(武漢紡織大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 湖北 武漢 430200)
(一)我國(guó)傳統(tǒng)的針織襪業(yè)車間發(fā)展?fàn)顩r和面臨的問(wèn)題
針織襪業(yè)屬于我國(guó)輕工業(yè)領(lǐng)域,是典型的量大利薄型行業(yè)。其銷售渠道有國(guó)內(nèi)、東南亞、歐美等國(guó)家。隨著近期中美貿(mào)易問(wèn)題惡化,銷售渠道受阻。促使制襪企業(yè)存在著嚴(yán)峻的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,從而導(dǎo)致利潤(rùn)嚴(yán)重下滑,甚至一些傳統(tǒng)襪業(yè)公司面臨倒閉的風(fēng)險(xiǎn)。制襪企業(yè)采用縮減人員、減小針織襪業(yè)車間規(guī)模,來(lái)解決這一現(xiàn)狀。就目前形勢(shì)來(lái)看,我國(guó)傳統(tǒng)針織襪業(yè)車間發(fā)展?fàn)顩r十分艱難。我國(guó)傳統(tǒng)襪針織業(yè)車間也存在著大量的問(wèn)題。比如:襪子包裝縫頭等機(jī)構(gòu)自動(dòng)化程度過(guò)低、車間人數(shù)較多、人工成本過(guò)高、且員工自身素質(zhì)較差、布局空間設(shè)計(jì)不合理、信息處理方式過(guò)于落后、各部門(mén)間協(xié)調(diào)能力不足、無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息共享、產(chǎn)能過(guò)低、效率低下。
(二)我國(guó)傳統(tǒng)的針織襪業(yè)的實(shí)踐探索
傳統(tǒng)的針織襪業(yè)面臨上述的問(wèn)題,在實(shí)踐的探索中采取了一系列的措施。制定標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書(shū),規(guī)定工作人員工作的標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)作。制定物流集成點(diǎn),合理的流動(dòng)產(chǎn)品,不干擾他人工作和正常的走動(dòng)。特定工位、特定設(shè)備安裝警報(bào)器,出現(xiàn)異常情況,進(jìn)行實(shí)時(shí)的報(bào)警,確保相關(guān)人員快速到位,解決問(wèn)題。
(三)智能化針織襪業(yè)車間發(fā)展的趨勢(shì)
伴隨著近年來(lái)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,國(guó)務(wù)院正式印發(fā)“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略,強(qiáng)調(diào)信息化和工業(yè)化的深度融合發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)”,實(shí)現(xiàn)我國(guó)傳統(tǒng)制造向智能制造的轉(zhuǎn)型[1]。
相比國(guó)內(nèi)智能制造發(fā)展,國(guó)外也針對(duì)新形勢(shì)下的制造業(yè)制定了一系列的規(guī)劃,其中比較著名的戰(zhàn)略規(guī)劃如下:2012年,美國(guó)通用公司發(fā)布了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)——打破智慧與機(jī)器的報(bào)告》[2]。2013年,德國(guó)針對(duì)提高制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,制定了“工業(yè) 4.0”戰(zhàn)略[3];韓國(guó)推進(jìn)“新增長(zhǎng)動(dòng)力規(guī)劃”;法國(guó)也制定了“新工業(yè)法國(guó)”計(jì)劃。
由上述國(guó)內(nèi)外對(duì)智能制造發(fā)展制定的戰(zhàn)略,智能制造方式成為現(xiàn)階段一種發(fā)展趨勢(shì)。因此我們要跟進(jìn)時(shí)代步伐,抓住發(fā)展趨勢(shì),將智能制造融入到紡織襪業(yè)中,建設(shè)一種全新形式的智能化針織襪業(yè)車間。從軟件到硬件,從生產(chǎn)到管理,從接單到出貨,全部智能化生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。
圖1 智能針織車間信息及執(zhí)行制造系統(tǒng)集成圖
智能針織襪業(yè)車間采用全新的信息技術(shù),建立信息集成平臺(tái),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的互聯(lián)互通,支撐制造資源的優(yōu)化配置,供需雙方快速匹配和網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造,進(jìn)而消除各環(huán)節(jié)信息孤島,提高襪子的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造效率[4]。
