jì)劃必須以目前的生產(chǎn)進(jìn)度表為基礎(chǔ)，根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)掌握生產(chǎn)進(jìn)度。智能制造能夠處理生產(chǎn)協(xié)同過(guò)程中的復(fù)雜、快速的情況能夠及時(shí)地發(fā)生未完成的過(guò)程和潛在危險(xiǎn)，從而縮短和彌補(bǔ)與原來(lái)的計(jì)劃的差距?，F(xiàn)有的代工企業(yè)必須能夠有效地防范和處理各種影響因素更好地保證整個(gè)生產(chǎn)的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。在生產(chǎn)計(jì)劃上借助集中控制和信息系統(tǒng)制定生產(chǎn)計(jì)劃為企業(yè)的物流規(guī)劃和產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)模塊提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

（二）在物流及倉(cāng)儲(chǔ)方面

離散型制造業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中必須分配、儲(chǔ)存原材料，一方面要減少非增值活動(dòng)，另一方面要確?，F(xiàn)場(chǎng)無(wú)物料積累。生產(chǎn)線(xiàn)上無(wú)物料短缺這是精益生產(chǎn)管理的必要前提。智能制造可以實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的快速和持續(xù)的計(jì)劃。離散型制造業(yè)的利用物流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品裝配過(guò)程中的物流配送通過(guò)一個(gè)輔助貨架和一個(gè)輔助貨架機(jī)器人將一個(gè)輔助貨架和一個(gè)輔助貨架的物料通過(guò)一個(gè)輔助貨架和一個(gè)輔助貨架發(fā)送到相應(yīng)的位置以維持臨時(shí)儲(chǔ)存室的輔助材料庫(kù)存，并找到合適的存儲(chǔ)位置。智能配送模式縮短了員工查找貨物和對(duì)貨物進(jìn)行規(guī)整的時(shí)間并在預(yù)期范圍內(nèi)將運(yùn)輸成本降低了52%。

（三）在設(shè)備管控及物聯(lián)網(wǎng)方面

《中國(guó)制造2025》指出要實(shí)現(xiàn)智能制造關(guān)鍵在于對(duì)智能設(shè)備的控制。離散型制造業(yè)為了加快轉(zhuǎn)型需要提升設(shè)備和系統(tǒng)的完整性。離散型制造企業(yè)大力發(fā)展數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)技術(shù),包括智能加工、監(jiān)控和維護(hù)。企業(yè)在生產(chǎn)中設(shè)備監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理與物聯(lián)網(wǎng)(IOT)技術(shù)的支持密不可分。企業(yè)可以利用物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)和基于平臺(tái)的管理。CPS是實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)的重要手段，是《中國(guó)制造2025》的核心內(nèi)容,也是工業(yè)制造業(yè)的精髓。CPS實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程與信息流的連接具有物理和虛擬地分離控制。

（四）在車(chē)間作業(yè)方面

在工藝優(yōu)化方面智能制造的優(yōu)勢(shì)更加突出。離散型制造企業(yè)可以通過(guò)MES與生產(chǎn)的計(jì)劃的相互結(jié)合，不僅強(qiáng)化了數(shù)據(jù)的信息化，還可以將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)反饋給企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。企業(yè)的技術(shù)人員可以利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)尋找制造過(guò)程中的“瓶頸”并在“瓶頸”的過(guò)程中設(shè)置緩沖區(qū)，這是另一種將信息系統(tǒng)優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程相結(jié)合的實(shí)例。企業(yè)可以根據(jù)一種基于移動(dòng)導(dǎo)向的智能柔性生產(chǎn)線(xiàn)即一臺(tái)兩臺(tái)數(shù)控車(chē)床同時(shí)在流水線(xiàn)上工作，工作人員可以設(shè)置有回轉(zhuǎn)式送料機(jī)構(gòu)和取料機(jī)構(gòu)的自動(dòng)進(jìn)料裝置,并在取料臺(tái)上方設(shè)置可視化裝置。工作人員在更換加工產(chǎn)物時(shí)僅需要作一定的調(diào)節(jié)即可快速地完成各種產(chǎn)品的加工，還可以顯示出機(jī)器的高度靈活性。

三、面向智能制造對(duì)離散型制造業(yè)的生產(chǎn)流程的問(wèn)題

（一）企業(yè)高層認(rèn)識(shí)不足

在離散制造業(yè)中許多公司的高管還停留在傳統(tǒng)的思維方式上缺乏對(duì)智能制造的理解和重視。在企業(yè)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略性思考中只注重短期的效益。離散制造企業(yè)發(fā)展過(guò)程中技術(shù)比較復(fù)雜，而且企業(yè)在市場(chǎng)中的發(fā)展有嚴(yán)重的制約性。企業(yè)在轉(zhuǎn)型的過(guò)程中面臨更多挑戰(zhàn)，尤其體現(xiàn)在追求更高效、更靈活的生產(chǎn)能力用更低的成本和更少的庫(kù)存。企業(yè)也面臨著一線(xiàn)崗位上的勞動(dòng)力短缺的風(fēng)險(xiǎn)以及安全和環(huán)境。如果離散制造企業(yè)進(jìn)行智能化改造不僅投資巨大，而且會(huì)對(duì)原有的生產(chǎn)方式、工藝流程和管理造成極大的破壞。

