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        汽車企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)施路徑研究

        2024-05-15 00:00:00張樂唐瑞峰
        汽車與駕駛維修(維修版) 2024年3期

        關(guān)鍵詞:頂層設(shè)計(jì);評(píng)價(jià)模型;轉(zhuǎn)型路徑;場景數(shù)字化

        0引言

        隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和5G等新一代信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,汽車企業(yè)管理面臨新的挑戰(zhàn)。部分企業(yè)管理模式仍然停留在傳統(tǒng)粗放式管理方式,成為制約企業(yè)再發(fā)展的最大瓶頸。汽車企業(yè)為了解決企業(yè)內(nèi)部信息數(shù)據(jù)分散、標(biāo)準(zhǔn)不一、信息孤島、缺乏整合和紙質(zhì)存檔等痛點(diǎn)和難點(diǎn)問題,得以利用這些新一代信息技術(shù)對(duì)企業(yè)的研發(fā)設(shè)計(jì)、采購管理、計(jì)劃管理、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、設(shè)備管理以及倉儲(chǔ)管理等業(yè)務(wù)場景進(jìn)行全面的重塑與再造,進(jìn)而構(gòu)建一個(gè)全聯(lián)接、全融合、全感知和全場景的數(shù)字化企業(yè)。

        1數(shù)字化轉(zhuǎn)型概述

        為了幫助企業(yè)快捷有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型[1],我們將數(shù)字化轉(zhuǎn)型分為5個(gè)階段(圖1)。

        (1)規(guī)范化。企業(yè)首先應(yīng)組織人員對(duì)部門橫向縱向業(yè)務(wù)開展梳理,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)和運(yùn)營管理活動(dòng)的規(guī)范化運(yùn)行。

        (2)精益化。企業(yè)通過精益管理工具的導(dǎo)入,通過消除浪費(fèi)和強(qiáng)化流程控制來提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量水平。

        (3)自動(dòng)化。企業(yè)通過對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的改造升級(jí)、投入新的自動(dòng)化產(chǎn)線或設(shè)備,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升、質(zhì)量損失的降低,為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型建設(shè)奠定集成基礎(chǔ)。

        (4)數(shù)字化。汽車企業(yè)應(yīng)用新一代信息(數(shù)字)技術(shù),打通設(shè)備底層數(shù)據(jù)傳輸通道,實(shí)現(xiàn)企業(yè)主營業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、可視化分析和主動(dòng)預(yù)警。

        (5)智能化。企業(yè)利用數(shù)字技術(shù)做數(shù)據(jù)挖掘與AI模型訓(xùn)練,進(jìn)行智能數(shù)據(jù)分析,從而提升業(yè)務(wù)效率,并支持指導(dǎo)企業(yè)制定相關(guān)政策。

        汽車企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型以“業(yè)務(wù)”為核心,明確圍繞業(yè)務(wù)的頂層規(guī)劃、能力建設(shè)、技術(shù)使能和治理體系,通過數(shù)字與業(yè)務(wù)的全面交互,數(shù)字賦能業(yè)務(wù),又融入業(yè)務(wù),構(gòu)建業(yè)務(wù)的新型能力。數(shù)字和業(yè)務(wù)融合創(chuàng)新推動(dòng)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)創(chuàng)新變革,構(gòu)建數(shù)字時(shí)代新商業(yè)模式,開辟數(shù)字經(jīng)濟(jì)新價(jià)值和發(fā)展新空間。汽車企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的頂層設(shè)計(jì)應(yīng)覆蓋研發(fā)設(shè)計(jì)、采購管理、計(jì)劃管理、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、設(shè)備管理、資源管理、倉儲(chǔ)管理及人員管理等業(yè)務(wù)場景(圖2)。

        2數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑

        首先,企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中應(yīng)當(dāng)通過基礎(chǔ)管理工具的導(dǎo)入、部門業(yè)務(wù)流程的梳理,使企業(yè)各部門內(nèi)及部門間的主要業(yè)務(wù)場景操作規(guī)范化。