為了使“智能針織襪業(yè)車間”在各個(gè)方面都做到信息通暢,消除襪子制造產(chǎn)品全過(guò)程各環(huán)節(jié)的信息孤島問(wèn)題,則主要通過(guò)企業(yè)資源管理系統(tǒng) ERP、制造執(zhí)行系統(tǒng) MES、產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng) PLM等信息系統(tǒng)的應(yīng)用及系統(tǒng)信息互聯(lián)共享,企業(yè)資源、制造執(zhí)行、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期,智能化硬件設(shè)備的綜合管控,圖1為智能針織襪業(yè)車間信息及執(zhí)行制造系統(tǒng)集成。
(一)智能針織襪業(yè)車間的ERP信息系統(tǒng)
ERP是(企業(yè)資源計(jì)劃)的簡(jiǎn)稱,是針對(duì)物資資源管理(物流)、財(cái)務(wù)資源管理(財(cái)流)、信息資源管理(信息流)集成一體化的企業(yè)管理軟件[5]。ERP系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)智能針織襪業(yè)車間中數(shù)據(jù)信息進(jìn)行高度共享,有效的協(xié)調(diào)各個(gè)部門(mén)的動(dòng)態(tài)配合程度,使企業(yè)的業(yè)務(wù)流程和管理過(guò)程得到優(yōu)化,生產(chǎn)效率得到提高。智能針織襪業(yè)ERP系統(tǒng)主要分為八個(gè)功能模塊,分別為訂單管理模塊、銷售管理模塊、資源管理模塊、財(cái)務(wù)管理模塊、生產(chǎn)運(yùn)作管理模塊、采購(gòu)管理模塊、系統(tǒng)管理模塊、庫(kù)存管理模塊。訂單管理:企業(yè)接受的不同類別襪子訂單進(jìn)行整理、分類、對(duì)客戶的信息資源進(jìn)行管理以及相關(guān)合同進(jìn)行評(píng)審。銷售管理:企業(yè)的襪子銷售訂單進(jìn)行查詢、修改、編輯、統(tǒng)計(jì),并生成各種銷售報(bào)表,以供后期核查的需求。資源管理:資源管理主要分為兩部分,一部分為對(duì)人力資源的管理,另一部分為對(duì)設(shè)備資源的管理。財(cái)務(wù)管理:企業(yè)財(cái)務(wù)狀況的管理。主要包括企業(yè)財(cái)務(wù)的收入和支出,企業(yè)收入主要是產(chǎn)品出售到客戶手中,從中獲取的利益。生產(chǎn)運(yùn)作管理:智能針織襪業(yè)車間內(nèi)部襪子的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行管理。包括對(duì)智能操作層中襪子生產(chǎn)過(guò)程中每道工序的加工情況、定型情況、質(zhì)量檢驗(yàn)情況、包裝情況及流轉(zhuǎn)方向等信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)。將記錄的數(shù)據(jù)傳到ERP數(shù)據(jù)庫(kù)中。系統(tǒng)管理:智能針織襪業(yè)車間ERP系統(tǒng)的維護(hù)和管理。對(duì)ERP系統(tǒng)的維護(hù)主要是體現(xiàn)在對(duì)ERP數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù),其中有數(shù)據(jù)備份、還原、共享、修改等方面。采購(gòu)管理:企業(yè)采購(gòu)原材料,以及生產(chǎn)過(guò)程的其他物資。根據(jù)襪業(yè)的訂單,以及自身的庫(kù)存儲(chǔ)備情況做出科學(xué)合理的判斷,并且制定出物料需求計(jì)劃,生成最終的采購(gòu)計(jì)劃并且制定訂單和報(bào)表。庫(kù)存管理:庫(kù)存管理是對(duì)物資進(jìn)出倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行信息的統(tǒng)計(jì)和采集。物資不僅包括成品襪子、半成品、原料庫(kù)的管理。庫(kù)存管理利用了RFID無(wú)限射頻傳感技術(shù)對(duì)襪子成品、半成品、乃至原材料進(jìn)行追蹤,進(jìn)出庫(kù)的同時(shí),信息已經(jīng)錄入,數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)同步更新,實(shí)現(xiàn)智能化倉(cāng)儲(chǔ)。
(二)智能針織襪業(yè)車間的MES系統(tǒng)