（二）決策缺乏深度調(diào)研

智能制造是指將信息通信自動(dòng)化和完善公司管理對(duì)先進(jìn)制造及時(shí)和人工智能相互相結(jié)合。不同行業(yè)的離散制造公司在智能制造實(shí)施方面存在很大差異。即使是同一行業(yè)的公司由于發(fā)展水平不同思考問(wèn)題的方式也會(huì)有很大差異。離散制造企業(yè)經(jīng)?？吹筋?lèi)似企業(yè)在實(shí)施智能制造過(guò)程中取得了良好的效果，但不能盲目使用，因?yàn)槠髽I(yè)沒(méi)有進(jìn)行充分的調(diào)查行業(yè)在市場(chǎng)上的實(shí)際應(yīng)用。

（三）實(shí)施過(guò)程缺乏循序漸進(jìn)

實(shí)施智能制造是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，標(biāo)準(zhǔn)與模塊化是基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)是神經(jīng)，績(jī)效是根本。特別是離散型制造業(yè)，需要進(jìn)行大量探索，既要滿(mǎn)足當(dāng)前業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，解決企業(yè)當(dāng)前面臨的問(wèn)題,另一方面也要為以后的發(fā)展提供有力的支持，要建立堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，現(xiàn)在的企業(yè)根基還不夠扎實(shí)沒(méi)有足夠的技術(shù)，所以沒(méi)有辦法讓數(shù)據(jù)的價(jià)值最大化，反而盲目地將別的企業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)當(dāng)成了自己的目標(biāo)。

（四）面片追求可觀賞性

智能制造并沒(méi)有真正融入到企業(yè)的生活中。企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者認(rèn)為智能制造就是一個(gè)無(wú)人工廠(chǎng)、一個(gè)沒(méi)有燈光的工廠(chǎng)、一個(gè)沒(méi)有機(jī)器的人,沒(méi)有考慮到投入產(chǎn)出、產(chǎn)品技術(shù)的迭代、未來(lái)是否有足夠多的市場(chǎng)訂單支撐工廠(chǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)、供應(yīng)商物料是否能夠及時(shí)配套，實(shí)際運(yùn)行中名不副實(shí)，僅成為可供觀賞的昂貴“花瓶”，不僅沒(méi)能提質(zhì)增效，反而降低了企業(yè)效率，甚至改造失敗，給企業(yè)帶來(lái)巨大損失。

（五）員工培訓(xùn)不足

由于智能制造對(duì)人才的需求量和員工的工作質(zhì)量和知識(shí)水平的要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)分散的制造業(yè)主要采取計(jì)件工作的形式以獲得報(bào)酬和更多的工作，由于時(shí)代的變化，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步企業(yè)也改變了經(jīng)營(yíng)方法實(shí)施智能制造流程，但是企業(yè)沒(méi)有給員工進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)，從而導(dǎo)致工人適應(yīng)性差，缺乏合格的操作步驟，嚴(yán)重影響了工作的進(jìn)程。

（六）管理水平不匹配

基于新一代信息通信技術(shù)的智能制造將改變傳統(tǒng)的企業(yè)理念、生產(chǎn)方式和商業(yè)模式，但是我國(guó)企業(yè)的基層管理水平普遍較低、經(jīng)營(yíng)效率低、精益生產(chǎn)基礎(chǔ)薄弱、自動(dòng)化程度低、企業(yè)信息管理效率不高、供應(yīng)鏈管理效率低、企業(yè)間合作能力低、管理不夠完善。企業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量差和行業(yè)大數(shù)據(jù)采集分析技術(shù)不足，但是企業(yè)并沒(méi)有積極尋找解決的方法來(lái)解決公司的問(wèn)題。

四、面向智能制造對(duì)離散型制造業(yè)的生產(chǎn)流程的解決方法

（一）企業(yè)高層提升重視

智能制造是實(shí)現(xiàn)批量調(diào)整的必然選擇，也是加快企業(yè)在市場(chǎng)中發(fā)展的未來(lái)經(jīng)濟(jì)和科技的決定性步驟。智能制造為企業(yè)創(chuàng)造新的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，對(duì)實(shí)現(xiàn)制造能力具有重要的戰(zhàn)略意義，所以離散型制造業(yè)的公司應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這種情況，并跟上時(shí)代發(fā)展的步伐和高度重視加快轉(zhuǎn)型。