        通過精益管理工具的導(dǎo)入,實(shí)現(xiàn)企業(yè)設(shè)計(jì)開發(fā)、物料采購、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)制造、質(zhì)量管控、設(shè)備管理、資源管理和倉儲(chǔ)管理等業(yè)務(wù)精益化管理,以提高企業(yè)的管理水平和生產(chǎn)效率。

        其次,企業(yè)在精益生產(chǎn)建設(shè)的過程中,應(yīng)當(dāng)對(duì)產(chǎn)線及設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化的改造升級(jí),其目的不僅在于降低人工成本、提高生產(chǎn)效率、降低制造成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性,還在于增加產(chǎn)線及設(shè)備的柔性化和共線化,使其生產(chǎn)效率、配置效率最大化。

        企業(yè)在對(duì)產(chǎn)線及設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化的改造升級(jí)的同時(shí),應(yīng)當(dāng)建立標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)交換接口(包括API、數(shù)據(jù)庫接口和文件接口等),定義數(shù)據(jù)類型、傳輸格式、協(xié)議和規(guī)則,提高系統(tǒng)集成效率,使其在不同系統(tǒng)之間可以快速、高效地共享和交互數(shù)據(jù)。

        最后,企業(yè)通過新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的深度融合,實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及生產(chǎn)全流程數(shù)據(jù)自動(dòng)采集,以產(chǎn)線或車間為單位實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理,以點(diǎn)帶面,通過示范效應(yīng),形成數(shù)字化工廠模式,采用新一代工業(yè)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

        3場景數(shù)字化建設(shè)

        3.1倉儲(chǔ)業(yè)務(wù)場景

        在倉儲(chǔ)業(yè)務(wù)場景數(shù)字化轉(zhuǎn)型中,應(yīng)當(dāng)利用基礎(chǔ)管理工具實(shí)現(xiàn)物料包裝標(biāo)準(zhǔn)化(定容、定量),輸出單一零件規(guī)劃表。同時(shí),制定包裝標(biāo)簽?zāi)0?、二維碼規(guī)則(如物料號(hào)、供應(yīng)商、批次和數(shù)量等),并要求供應(yīng)商送貨標(biāo)簽帶二維碼。

        基于物料數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性的要求,在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中應(yīng)當(dāng)采用PDA實(shí)現(xiàn)來料、半成品、成品掃碼出入庫管理,確保物料庫存和交付數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新。數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中應(yīng)當(dāng)考慮物料先進(jìn)先出、物料保質(zhì)期、存儲(chǔ)環(huán)境要求和預(yù)警規(guī)則等,搭建倉儲(chǔ)業(yè)務(wù)場景的算法邏輯模型庫,實(shí)現(xiàn)物料庫存數(shù)據(jù)、庫存存量與預(yù)警管理[2],為生產(chǎn)排程提供了準(zhǔn)確的物料信息。

        3.2認(rèn)識(shí)到計(jì)劃管理的重要性和轉(zhuǎn)型的必要性

        部分企業(yè)雖然已經(jīng)應(yīng)用了ERP、U8、SAP和MES等管理軟件,但大多數(shù)的計(jì)劃管理還處于手工操作或Excel管理狀態(tài)。手工操作或Excel計(jì)劃管理存在計(jì)劃與物料庫存無聯(lián)動(dòng)、計(jì)劃難以與實(shí)際的比較、難以做團(tuán)隊(duì)共享和協(xié)作等,從而導(dǎo)致計(jì)劃與實(shí)際執(zhí)行的“兩張皮”。

        因此,在計(jì)劃管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型建設(shè)中應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變經(jīng)營理念,組織全員意識(shí)計(jì)劃管理的重要性和轉(zhuǎn)型的必要性。其次,規(guī)范員工標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè),建立標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)節(jié)拍,為生產(chǎn)計(jì)劃的準(zhǔn)確性和精益化奠定基礎(chǔ)。再者,梳理計(jì)劃排程、物料庫存及物料交付業(yè)務(wù)流程,打通數(shù)據(jù)傳輸壁壘,實(shí)現(xiàn)物料數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互,不同場景計(jì)劃管理的全面、立體、滾動(dòng)和協(xié)同性。

