智能制造物流管理開發(fā)與實(shí)踐

隨著“德國(guó)工業(yè)4.0”和“中國(guó)制造2025”的提出,為全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)了新的變革,強(qiáng)大的機(jī)械制造技術(shù),精準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)管理水平,生產(chǎn)制造的數(shù)控化、信息化和智能化對(duì)崗位能力提出了更高要求,與之相對(duì)應(yīng),跨界融合的復(fù)合型人才呼之欲出。2010年4月全國(guó)現(xiàn)代物流工作部際聯(lián)席會(huì)議《關(guān)于促進(jìn)制造業(yè)與物流業(yè)聯(lián)動(dòng)發(fā)展的意見》的通知中首次提到 “兩業(yè)融合”的概念;2020年8月國(guó)家發(fā)展改革委等14部門聯(lián)合印發(fā)《推動(dòng)物流業(yè)制造業(yè)深度融合創(chuàng)新發(fā)展實(shí)施方案》中又提到“兩業(yè)深度融合”;2021年3月國(guó)家發(fā)展改革委等13部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快推動(dòng)制造服務(wù)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見》,該文指出我們要構(gòu)建包含產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈、價(jià)值鏈、人才鏈以及創(chuàng)新鏈的生態(tài)系統(tǒng),強(qiáng)調(diào)從聯(lián)動(dòng)融合走向生態(tài)融合。

未來(lái)物流業(yè)與制造業(yè)的深度融合需要智慧物流人才作為支撐,而智慧物流人才恰恰就是典型的復(fù)合型人才。據(jù)《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》預(yù)測(cè),到2025年,智能制造復(fù)合型人才缺口將達(dá)到1000萬(wàn)人。培養(yǎng)智慧物流人才,需要我們從智慧物流、智能制造以及生產(chǎn)物流等全新場(chǎng)景出發(fā),培養(yǎng)學(xué)生跨行業(yè)、跨學(xué)科、跨專業(yè)的綜合能力以及實(shí)踐能力與數(shù)字化思維。未來(lái)智慧物流人才需要具備信息處理能力,熟悉傳統(tǒng)物流運(yùn)作模式,具有創(chuàng)新能力以及服務(wù)理念。生產(chǎn)物流人才需要具備現(xiàn)代生產(chǎn)的管理能力、能夠進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃與物料需求管理、熟悉生產(chǎn)物流系統(tǒng)以及完整產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈管理能力。

智能制造物流管理實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的開發(fā)正是基于當(dāng)前社會(huì)對(duì)智慧物流人才的需求,在物流專業(yè)“新文科”建設(shè)中,融入大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù),培養(yǎng)基于智能制造的智慧物流人才。

智能制造物流管理實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)理念來(lái)源于大型制造企業(yè)生產(chǎn)線的精益制造管理思想。實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是智能車間的一個(gè)縮影,以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐,將生產(chǎn)車間所有“物”包括工作人員、生產(chǎn)設(shè)備、物流設(shè)施設(shè)備、環(huán)境監(jiān)控設(shè)備等集中一體化管理,接入局域網(wǎng)統(tǒng)一監(jiān)控,在保證各設(shè)備功能獨(dú)立運(yùn)行的同時(shí),亦可根據(jù)制造需求聯(lián)動(dòng)運(yùn)行,達(dá)到生產(chǎn)車間、倉(cāng)儲(chǔ)物流的精益化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、科學(xué)化、效能化、一體化智能管理,最大限度地提高生產(chǎn)及物流管理效率。通過(guò)管理系統(tǒng)結(jié)合智能料倉(cāng)、條碼掃描槍、RFID系統(tǒng)、智能工具箱等外設(shè)實(shí)現(xiàn)對(duì)訂單、計(jì)劃、轉(zhuǎn)庫(kù)、采購(gòu)、入庫(kù)、出庫(kù)、生產(chǎn)、齊套、配送等一系列閉環(huán)管理,同時(shí)將這些作業(yè)過(guò)程完整的記錄在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線物流全生命周期的管理。平臺(tái)使用主要面向精益生產(chǎn)管理、制造企業(yè)員工以及智能制造、物流相關(guān)專業(yè)的學(xué)習(xí)者。

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智能制造整體解決方案以建立準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)線為目標(biāo),以工藝設(shè)計(jì)輸出深度結(jié)構(gòu)化、數(shù)字化為基礎(chǔ),使用信息化手段固化管理流程,驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)、采集數(shù)據(jù)、智能校驗(yàn)、全員協(xié)作,建立策劃層與執(zhí)行層之間的雙向信息交互通道。橫向?qū)崿F(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)信息透明化、管理信息一體化,縱向?yàn)轫?xiàng)目成本管理、質(zhì)量管理、進(jìn)度管理提供過(guò)程管控與數(shù)據(jù)支撐。因此,本項(xiàng)目平臺(tái)必須實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)。

