柳學(xué)楊 胡 青 孟祥鋒

（武漢船用機(jī)械有限責(zé)任公司，武漢 430084）

數(shù)字化車(chē)間的重要特征是對(duì)生產(chǎn)制造過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化。傳統(tǒng)型離散制造行業(yè)的生產(chǎn)模式以紙質(zhì)審批資料為主，在對(duì)生產(chǎn)車(chē)間進(jìn)行數(shù)字化改造及流程再造后，一線生產(chǎn)人員仍難擺脫利用紙質(zhì)介質(zhì)進(jìn)行生產(chǎn)組織管理的方式，數(shù)字化車(chē)間系統(tǒng)的線上功能難以發(fā)揮主導(dǎo)作用，使得數(shù)字化車(chē)間無(wú)數(shù)據(jù)可用。生產(chǎn)車(chē)間通過(guò)全面采用無(wú)紙化運(yùn)行模式，倒逼車(chē)間人員加強(qiáng)對(duì)數(shù)字化車(chē)間系統(tǒng)線上功能的應(yīng)用，從而為生產(chǎn)車(chē)間的數(shù)字化分析提供完整、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)。

本文所提出的“全流程無(wú)紙化”運(yùn)行模式并非嚴(yán)格意義上的完全不涉及紙質(zhì)介質(zhì)，而是指所有的業(yè)務(wù)流程及資料介質(zhì)以電子化為主，某些環(huán)節(jié)支持紙質(zhì)打印功能，但紙質(zhì)打印的資料不作為組織生產(chǎn)的依據(jù)。

1 數(shù)字化車(chē)間實(shí)行“無(wú)紙化”的目的

數(shù)字化車(chē)間實(shí)行無(wú)紙化主要解決3個(gè)方面的問(wèn)題：一是業(yè)務(wù)流程審批的電子化；二是生產(chǎn)資料介質(zhì)的電子化；三是生產(chǎn)信息在車(chē)間的可視化管理。只有將以上三點(diǎn)做到相互協(xié)調(diào)與深度統(tǒng)一，才能在不影響生產(chǎn)效率的情況下，提高車(chē)間數(shù)字化應(yīng)用的廣度和深度，為精益生產(chǎn)提供更全面與更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息。數(shù)字化車(chē)間的無(wú)紙化運(yùn)行模式如圖1所示。

圖1 數(shù)字化車(chē)間的無(wú)紙化運(yùn)行模式

2 業(yè)務(wù)流程審批電子化

業(yè)務(wù)流程是車(chē)間規(guī)范化運(yùn)行的基礎(chǔ)，業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)的科學(xué)性和操作的便利性對(duì)提升車(chē)間效率與改進(jìn)管理具有較為重要的影響。業(yè)務(wù)流程審批電子化可以實(shí)現(xiàn)對(duì)審批全過(guò)程的監(jiān)控，有效提高流程處理的效率。本文將對(duì)業(yè)務(wù)流程中較為重要的領(lǐng)料業(yè)務(wù)電子化、不合格品審料電子化及工藝變更電子化這3個(gè)流程進(jìn)行闡述。

2.1 領(lǐng)料業(yè)務(wù)電子化

領(lǐng)料業(yè)務(wù)涉及各制造部的二級(jí)庫(kù)房管理和物供部的一級(jí)庫(kù)房管理，其中，二級(jí)庫(kù)房在制造執(zhí)行管理系統(tǒng)（MES）中進(jìn)行物資管理，一級(jí)庫(kù)房在企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）系統(tǒng)中進(jìn)行物資管理。二級(jí)庫(kù)房管理員根據(jù)領(lǐng)料計(jì)劃在MES系統(tǒng)發(fā)起攜帶物資基本信息的領(lǐng)料申請(qǐng)，通過(guò)集成接口發(fā)送至ERP系統(tǒng)的物資管理模塊，ERP系統(tǒng)自動(dòng)接收領(lǐng)料申請(qǐng)并傳送至物供部的庫(kù)管員，庫(kù)管員根據(jù)庫(kù)存信息在ERP系統(tǒng)中進(jìn)行審核并生成領(lǐng)料出庫(kù)單，同時(shí)將審核信息傳遞至MES系統(tǒng)，使得MES系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)中的領(lǐng)料業(yè)務(wù)狀態(tài)同步更新，如圖2所示。

2.2 不合格品審理電子化

不合格品審理業(yè)務(wù)包括采購(gòu)環(huán)節(jié)的物料不合格審理和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的在制品不合格審理。為實(shí)現(xiàn)采購(gòu)員、生產(chǎn)人員、不合格品審理委員會(huì)的線上業(yè)務(wù)聯(lián)通，系統(tǒng)研發(fā)人員需要打通ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)和流程審批系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及流程接口，如圖3所示。