        3.3生產(chǎn)管理場景

        生產(chǎn)管理場景在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中應(yīng)當(dāng)配置終端提供生產(chǎn)執(zhí)行操作界面,操作員可在終端上進(jìn)行開工、投料、工裝綁定、點(diǎn)檢、停線上報(bào)和設(shè)備故障上報(bào)等操作。同時(shí),應(yīng)當(dāng)支持物料防錯(cuò)和防跳站等功能,產(chǎn)品下線后物料應(yīng)與周轉(zhuǎn)箱綁定,實(shí)現(xiàn)半成品入庫掃描周轉(zhuǎn)筐碼入庫,并獲取箱碼中產(chǎn)品、數(shù)量和批次等信息。

        3.4質(zhì)量管理場景

        質(zhì)量管理場景方面,數(shù)字化轉(zhuǎn)型應(yīng)覆蓋來料檢、首件檢、過程檢、末檢和不良品全過程管控及產(chǎn)品追溯等業(yè)務(wù)模塊。來料檢應(yīng)當(dāng)根據(jù)接收自動(dòng)生成檢驗(yàn)任務(wù),并指派檢驗(yàn)員工進(jìn)行檢驗(yàn),以保證入庫產(chǎn)品均按要求進(jìn)行來料檢。

        生產(chǎn)過程中基于首中末件檢驗(yàn)規(guī)則,系統(tǒng)應(yīng)生產(chǎn)檢驗(yàn)任務(wù),并支持檢驗(yàn)任務(wù)到期高亮顯示,提示質(zhì)檢人員進(jìn)行檢驗(yàn)。企業(yè)通過生產(chǎn)運(yùn)營數(shù)字化的建設(shè),覆蓋企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營全過程,涉及來料、計(jì)劃、生產(chǎn)、質(zhì)量、設(shè)備、倉儲(chǔ)和交付等業(yè)務(wù)過程,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)制造全過程人、機(jī)、料、法、環(huán)、測等信息的采集、存儲(chǔ)和查詢功能,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的質(zhì)量追溯,建立產(chǎn)品追溯系統(tǒng),達(dá)成精確追溯或批次追溯要求,實(shí)現(xiàn)正向、逆向追溯[3]。

        3.5對(duì)設(shè)備資源進(jìn)行全生命周期的管理

        企業(yè)效益來源于設(shè)備的正常穩(wěn)定和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)設(shè)備的利用最大化是企業(yè)設(shè)備管理中的核心目標(biāo),這就要求對(duì)設(shè)備資源進(jìn)行全生命周期的管理。企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中,應(yīng)當(dāng)完成設(shè)備維修管理、設(shè)備維保管理、工裝維保管理、備品備件管理、預(yù)防維護(hù)及日常維修保養(yǎng)管理(TPM),并可以通過全面的設(shè)備統(tǒng)計(jì)分析,如設(shè)備OEE、運(yùn)行狀態(tài)分析等,為提高設(shè)備產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)精益化改善提供決策依據(jù)。

        同時(shí),通過與“產(chǎn)線amp;設(shè)備”的集成,實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠產(chǎn)線amp;設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集,減少操作人員的手動(dòng)操作,這樣既保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性,也減少了人工操作產(chǎn)生的失誤,同時(shí)保證了數(shù)據(jù)的真實(shí)和準(zhǔn)確性。通過采集終端對(duì)設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)實(shí)時(shí)采集,從而將生產(chǎn)現(xiàn)場的設(shè)備狀況和生產(chǎn)數(shù)據(jù)第一時(shí)間傳達(dá)給相應(yīng)的使用者,方便使用者及時(shí)對(duì)設(shè)備狀態(tài)和生產(chǎn)情況進(jìn)行判斷。通過采集終端組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)工廠設(shè)備的信息化互聯(lián),形成工廠設(shè)備大數(shù)據(jù)信息庫,并依靠不同的可視化管理工具,最終實(shí)現(xiàn)設(shè)備和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的即時(shí)、高效和準(zhǔn)確的精細(xì)化設(shè)備管理[4]。

        3.6對(duì)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重構(gòu)