搭建人機(jī)協(xié)同物流環(huán)境

通過(guò)信息化的設(shè)備模擬制造產(chǎn)線物流運(yùn)行的全過(guò)程場(chǎng)景。業(yè)務(wù)流程是在智能制造大環(huán)境下,使用碎片化、數(shù)字化、信息化的手段將生產(chǎn)作業(yè)所需要的“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)”以準(zhǔn)時(shí)制的形式推送給現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員,系統(tǒng)融合成熟的傳感技術(shù),全面感知作業(yè)現(xiàn)場(chǎng),建立與現(xiàn)實(shí)同步的虛擬世界,系統(tǒng)指揮控制現(xiàn)場(chǎng)作業(yè),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)的驅(qū)動(dòng)。通過(guò)軟硬件操作,形成智能制造時(shí)代下的人機(jī)協(xié)同的物流雛形。

智能化模擬產(chǎn)線物流

平臺(tái)中實(shí)操過(guò)程完全模擬智能制造生產(chǎn)物流過(guò)程,從訂單錄入、物料BOM清單、物料采購(gòu)、備料、出入庫(kù)、配送、生產(chǎn)、包裝、入庫(kù)、供應(yīng)鏈配送等全過(guò)程對(duì)產(chǎn)線物流實(shí)際運(yùn)作狀態(tài)進(jìn)行全過(guò)程模擬。如,備料環(huán)節(jié)系統(tǒng)將自動(dòng)比對(duì)實(shí)際庫(kù)存情況和物料BOM清單,從而反饋出備料缺件,而作業(yè)人員只需關(guān)注缺件清單,從而做出轉(zhuǎn)庫(kù)還是采購(gòu)的決定,在完成所有備料工作后,確保產(chǎn)線的正常開工。

操作過(guò)程智能化、碎片化

工業(yè)4.0帶來(lái)了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念,智能制造實(shí)訓(xùn)平臺(tái)融入了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用,在物料的存儲(chǔ)、出入庫(kù)、齊套掃描、生產(chǎn)制造等環(huán)節(jié),大量的應(yīng)用了RFID射頻系統(tǒng)、電子揀選標(biāo)簽、條形碼等承載信息的智能硬件,應(yīng)用場(chǎng)景主要在收料、上架、揀選、齊套、配送、生產(chǎn)等。此外還應(yīng)用了AI人臉識(shí)別、自動(dòng)化傳輸線、智能檢測(cè)、智能工具箱、智能料箱等新時(shí)代智能硬件。在生產(chǎn)及物流各個(gè)環(huán)節(jié)都是圍繞著BOM清單,每一個(gè)環(huán)節(jié)只是碎片式的一次操作,系統(tǒng)能夠智能化的自行比對(duì)、運(yùn)算,快速獲取物料缺口數(shù)據(jù)、生產(chǎn)線備料狀態(tài)等信息。企業(yè)主要面臨工藝優(yōu)化、智能控制、生產(chǎn)調(diào)度、物料平衡、設(shè)備運(yùn)維、質(zhì)量檢驗(yàn)、績(jī)效考核等核心問(wèn)題。智能制造物流管理實(shí)訓(xùn)平臺(tái)致力于打造精益化倉(cāng)儲(chǔ)、精益化配送兩大管理支柱,高效銜接生產(chǎn)控制計(jì)劃,構(gòu)建精益物流管理體系,保障生產(chǎn)、消除浪費(fèi)、持續(xù)改善。精益制造解決方案從業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)層、應(yīng)用控制層、設(shè)備控制層等三個(gè)方面,進(jìn)行業(yè)務(wù)重構(gòu)和流程優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線物流與生產(chǎn)信息的同步。

該實(shí)訓(xùn)平臺(tái)涵蓋了企業(yè)管理、制造加工、倉(cāng)儲(chǔ)物流等功能,以提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量及提升物流整體水平為目標(biāo),從倉(cāng)儲(chǔ)物流方面入手,將ERP、MES、WMS等管理系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),使企業(yè)管理和先進(jìn)制造融于一體。智能制造系統(tǒng)的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、柔性化、精益化、敏捷化、可重構(gòu)等。盡管制造企業(yè)對(duì)每項(xiàng)單項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用都已成熟,但在智能制造中的綜合應(yīng)用尚處于探索階段。智能制造系統(tǒng)涵蓋企業(yè)研發(fā)管理、精益制造管理、精益生產(chǎn)管理、數(shù)智加工、結(jié)構(gòu)化工藝、庫(kù)存管理、質(zhì)量管理、全過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程控制等功能。

智能制造物流管理實(shí)訓(xùn)平臺(tái)以智能制造過(guò)程中的產(chǎn)線物流管理為切入點(diǎn)展開研究,依托智能制造設(shè)備,輔以精益制造MES、數(shù)字工藝平臺(tái),以“智能制造、精益物流”為主題,組建工廠與產(chǎn)線,整條智能管理產(chǎn)線可以自主完成產(chǎn)品從原材料到合格產(chǎn)品的整個(gè)制造過(guò)程,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品小批量、多樣化生產(chǎn)。