百超助力鈑金行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

文/王雷杰·百超（上海）精密機(jī)床有限公司

鈑金行業(yè)作為金屬加工行業(yè)的一個(gè)分支，在完成金屬原材料的冶煉之后，幾乎承接金屬加工的所有環(huán)節(jié)，包括下料（平面板材、型材、管材等）、成形、焊接、噴涂、裝配等主流工藝。每個(gè)工藝下又可分為若干輔助工藝或不同實(shí)現(xiàn)方式的工藝。金屬作為大量使用的一種原材料，其通過(guò)鈑金工藝加工成形后的成品在日常生活和工業(yè)領(lǐng)域有極其廣泛的應(yīng)用，小到住宅小區(qū)內(nèi)的金屬快遞柜、日常消費(fèi)的金屬包裝禮盒、白色家電，大到中央空調(diào)、發(fā)電機(jī)組、商用和民用電梯、高鐵車廂等，均會(huì)使用到不同形式和材質(zhì)的金屬鈑金加工成品。

鈑金行業(yè)的四個(gè)主要里程碑

作為工業(yè)的一個(gè)分支，鈑金行業(yè)也經(jīng)歷了工業(yè)1.0、工業(yè)2.0、工業(yè)3.0以及工業(yè)4.0四個(gè)發(fā)展階段，下面簡(jiǎn)單回顧一下工業(yè)發(fā)展的四個(gè)主要里程碑，如圖1所示。

圖1 工業(yè)發(fā)展的四個(gè)階段

工業(yè)1.0

18世紀(jì)60年代，瓦特改良了蒸汽機(jī)，以水蒸氣作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)械動(dòng)作，從而解放了勞動(dòng)者的雙手，大幅提高了工人的勞動(dòng)效率，其作為步入工業(yè)1.0的標(biāo)志。

工業(yè)2.0

19世紀(jì)中后期，電和電力的發(fā)明實(shí)現(xiàn)了機(jī)械部件的自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)，相比水蒸氣從內(nèi)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的低轉(zhuǎn)換效率，電能可極大地提高機(jī)械能的轉(zhuǎn)換效率，從而開(kāi)辟更多的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)工業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)。

工業(yè)3.0

借助20世紀(jì)70年代興起的電子與信息技術(shù)，工業(yè)制造過(guò)程通過(guò)可編程控制器的大量應(yīng)用以及各種傳感器的發(fā)明和使用，使工業(yè)生產(chǎn)得到較高機(jī)械和電氣自動(dòng)化的控制，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)的精度、效率，實(shí)現(xiàn)了更大批量和更大規(guī)模的生產(chǎn)。

工業(yè)4.0

融合了物理世界和虛擬世界并將各種先進(jìn)技術(shù)和工藝加以集成，體現(xiàn)了人們對(duì)先進(jìn)制造和智慧工廠的一個(gè)愿景。其主要特征是數(shù)字化、智能化、集成化，其中數(shù)字化在生產(chǎn)制造過(guò)程中占有核心地位。數(shù)據(jù)的生成、維護(hù)、統(tǒng)計(jì)、加工、展示、優(yōu)化無(wú)不體現(xiàn)在生產(chǎn)加工的各個(gè)環(huán)節(jié)，并給予多維度的數(shù)據(jù)追溯與高階的商業(yè)智能分析，從而指導(dǎo)和優(yōu)化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)；智能化主要體現(xiàn)在四個(gè)方面，即設(shè)備智能化、生產(chǎn)智能化、服務(wù)智能化、管理智能化；集成化主要體現(xiàn)在軟件集成及設(shè)備互聯(lián)，即基于可靠的計(jì)算機(jī)輔助模擬數(shù)據(jù)，在管理軟件平臺(tái)統(tǒng)一編制生產(chǎn)排程，并針對(duì)不同工藝、不同品牌的設(shè)備，采用工業(yè)主流的通訊協(xié)議，如OPC UA、Modbus TCP等，實(shí)現(xiàn)設(shè)備和設(shè)備的互聯(lián)（machine talk），進(jìn)而從上至下智能管理生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的所有設(shè)備，實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)。

工業(yè)4.0從2013年提出至今，歷經(jīng)10年的推進(jìn)，已有越來(lái)越多的企業(yè)引入黑燈工廠、燈塔工廠、智慧工廠等項(xiàng)目，一定程度上實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、智能化和集成化，可謂工業(yè)4.0的樣板工程。

何謂數(shù)字化

鈑金行業(yè)作為極其傳統(tǒng)的工業(yè)制造業(yè)，與其他制造業(yè)一樣已進(jìn)入數(shù)字化轉(zhuǎn)型階段，其最重要的標(biāo)志是軟件的大量使用，包括工具軟件和管理軟件。過(guò)去，管理者對(duì)硬件的關(guān)注程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于軟件，認(rèn)為軟件操作繁雜，對(duì)使用者要求高，并不能達(dá)到立竿見(jiàn)影的效果，即便愿意使用，也不認(rèn)可軟件能帶來(lái)的高價(jià)值。而這些反對(duì)的聲音或觀點(diǎn)正是數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中的攔路虎。