        隨著數(shù)字化工廠的發(fā)展,原有網(wǎng)絡(luò)可能已經(jīng)無法滿足員工和辦公人員的需求,具體體現(xiàn)如下:公司整體網(wǎng)絡(luò)速度較慢,IP地址分配混亂及地址沖突;禁用外網(wǎng)設(shè)備連接,可能導(dǎo)致不必要的麻煩;設(shè)備、工控機(jī)等無法連接網(wǎng)絡(luò);ARP等病毒攻擊,無法找到源頭地址等。因此,企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中應(yīng)當(dāng)從總體對(duì)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重構(gòu),具體要求如下(圖3)。

        (1)為保證數(shù)據(jù)可雙向傳輸要求,采集服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器與車間設(shè)備、工控機(jī)(連接打印機(jī))必須保證信息互通;從服務(wù)器到終端禁止經(jīng)過路由器設(shè)備,如需要配置路由可在三層交換機(jī)中配置路由[5]。

        (2)為保證采集信息終端要求,車間設(shè)備、工控機(jī)實(shí)時(shí)性必須通過有線傳輸。

        (3)為防止IP地址沖突,三層交換機(jī)的配置需預(yù)留非自動(dòng)獲取的地址池,最終預(yù)留的地址池固定給采集服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器與車間設(shè)備以及工控機(jī)等。

        (4)要求全場覆蓋無線網(wǎng)絡(luò)。

        (5)為保證平臺(tái)的更新要求,采集服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器可訪問互聯(lián)網(wǎng)或通過公司內(nèi)部vpn連接服務(wù)器,且至少預(yù)留3個(gè)固定IP地址。

        3.7資源維保

        資源維保是保證實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品要求和工藝目的必不可少的手段,包括模具、夾具、輔具、量檢具和工位器具等。資源維保的目的是為了促進(jìn)生產(chǎn),確?,F(xiàn)有模具達(dá)到工藝要求和延長模具使用壽命,一次達(dá)到產(chǎn)品直連,節(jié)約成本的目的。企業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型中,應(yīng)覆蓋資源的狀態(tài)、可用數(shù)量、維保及時(shí)性和壽命管理等。

        在資源維保及壽命管理方面,應(yīng)當(dāng)通過實(shí)時(shí)同步生產(chǎn)數(shù)量,計(jì)算資源的使用次數(shù)及維護(hù)時(shí)間,提醒相應(yīng)人員進(jìn)行資源的維保,以保證生產(chǎn)制造過程中所使用到的資源滿足產(chǎn)品要求。

        4數(shù)字化轉(zhuǎn)型益處

        本次數(shù)字化轉(zhuǎn)型以“短平快”的方式,快速引導(dǎo)企業(yè)向數(shù)字化管理轉(zhuǎn)變,幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,為建設(shè)智能化工廠奠定基礎(chǔ)。同時(shí),以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)運(yùn)營過程不斷優(yōu)化改善,提高生產(chǎn)效率,縮短制造周期,提高庫存周轉(zhuǎn)率等,有效降低運(yùn)營成本。

        通過建立科學(xué)系統(tǒng)的工廠運(yùn)營指標(biāo)管理體系,將精益管理模式與方法以數(shù)字化的手段應(yīng)用在企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營中,實(shí)現(xiàn)設(shè)備物聯(lián)amp;數(shù)據(jù)智能感知與采集。通過工廠運(yùn)營數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)、多維度分析、可視化和透明化管理,實(shí)現(xiàn)管理風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、“報(bào)警amp;預(yù)警”管理,同時(shí)為新產(chǎn)品開發(fā)及質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)積累經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫。

        5結(jié)束語

        本文對(duì)汽車企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)施路徑進(jìn)行系統(tǒng)性介紹,從頂層架構(gòu)設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)模型、轉(zhuǎn)型路徑(業(yè)務(wù)場景、網(wǎng)絡(luò)要求、設(shè)備集成)等方面進(jìn)行了具體的研究,既為企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了具體的意見,又幫助企業(yè)為建設(shè)數(shù)字化工廠奠定基礎(chǔ)。

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