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一文读懂:服装智能工厂的十大建设要点!

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面对这次新冠疫情的冲击,受伤最重的当属传统劳动密集型的制造业和服务业,特别是一些线下接触式交易的领域,几乎全军覆没。然而,一些在无人工厂与非接触式业务转型升级方面做得好的企业则成为获益的一方。机会总是留给充分准备的头脑,未来总是属于超前规划的企业。这一次的疫情考验,对多数企业来说是危机,但对这些智能化升级改造做得比较成功的企业来说,却是一次新的发展机遇。

后疫情时代,加速推进智能工厂建设是制造企业的不二选择。众所周知,智能工厂的规划建设是一个十分复杂的系统工程,为了少走弯路,本文整理了在建设中要考虑的十个需要关注的要点。

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智能厂房除了水、电、汽、网络、通信等管线的设计外,还要规划智能视频监控系统、智能采光与照明系统、通风与空调系统、智能安防报警系统、智能门禁一卡通系统、智能火灾报警系统等。采用智能视频监控系统,可以判断监控画面中的异常情况,并以最快和最佳的方式发出警报或触发其它动作。

整个厂房的的工作分区(加工、装配、检验、进货、出货、仓储等)应根据工业工程的原理进行分析,可以使用数字化制造仿真软件对设备布局、产线布置、车间物流进行仿真。在厂房设计时,还应当思考如何降低噪音,如何能够便于设备灵活调整布局,多层厂房如何进行物流输送等问题。

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实现智能工厂乃至工业4.0,最重要的基础就是要实现M2M,就是设备与设备之间的互联,建立工厂网络。那么,设备与设备之间如何互联?采用怎样的通信方式(有线、无线)、通信协议和接口方式?采集的数据如何处理?这些问题企业应当建立统一的标准。在此基础上,企业可以实现对设备的远程监控,机床联网之后,可以实现DNC(分布式数控)应用。设备联网和数据采集是企业建设工业互联网的基础。


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数据是智能工厂建设的血液,在各应用系统之间流动。在智能工厂运转的过程中,会产生设计、工艺、制造、仓储、物流、质量、人员等业务数据,这些数据可能分别来自ERP、MES、APS、WMS、QIS等应用系统。生产过程中需要及时采集产量、质量、能耗、加工精度和设备状态等数据,并与订单、工序、人员进行关联,以实现生产过程的全程追溯。

此外,在智能工厂的建设过程中,需要建立数据管理规范,来保证数据的一致性和准确性。还要预先考虑好数据采集的接口规范,以及SCADA(监控和数据采集)系统的应用。企业需要根据采集的频率要求来确定采集方式,对于需要高频率采集的数据,应当从设备控制系统中自动采集。

另外,必要时,还应当建立专门的数据管理部门,明确数据管理的原则和构建方法,确立数据管理流程与制度,协调执行中存在的问题,并定期检查落实优化数据管理的技术标准、流程和执行情况。

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(图:通过二维码,可采集车间各种设备物料生产数据,并上传到企业云数据库)

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推进智能工厂建设,生产现场的智能物流十分重要,尤其是对于离散制造企业。智能工厂规划时,要尽量减少无效的物料搬运。很多优秀的制造企业在装配车间建立了集中拣货区(Kitting Area),根据每个客户的订单集中配货,并通过DPS(Digital Picking System)方式进行快速拣货,配送到装配线,消除了线边仓。


离散制造企业在两道机械工序之间可以采用带有导轨的工业机器人、桁架式机械手等方式来传递物料,还可以采用AGV、RGV(有轨穿梭车)或者悬挂式输送链等方式传递物料。立体仓库和辊道系统的应用,也是企业在规划智能工厂时,需要进行系统分析的问题。

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提高质量是工厂管理永恒的主题,在智能工厂规划时,生产质量管理更是核心的业务流程。质量保证体系和质量控制活动必须在生产管理信息系统建设时统一规划、同步实施,贯彻质量是设计、生产出来,而非检验出来的理念。