（二）實(shí)施決策充分論證

智能制造只是工具并不是最終目標(biāo)，離散型制造業(yè)的企業(yè)提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力和質(zhì)量是公司在市場(chǎng)中的生存之道。企業(yè)為實(shí)現(xiàn)離散制造企業(yè)的智能化制造應(yīng)充分了解同類(lèi)企業(yè)智能化改造的效果及在發(fā)展過(guò)程中的潛在危險(xiǎn)，所以企業(yè)要選擇具有同行業(yè)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)集成商進(jìn)行合作，明確推進(jìn)智能制造的目標(biāo)，企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者要積極學(xué)習(xí)新的技術(shù)和研究，應(yīng)用不同智能制造技術(shù)的必要性和緊迫性，特別是需求分析和投入產(chǎn)出分析,通過(guò)智能制造合理確定投資預(yù)算，有效提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力和質(zhì)量。

（三）循序漸進(jìn)地開(kāi)展

智能制造不可能一蹴而就，即使是已經(jīng)公布的“燈塔工廠(chǎng)”，也未必是可以照抄的模板。離散型制造企業(yè)要始終圍繞自身的發(fā)展目標(biāo)，結(jié)合自身的實(shí)力，長(zhǎng)期努力和變革，避免盲目跟從。企業(yè)在市場(chǎng)中的發(fā)展要經(jīng)過(guò)企業(yè)的員工進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)查才能讓相應(yīng)的管理系統(tǒng)不斷改進(jìn)。在智能制造中,它應(yīng)具有足夠的可擴(kuò)展性并根據(jù)自身的優(yōu)勢(shì)在發(fā)展階段中允許統(tǒng)一規(guī)劃、分布式實(shí)施和持續(xù)改進(jìn)。

（四）注重實(shí)際效果

智能化生產(chǎn)并不是單純的技術(shù)積累，它是一種變革。離散型制造業(yè)的企業(yè)利用數(shù)字化的管理建立一個(gè)可視化的員工之間可以進(jìn)行相互監(jiān)督和不斷改進(jìn)的商業(yè)模式，可以更快地提高產(chǎn)品的質(zhì)量。散型制造業(yè)的企業(yè)不能一味地追求無(wú)人化、賞心悅目、高大上，并要盲目地放棄現(xiàn)有的設(shè)備。企業(yè)要多采購(gòu)更多的智能設(shè)備和重視人機(jī)協(xié)助在生產(chǎn)的過(guò)程中靈活的運(yùn)用。在生產(chǎn)過(guò)程中也可以采用人工的工作模式，但是在需要精密控制的地方則要采用自動(dòng)化。

（五）改革管理模式

數(shù)字化和計(jì)算機(jī)化是企業(yè)管理的基礎(chǔ)和核心。因此企業(yè)需要積極改變自身的信息管理能力、數(shù)字化管理能力、管理水平和業(yè)務(wù)流程水平，為智能制造提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)和創(chuàng)造高質(zhì)量的框架。與此同時(shí),我們應(yīng)通過(guò)智能制造積極應(yīng)對(duì)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的擴(kuò)張并研究新的商業(yè)模式。智能生產(chǎn)對(duì)員工智能設(shè)備相互合作的要求很高，因此企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者必須對(duì)員工進(jìn)行針對(duì)性的指導(dǎo)尤其是在技能培訓(xùn)上保證員工在執(zhí)行過(guò)程中的合法權(quán)益。

五、結(jié)論

綜上所述，對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)智能制造的關(guān)鍵就是量力而行和適可而止。對(duì)于離散型加工企業(yè)來(lái)說(shuō)要想在市場(chǎng)中生存和發(fā)展就要打破原有的思想觀念。企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者在完善管理制度、領(lǐng)導(dǎo)決策和執(zhí)行力、生產(chǎn)設(shè)備優(yōu)化更新、技術(shù)人員培訓(xùn)等方面都要重視，還要提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策。對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)智能制造就是一個(gè)發(fā)展的試驗(yàn)場(chǎng)。這不僅是對(duì)公司目前的發(fā)展水平的一個(gè)概括和展示，同時(shí)也為離散型加工企業(yè)今后的發(fā)展計(jì)劃打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。企業(yè)要合理地利用已有的資源,通過(guò)信息化的方式進(jìn)行整合和優(yōu)化，可以最大限度地降低人工干預(yù)對(duì)生產(chǎn)流程的影響，使企業(yè)逐漸進(jìn)入智能化生產(chǎn)，能夠?yàn)槠髽I(yè)的未來(lái)發(fā)展提供強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，所以企業(yè)在發(fā)展的過(guò)程中要及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并制定解決方案為了防止以后發(fā)生問(wèn)題能夠及時(shí)的找到解決的辦法，從而降低企業(yè)的損失。