數(shù)字化，簡(jiǎn)而言之，就是利用數(shù)字技術(shù)、數(shù)字工具、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和工具來(lái)啟用或改進(jìn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理流程的過(guò)程，如圖2所示。

圖2 企業(yè)管理的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)過(guò)程

數(shù)字技術(shù)

包含主流的工業(yè)以太網(wǎng)、ProfiNet、Modbus TCP、Web API、TCP IP，控制單元如卡板、單片機(jī)、PLC控制器，傳感技術(shù)如條形碼、二維碼、RFID無(wú)線射頻、CCD視覺(jué)，SLAM導(dǎo)航，設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的采集等以及結(jié)合仿真技術(shù)的數(shù)字孿生，當(dāng)然還包括當(dāng)下最為先進(jìn)的5G、人工智能、云計(jì)算、邊緣計(jì)算、大數(shù)據(jù)等。

數(shù)字工具

包含基礎(chǔ)工具軟件、企業(yè)資源管理軟件、客戶/供應(yīng)商關(guān)系管理軟件、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理軟件、倉(cāng)儲(chǔ)管理軟件、辦公自動(dòng)化軟件、商業(yè)智能軟件、監(jiān)控中臺(tái)（可視化）、數(shù)字孿生（技術(shù)&工具）等。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和工具

包含因特網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)網(wǎng)、企業(yè)局域網(wǎng)、私有云、公有云、混合云、數(shù)據(jù)安全、遠(yuǎn)程登陸、數(shù)據(jù)加密、授權(quán)管理、SaaS、PaaS、IaaS等。

基于以上概念的介紹和舉例，鈑金行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型就是利用主流的數(shù)字技術(shù)、數(shù)字工具、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和工具來(lái)啟用或改進(jìn)鈑金企業(yè)的經(jīng)營(yíng)和生產(chǎn)流程，從而為企業(yè)的長(zhǎng)期健康發(fā)展提供技術(shù)保障，使企業(yè)在嚴(yán)酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中始終保持技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。某鈑金企業(yè)數(shù)字孿生實(shí)例如圖3所示。

圖3 某鈑金企業(yè)數(shù)字孿生實(shí)例

鈑金行業(yè)不同角色痛點(diǎn)分析

當(dāng)下的鈑金行業(yè)面臨極其殘酷的競(jìng)爭(zhēng)，數(shù)字化轉(zhuǎn)型迫在眉睫。

作為企業(yè)決策者，您是否經(jīng)常碰到這樣的問(wèn)題：

⑴人工成本不斷提升，利潤(rùn)空間被壓縮，該何去何從？

⑵我的決策經(jīng)常沒(méi)有數(shù)據(jù)支撐，該如何破局？

⑶我的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在不斷提升，該從哪兒入手？

作為企業(yè)生產(chǎn)管理者，您是否經(jīng)常碰到以下困惑：

⑴車間工序繁雜，信息不可追溯，讓人手足無(wú)措；

⑵我有緊急插單需求，原有排產(chǎn)將如何智能更新；

⑶工廠設(shè)備的綜合運(yùn)轉(zhuǎn)效率如何；

⑷感覺(jué)整個(gè)生產(chǎn)效率低下，無(wú)法滿足訂單的及時(shí)交貨。

作為生產(chǎn)操作者，您經(jīng)常感慨：

⑴車間現(xiàn)場(chǎng)叉車交叉作業(yè)，地軌凹凸不平，人員隨意走動(dòng)，存在巨大的安全事故隱患；

⑵現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法及時(shí)追蹤到原材料及半成品，可能導(dǎo)致材料浪費(fèi)和生產(chǎn)延遲；

⑶紙質(zhì)單據(jù)經(jīng)常發(fā)生丟失。

以上通過(guò)鈑金行業(yè)不同角色痛點(diǎn)的分析，我們發(fā)現(xiàn)在工具軟件之外，引入管理軟件可以從本質(zhì)上解決大部分的痛點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型常用管理軟件

商業(yè)智能軟件BI（Business Intelligence）

商業(yè)智能軟件往往承載著對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)控和規(guī)律發(fā)掘，不同的商業(yè)智能軟件可以實(shí)現(xiàn)不同形式的數(shù)據(jù)和界面呈現(xiàn)。百超商業(yè)智能軟件，即百超監(jiān)控中臺(tái)系統(tǒng)，可從設(shè)備、生產(chǎn)、業(yè)務(wù)三個(gè)維度對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行提煉，并通過(guò)簡(jiǎn)潔直觀的對(duì)比方式展示前后兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)絕對(duì)值以及趨勢(shì)的演變。通過(guò)這種對(duì)比式、目視化的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，企業(yè)管理者可以借助多個(gè)維度的數(shù)據(jù)非常高效地評(píng)估并發(fā)現(xiàn)以前生產(chǎn)中導(dǎo)致生產(chǎn)效率不如預(yù)期的可能原因，并快速引入改善措施，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的不斷優(yōu)化。