质量控制在信息系统中需嵌入生产主流程,如检验、试验在生产订单中作为工序或工步来处理;质量控制的流程、表单、数据与生产订单相互关联、穿透;构建质量管理的基本工作路线:质量控制设置→检测→记录→评判→分析→持续改进。

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智能产线是智能工厂规划的核心环节,企业需要根据生产线要生产的产品族、产能和生产节拍,采用价值流图等方法来合理规划智能产线。

智能产线的特点是: 

①通过电子看板显示实时的生产状态,防错;

②通过安灯系统实现工序之间的协作;

③生产线能够实现快速换模,实现柔性自动化;

④适应小批量、多品种的生产模式;

⑤针对人工操作的工位,能够给予智能的提示,并充分利用人机协作。

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MES(制造执行系统)是智能工厂规划落地的着力点,MES是面向车间执行层的生产信息化管理系统,MES旨在加强生产计划的执行功能,及时调度生产,实时反馈生产进展:

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①MES系统面向生产一线工人:指令做什么、怎么做、满足什么标准,什么时候开工,什么时候完工,使用什么工具等等;记录“人、机、料、法、环、测”等生产数据,建立可用于产品追溯的数据链;反馈进展、反馈问题、申请支援、拉动配合等;

②MES系统面向班组:发挥基层班组长的管理效能,班组任务管理和派工;

③MES系统面向一线生产保障人员:确保生产现场的各项需求,如料、工装刀量具的配送,工件的周转等等。


为提高产品准时交付率、提升设备效能、减少等待时间,MES系统需导入生产作业排程功能,为生产计划安排和生产调度提供辅助工具,提升计划的准确性。

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生产过程中工件配有图纸、工艺卡、生产过程记录卡、更改单等纸质文件作为生产依据。随着信息化技术的提高和智能终端成本的降低,在智能工厂规划可以普及信息化终端到每个工位。

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(图:通过工业平板显示生产信息)

工厂目视化管理可结合MES系统,操作工人将可在终端接受工作指令,接受图纸、工艺、更单等生产数据,可以灵活第适应生产计划变更、图纸变更和工艺变更。有很多厂商提供工业平板显示器,甚至可以利用智能手机作为终端,完成生产信息查询和报工等工作。

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精益生产的核心思想是消除浪费,确保工人以最高效的方式进行协作。很多制造企业采取按订单生产或按订单设计,满足小批量、多品种的生产模式。


智慧工厂需要实现物料准时配送,成品和半成品按照订单的交货期进行及时生产,建立生产现场的电子看板,通过拉动方式组织生产,采用安灯系统及时发现和解决生产过程中出现的问题等。



工厂要推进目视化、快速换款,可采用了U型的生产线,建立智能制造单元。推进精益生产是一个持续改善的长期过程,要与信息化和自动化的推进紧密结合。


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(图:智能吊挂柔性生产加工线个性化定制)

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流程行业企业的生产线配置了DCS系统或PLC控制系统,通过组态软件可以查看生产线上各个设备和仪表的状态,但绝大多数离散制造企业还没有建立生产监控与指挥系统。

实际上,离散制造企业也非常需要建设集中的生产监控与指挥系统,在系统中呈现关键的设备状态、生产状态、质量数据,以及各种实时的分析图表。通过看板直观展示,提供多种类型的内容呈现,辅助决策。

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(图:生产监控指挥大屏)

我们必须从服装“制造”晋升为服装“智造”,打造“智慧型工厂”而非传统的生产工厂,这是我们作为服装企业的唯一出路。服装企业要想让我们的品牌走出中国,面向世界,我们不仅仅只依靠品牌的力量,更要依赖后勤生产的保障,只有这样,我们才能走得更远,做的更强大。


总之,要做好智能工厂的规划,必须要改变我们的思维观念,跟上服装业的发展趋势,同时要具备创新的能力需要综合运用这些核心要素,从各个视角综合考虑,从投资预算、技术先进性、投资回收期、系统复杂性、生产的柔性等多个方面进行综合权衡、统一规划,建立具有前瞻性和实效性的智能工厂。



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