2.3 工藝變更電子化

圖2 領(lǐng)料業(yè)務(wù)流程電子化

圖3 不合格品審理流程電子化

離散型生產(chǎn)車(chē)間的工藝變更較為頻繁，工藝變更業(yè)務(wù)包括臨時(shí)工藝變更和標(biāo)準(zhǔn)工藝變更，變更的時(shí)間節(jié)點(diǎn)可能發(fā)生在領(lǐng)料前、領(lǐng)料中和領(lǐng)料后，也可能發(fā)生在加工前、加工中和加工后。工藝變更電子化流程涉及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM）、ERP系統(tǒng)和MES系統(tǒng)，涉及的崗位角色包括技術(shù)人員、采購(gòu)員、計(jì)調(diào)人員及加工人員等。對(duì)變更業(yè)務(wù)場(chǎng)景進(jìn)行梳理，并利用系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)工藝變更業(yè)務(wù)的線上審批，如圖4所示。

3 生產(chǎn)資料介質(zhì)電子化

車(chē)間的運(yùn)行離不開(kāi)派工單、跟道卡、圖紙工藝、檢驗(yàn)記錄表等多種紙質(zhì)資料。傳統(tǒng)型車(chē)間需要對(duì)上述各種資料進(jìn)行簽字審批后再下發(fā)到生產(chǎn)單元，不但審批流程長(zhǎng)，而且由于車(chē)間的環(huán)境較為惡劣，如油污較為嚴(yán)重，導(dǎo)致紙質(zhì)資料保存難度較大，不利于后期歸檔調(diào)閱。在實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程電子審批的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研發(fā)人員幫助車(chē)間運(yùn)行實(shí)現(xiàn)上述資料的電子化，使各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的資料查閱更加方便快捷。

3.1 電子派工單

派工單是生產(chǎn)指令的主要依據(jù)，通過(guò)數(shù)字化車(chē)間的計(jì)劃體系，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃信息與派工單信息的相互融合。在作業(yè)計(jì)劃生成后，系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電子化派工單的信息集成，相關(guān)的計(jì)劃信息同時(shí)傳遞至物資、檢驗(yàn)等多個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)電子任務(wù)的互聯(lián)互通，如圖5所示。

3.2 電子跟道卡

電子跟道卡可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)間在制品加工進(jìn)度、檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的電子集成。工作人員通過(guò)電子跟道卡，可以即時(shí)查詢(xún)?cè)谥破返墓に嚶肪€、當(dāng)前的加工進(jìn)度、工藝檢驗(yàn)狀態(tài)等信息，并追溯到詳細(xì)的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，如圖6所示。

3.3 電子圖紙及工藝卡片

電子圖紙及工藝卡片的電子化可以實(shí)現(xiàn)車(chē)間對(duì)圖紙工藝的線上審簽與即時(shí)下發(fā)，大大提高了該流程的下發(fā)效率，并且確保了圖紙的接收對(duì)象持有唯一有效的版本，降低錯(cuò)誤發(fā)生率。

3.4 檢驗(yàn)數(shù)據(jù)電子化

檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的保存對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量控制及追溯起到至關(guān)重要的作用。針對(duì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的零件，由于其測(cè)量尺寸與檢驗(yàn)記錄較多，不利于車(chē)間保存有關(guān)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)研發(fā)人員利用信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)零件檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的電子化錄入，并建立電子檔案，為質(zhì)量數(shù)據(jù)分析及質(zhì)量改進(jìn)提供數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。

3.5 條碼物料標(biāo)識(shí)

離散型船舶配套企業(yè)的原材料、配套件等物料呈現(xiàn)批量級(jí)小、形狀大的特點(diǎn)，傳統(tǒng)車(chē)間的物料標(biāo)識(shí)方法主要靠人為判斷，或者用記號(hào)筆直接在物料表面進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)記，以上方法均存在易錯(cuò)易毀的弊端。此外，傳統(tǒng)的庫(kù)房出入庫(kù)均依靠手工賬本進(jìn)行管理，導(dǎo)致出入庫(kù)工作量大且數(shù)據(jù)追溯困難。系統(tǒng)研發(fā)人員開(kāi)發(fā)了二維碼標(biāo)識(shí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料軌跡的全數(shù)字化管理，具體實(shí)現(xiàn)方式，如圖7所示。

圖4 工藝變更流程電子化

圖5 派工單電子化

圖6 跟道卡電子化

圖7 物料標(biāo)識(shí)電子化

4 可視化管理

流程電子化和資料介質(zhì)電子化為離散型數(shù)字車(chē)間的無(wú)紙化運(yùn)行提供了最基本的技術(shù)手段。為進(jìn)一步提高車(chē)間運(yùn)行各環(huán)節(jié)信息傳遞的及時(shí)性、準(zhǔn)確性及共享效率，數(shù)字化車(chē)間的運(yùn)行仍需借助可視化技術(shù)手段，使無(wú)紙化運(yùn)行效率更加高效?？梢暬芾碇饕ㄟ^(guò)電子看板系統(tǒng)和安燈系統(tǒng)兩個(gè)系統(tǒng)予以實(shí)現(xiàn)。

