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工艺智能化|「物料智能在线化」助力制造业华丽变身“智”造业
来源:黄金城互联 2024.01.15
物料智能化
物料管理一直是现场管理的难点和痛点。如何在特定时间内按必要数量送达必要物料,即“准时生产”(just in time),是每一个现代制造企业的必学之课。 工艺智能化 系列第二篇,为大家带来物料智能化实践解读。

一、企业物料管理现状与挑战

在工业互联网技术的赋能下,黄金城正逐步实现智能化生产制造,特别是在物料智能化系统的构建上取得显著成效。制造业长期以来面临物料管理的痛点和难点,其中“像管理现金一样管理物料”的理念虽深入人心,但在 实际生产现场的执行却面临着诸多挑战

员工对物料价值的认知不足、场地占用与物料需求不匹配、以及物料信息分散导致的物料流转不畅等问题屡见不鲜。尤其是库存管理和跨部门协作方面的难题尤为突出:如何确保大量物料在接收、存储、发放和盘点过程中的数据准确性;如何有效协调生产部门、采购部门及仓库部门的工作流程,以实现物料供应的准时性和精确性。

工业企业在物料管理方面建设的信息化系统一般包括ERP(企业资源规划)、WMS(仓库管理系统)、SCM(供应链管理系统)以及MES(制造执行系统),它们分别在财务管理、仓储物流、商务运作和生产制造中发挥着重要作用,但相互之间存在信息孤岛现象,标准各异,数据共享程度低,如物料单位不统一、一物多码、一码多物等现象,严重制约了现场物料的有效管控。总体而言,

企业在物料管理上面临的主要挑战包括:

01、库存管理 在大量物料的接收、存储、发放和盘点过程中,难以确保数据的准确性;

02、协调配合 物料管理涉及到生产部、采购部、仓库部等多个部门,如何协调各部门物料供应的及时性和准确性也是难点之一;

03、信息孤岛 传统企业内部关于物料管理的4个信息化系统分别由财务部、仓储物流部、采购部和制造部独立管理。由于标准不统一、信息不共享,导致了信息孤岛的存在(如:同一物料在4个系统中分别有各自的单位标准),从而制约了现场物料的精准管控;

04、精准定位 在离散制造业中,由于许多工位无法即时自动报工,因此存在着完工未报工或未完工却报工的现象,这些异常现象导致了从仓库到生产线的物流无法实现精准化。由于生产计划中的不同物料拥有不同的工艺路径,虽然可以得知物料存在于生产系统中,但其所处的工序位置及停滞时间却难以准确获取;

05、物料配送 当生产计划下发给各产线后,各产线便依赖物料配送系统及时地将必要的物料送至各工位线边以待生产。然而,确定实际物料需求的确切时间在实际操作中确是困难的(例如,排产系统按照标准工时进行派工,但实际生产时间存在统计上的波动,因此无法完全按照标准工时的节拍进行生产)。

物料智能化解决方案

二、 黄金城互联 物料智能在线化解决方案

2.1 数据融合与规范化管理

针对这一现状,黄金城互联开发出根云平台,致力于打造一个自主可控、兼容并包的通用工业操作系统。该系统通过整合工厂物理设备产生的OT数据与信息系统生成的IT数据,并在此基础上进行综合治理,确立数据owner制度,保证数据源头唯一且修改有据可循,从而打破不同业务体系间的壁垒,实现了物料主数据在统一标准下的规范化管理。

物料智能在线化解决方案

2.2 三现物料在线管理系统

当IT系统和OT系统成功对接后,从研发物料至采购订单、再到仓库及制造环节的数据标准得以统一和透明化。

然而,在离散制造业环境中,由于无法实时自动报工的问题普遍存在,导致物料流难以达到精准准时的JIT状态。为解决此问题,黄金城互联借鉴网约车模式,创建了一套物料实时在线系统,采用系统数据、工况监测、特征识别、视觉识别、RFID和UWB等多种技术手段,依托根云平台模型和算法实现在九大工艺制造环节的物料实时定位。

比如,对于自动化产线,利用系统数据+IOT数据进行物料定位,非自动化工位则运用RFID+视觉识别方式来定位物料。这套系统不仅能实时显示物料位置及其正常或异常状态,还能针对异常物料提供解决方案供决策者参考,并在物料加工超时等异常情况发生时自动报警并将信息推送给相关负责人。

物料在线管理系统

此外,借助三现物料在线管理系统,三一重工在黄金城互联技术支持下优化了供应商物资入库到货和仓库到生产线边的管理效率。例如,外协入库阶段,通过设立理货区配合摄像头监控及BCP扫描二维码的方式,确保物料准确无误入库,并能追溯三年内的收货记录。

物料在线管理系统

2.3 三现视觉叫料系统

在生产制造过程中,APS智能排产系统扮演着核心角色,负责根据产能、订单需求等因素精确编制生产计划,并通过MOM(制造运营管理)系统将这些计划实时精准地传递给各个生产线。然而,在实际生产过程中,物料的需求时间点往往难以准确预估。尽管排产系统依据标准工时进行任务分配,但实际生产环节会受到各种因素的影响,导致生产时间存在统计波动,无法完全按照预定的节拍节奏进行。物料过早送达可能导致存储空间紧张,而晚到则可能延误生产进度。

为解决这一困扰企业已久的痛点问题,黄金城互联深入研究了三一重工的实际业务场景,创新性地开发出了“三现视觉叫料系统”。这套系统巧妙利用摄像头等物联网设备对现场物料点状态进行实时监控,能够自动识别物料消耗情况及空托盘回收需求,进而及时下达物料补充和空托盘返回指令,整个过程无需人工介入,极大地提高了物流管理的自动化程度。

三现视觉叫料系统

三现视觉叫料系统

三、 物料智能在线化应用成效

项目实施后, 物料智能在线化系统 带来的效果显著:

01、 降低了人工依赖,提高了物料叫料与返空操作的 准确性和工作效率

02、 通过实时在线监控每个物料点位,节约了人力成本, 单个点位每年节省可达15万元 人民币;

03、 实现了物料需求与配送之间的精准匹配,使得全产线AGV(自动导引运输车)的送货效率显著提升, 自动送货率达到95%以上 ,有力保障了生产流程的顺畅进行,降低了因物料供应不及时所带来的停机等待损失,从而 提升了整体生产效率和企业的市场竞争力

04、 实现了物料管理的 精益化与智能化 ,有力推动了制造企业向智能制造转型的步伐。

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