智能針織襪業(yè)車間中引進(jìn)MES系統(tǒng),MES智造執(zhí)行系統(tǒng)是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)。MES系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的是車間的執(zhí)行層,與企業(yè)最上層的信息層中的ERP和最下層的操作層相互作用,承上啟下。ERP與MES系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)縫連接,由最上層的ERP接受各種信息傳遞給MES系統(tǒng),在進(jìn)行各種執(zhí)行控制的操作,最后將命令傳遞操作層,進(jìn)行生產(chǎn)和加工襪子。同時(shí)MES對(duì)智能針織襪業(yè)車間生產(chǎn)襪子的過(guò)程中進(jìn)行集成、控制和監(jiān)控,以及合理有效的配置和組織所有資源,滿足智能針織襪業(yè)車間信息化需要,提高智能針織襪業(yè)車間對(duì)突發(fā)情況事件處理能力。
該智能針織襪業(yè)的MES系統(tǒng)為執(zhí)行層,該層的主要實(shí)現(xiàn)三個(gè)目的。
第一,對(duì)信息層ERP系統(tǒng)傳遞來(lái)的生產(chǎn)訂單進(jìn)行處理,對(duì)現(xiàn)有的資源包括人、機(jī)、料等生產(chǎn)資料信息進(jìn)行預(yù)估,并且利用智能算法,科學(xué)合理的指定出智能化的調(diào)度方案,最終向操作層傳遞具體的生產(chǎn)任務(wù)。
第二,通過(guò)RFID無(wú)線射頻技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的信息進(jìn)行采集,將采集信息傳入MES信息數(shù)據(jù)庫(kù)中。MES 系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理可以實(shí)現(xiàn)對(duì)訂單的追蹤、設(shè)備的監(jiān)控、異常報(bào)警、質(zhì)量的分析等一系列智能活動(dòng)。MES系統(tǒng)可以對(duì)襪子的加工狀態(tài)、訂單完成量、產(chǎn)品合格率等加工信息向上層進(jìn)行信息反饋。
第三,MES數(shù)據(jù)庫(kù)可以和其他已有數(shù)據(jù)的共享,不重不漏,促使企業(yè)資源最優(yōu)化,生產(chǎn)效率最大化,生產(chǎn)模式最智能化。
(三)智能針織襪業(yè)車間的操作系統(tǒng)
智能針織襪業(yè)車間建設(shè)代表了信息化未來(lái)發(fā)展方向,可以帶動(dòng)企業(yè)信息化轉(zhuǎn)型發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展,從而進(jìn)一步提升企業(yè)整體信息化水平。智能襪業(yè)針織車間包括多種智能化的設(shè)備:全自動(dòng)式智能織襪機(jī)器,襪子一體成型減少原有縫頭工序。智能輸送系統(tǒng),利用智能傳送帶代替人員搬運(yùn)。智能檢測(cè)與定型系統(tǒng),改變?cè)械墓ぷ髂J?,?chuàng)新性的直接在傳送添加檢測(cè)定型系統(tǒng),避免了人員操作擁擠相互干涉的問(wèn)題。智能包裝系統(tǒng),引入智能包裝機(jī)代替人員手動(dòng)包裝工作,解決工作瓶頸問(wèn)題。智能配送系統(tǒng),成品襪子信息錄入庫(kù)存,庫(kù)存取締,直接發(fā)往客戶。在整個(gè)襪業(yè)制造智能車間中從接收訂單到配送發(fā)貨以及整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中全部智能化處理,促使整個(gè)車間的生產(chǎn)效率達(dá)到最優(yōu),襪子質(zhì)量最佳,生產(chǎn)成本最低。
智能針織襪業(yè)車間與傳統(tǒng)襪業(yè)車間進(jìn)行了比較,可發(fā)現(xiàn)智能襪業(yè)針織車間與傳統(tǒng)針織襪業(yè)車間的差異性。在信息系統(tǒng)對(duì)信息采集、執(zhí)行制造系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)狀況的反饋、生產(chǎn)工藝流程的創(chuàng)新、操作層智能化設(shè)備等方面都取得了顯著的改善。
構(gòu)建智能襪業(yè)針織車間,打破了原有的生產(chǎn)制造模式,淘汰以往落后的機(jī)械設(shè)備、擁擠人群的工作方式、以及落后的管理模式。引進(jìn)新興信息技術(shù),和高端科技產(chǎn)品,智能針織襪業(yè)車間發(fā)生了革命式的變革,真正的做到從制造到智造。在智能針織襪業(yè)車間中,ERP軟件系統(tǒng) 和MES制造執(zhí)行系統(tǒng)與智能化設(shè)備的高度集中使用,促使整個(gè)智能針織襪業(yè)車間更加科學(xué)、更智能、更高效。