4.1 電子看板系統(tǒng)

電子看板是精益生產(chǎn)的核心工具之一，不僅可以實(shí)現(xiàn)車(chē)間生產(chǎn)過(guò)程管理便利化、信息傳遞快捷化、工序過(guò)程透明化，以及提高生產(chǎn)組織效率，還可以解決實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)跟蹤不及時(shí)、生產(chǎn)任務(wù)傳達(dá)滯后、統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表來(lái)源數(shù)據(jù)匱乏等問(wèn)題。

按照數(shù)字化車(chē)間的管理需求，面向不同的崗位角色，形成如圖8所示的生產(chǎn)管理看板體系。

生產(chǎn)管理看板體系綜合展示車(chē)間在生產(chǎn)、質(zhì)量、設(shè)備、人員、異常、安全等方面的業(yè)績(jī)進(jìn)展和問(wèn)題，使生產(chǎn)過(guò)程處于可控狀態(tài)。同時(shí)，車(chē)間合理利用該體系可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，以及對(duì)效率和品質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，達(dá)到提高部門(mén)協(xié)同效率、提升管理效率、降低生產(chǎn)成本及節(jié)省人力資源等目的。

4.2 安燈系統(tǒng)

船舶配套物料生產(chǎn)車(chē)間的生產(chǎn)模式以離散型加工為主，生產(chǎn)過(guò)程涉及材料準(zhǔn)備、轉(zhuǎn)運(yùn)吊裝、技術(shù)處理、設(shè)備除障、檢驗(yàn)響應(yīng)等諸多環(huán)節(jié)，異常處理涉及物供部、資產(chǎn)管理部、技術(shù)中心、品質(zhì)部等多個(gè)責(zé)任部門(mén)，若過(guò)程中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常都會(huì)直接導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低。

圖8 看板體系

數(shù)字化車(chē)間建立以分布于車(chē)間各處的燈光和聲音報(bào)警裝置為核心的安燈系統(tǒng)，充分發(fā)揮安燈系統(tǒng)的可視化效果，使異常反饋端、異常處理端、異常監(jiān)督端均有同步的異常狀態(tài)及進(jìn)度狀態(tài)提醒功能，并將任意異常處理責(zé)任部門(mén)分成3個(gè)層次（異常處理直接責(zé)任人、主管和領(lǐng)導(dǎo)），完善基于異常處理等待時(shí)間與異常推送等級(jí)相匹配的分級(jí)處理機(jī)制，使得異常處理更加及時(shí)高效。

對(duì)于復(fù)雜的裝配過(guò)程，一個(gè)裝配任務(wù)有時(shí)需要上百種物料，每種物料也有上百件，傳統(tǒng)的領(lǐng)料過(guò)程需要進(jìn)行重復(fù)的查詢(xún)和領(lǐng)料，生產(chǎn)效率低且容易出錯(cuò)。車(chē)間建立基于裝配任務(wù)驅(qū)動(dòng)的物料安燈出庫(kù)系統(tǒng)，使物料準(zhǔn)備過(guò)程實(shí)現(xiàn)可視化，其實(shí)現(xiàn)方式是在每個(gè)庫(kù)位安裝安燈面板，當(dāng)有裝配任務(wù)進(jìn)行派工時(shí)，配套工在MES系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)裝配物料清單，清單對(duì)應(yīng)物料相應(yīng)庫(kù)位的安燈會(huì)亮，同時(shí)會(huì)顯示所需的數(shù)量。配套工根據(jù)安燈的位置和數(shù)量進(jìn)行物料的準(zhǔn)備，并在物料領(lǐng)取完成后將安燈拍滅。當(dāng)所有的安燈均被拍滅時(shí)，表示物料齊套。上述安燈可視化的手段可提高物料的準(zhǔn)備效率，降低錯(cuò)誤發(fā)生的概率。

5 結(jié)束語(yǔ)

車(chē)間無(wú)紙化運(yùn)行模式是數(shù)字化車(chē)間運(yùn)行的重要特征之一，其運(yùn)行情況在一定程度上也決定了車(chē)間數(shù)字化水平管理水平的高低。同時(shí)，無(wú)紙化運(yùn)行也是數(shù)字化車(chē)間在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中探索出的倒逼傳統(tǒng)車(chē)間各個(gè)環(huán)節(jié)擺脫對(duì)原有紙質(zhì)介質(zhì)管理模式的依賴(lài)，向基于信息化技術(shù)的數(shù)字化管理轉(zhuǎn)型的有效途徑。在實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化運(yùn)行的環(huán)境條件下，數(shù)字化車(chē)間必須著重解決電子流程的便利化及信息傳遞與共享的有效性問(wèn)題。