企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)ERP（Enterprise Resource Planning）

作為企業(yè)管理的綜合性平臺(tái)，承載著原始數(shù)據(jù)的創(chuàng)建、追溯及管理。銷售線索、報(bào)價(jià)單、銷售訂單、采購(gòu)需求單、生產(chǎn)派單、物料領(lǐng)料單、外協(xié)訂單、庫(kù)存盤點(diǎn)、發(fā)貨清單、貨款跟進(jìn)、工資計(jì)算、人事及財(cái)務(wù)信息等均可在此系統(tǒng)內(nèi)得到充分管理。該軟件體現(xiàn)了整個(gè)企業(yè)銷售端、生產(chǎn)端、運(yùn)行端的各個(gè)維度，是企業(yè)數(shù)字化管理的基石。

百超業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)

百超業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)基于鈑金的特定行業(yè)屬性而開(kāi)發(fā)，從一鍵式導(dǎo)入、拆分組裝體及多方式報(bào)價(jià)策略等維度貼合實(shí)際場(chǎng)景，相比通用ERP系統(tǒng)，百超業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)更貼合鈑金行業(yè)客戶需求。

生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES（Manufacturing Execution System）

作為生產(chǎn)性企業(yè)管理生產(chǎn)的核心管理工具，能夠?qū)ιa(chǎn)過(guò)程中所有的工序做到計(jì)劃性管理且靈活應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的排產(chǎn)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)訂單的完整工序管理。鈑金行業(yè)的一大特性是首道工序往往是板材的激光或沖切下料，而材料利用率是絕大部分客戶首要或最為關(guān)注的一個(gè)特性，于是各種CAM套料（排料、排版、嵌套等）軟件應(yīng)運(yùn)而生，一個(gè)被市場(chǎng)認(rèn)可的套料軟件往往可以為客戶節(jié)省大量的原料。

百超的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)

百超的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)即百超車間管理系統(tǒng)，提供計(jì)劃和監(jiān)控兩大模塊。從甘特視圖計(jì)劃排產(chǎn)、調(diào)整排產(chǎn)（鼠標(biāo)拖曳自動(dòng)更新）、插單補(bǔ)單、自動(dòng)報(bào)工、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、加工作業(yè)監(jiān)控、加工進(jìn)度展示、第三方工序報(bào)工等多模塊、多功能、多角度管理生產(chǎn)的各個(gè)流程，并和百超離線編程套料軟件實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成，可精確管理單機(jī)及自動(dòng)化生產(chǎn)，包含自動(dòng)分揀等。百超車間管理系統(tǒng)的作業(yè)監(jiān)控功能如圖4所示。

圖4 百超車間管理系統(tǒng)的作業(yè)監(jiān)控功能

百超全系列軟件產(chǎn)品架構(gòu)圖，解決您數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中的全流程管理升級(jí)，如圖5所示。

圖5 百超全系列軟件產(chǎn)品架構(gòu)圖

數(shù)字化轉(zhuǎn)型應(yīng)對(duì)策略

在當(dāng)下整個(gè)工業(yè)界紛紛提及數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新時(shí)代，我們?cè)撊绾螒?yīng)對(duì)呢？

第一步：找到專業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型顧問(wèn)團(tuán)隊(duì)

百超作為國(guó)際一線的鈑金行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的領(lǐng)跑者，在國(guó)際和國(guó)內(nèi)均交付了大量先進(jìn)的鈑金柔性生產(chǎn)線，從整合各大工藝、多個(gè)立體料庫(kù)、雙堆垛機(jī)、無(wú)人導(dǎo)航小車到第三方設(shè)備等領(lǐng)域均積累了成功案例，且在大量的客戶案例支持中對(duì)客戶需求進(jìn)行了全面分析，設(shè)計(jì)并交付了針對(duì)客戶需求的解決方案。

第二步：基于現(xiàn)階段數(shù)字化等級(jí)實(shí)施對(duì)應(yīng)方案

俗話說(shuō)一口吃不成胖子，鈑金行業(yè)也一樣，如果沒(méi)有好的數(shù)字化基礎(chǔ)卻拔苗助長(zhǎng)，即使有好的軟件也無(wú)法充分發(fā)揮作用。這種情況，逐步引入自動(dòng)化、管理軟件、智慧工廠解決方案可能更適合企業(yè)的良性發(fā)展。

第三步：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和流程優(yōu)化，引入軟件套件

結(jié)合第二步，為了更好地為數(shù)字化轉(zhuǎn)型做準(zhǔn)備，清晰的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、完整的流程設(shè)計(jì)和再造是引入數(shù)字化解決方案的關(guān)鍵工作。通過(guò)向標(biāo)桿企業(yè)學(xué)習(xí)、內(nèi)部研討、試點(diǎn)運(yùn)作等方式，逐步提升企業(yè)數(shù)字化等級(jí)，進(jìn)而引入軟件來(lái)提升企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理水平，實(shí)現(xiàn)智慧工廠、黑燈工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。