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展辰生产总监刘祖国,全维度深入解析智能工厂从筹划到落地全过程 |智能制造04

 黄國清 2019-06-07

采访&编辑整理:晏凤玲  PCI可名文化@PCIChina1

受访人:展辰生产供应中心生产总监 刘祖国先生

刘祖国

5月19日,由广东涂协举办的广东涂料发展产业大会在广东江门召开,19日下午,同期举办了一场名为“未来制造-涂创未来”的智能工厂构建思享会。作为国内知名的涂料生产制造企业,展辰涂料在智能工厂的筹划布局及构建方面扮演着行业引领者的角色。会上,展辰生产供应中心生产总监刘祖国先生分享了展辰的智能工厂构建落地方案。会后,PCI可名文化有幸就“智能智造”这一主题与刘祖国先生再度展开交流,从理念、筹划、供应链管理、仓储物流、人员配备等多维度深度剖析了正处行业关注焦点的“智能/智慧工厂”,希望由此带给业界有关制造升级的更多启发或借鉴。

以下为访谈实录,部分有删减

Q
&
A

PCI可名文化(以下简称“可名”),  刘祖国先生(以下简称“刘总”)

可名

您是如何理解“智能制造”这一概念的?

智能制造是指通过运用智能机器、控制仪器仪表和专业专家组成的人机一体化智能系统,在制造过程中可以通过分析、推理、判断、决策和执行制造工作的系列活动。这样人与机器设备的良好合作让制造自动化更灵便、更柔性化、更符合产品设计需要,产品生产的稳定性和重显性更好,制造的数据信息高度集成化,更利于追溯和创新。

可名

智能涂料工厂需要包含哪些元素?

智能制造的四大元素分别是智能产品、有智慧的人、物料、工厂。涂料工厂的智能产品就是说可以量化、定性参数描绘的涂料产品;有智慧的人,则是指涂料企业的人不仅需要懂得精细化工知识的人,还需要精通IT知识、设备专业知识、电器仪表知识、强电弱电知识、人机工程学、化工工艺知识,且在艺术性管理,反应敏捷动手能力思考能力强等多方面也应有极强的能力的人才,而且更重要的是具有善良品性、品德的能形成一个有凝聚力的团队;而说到物料,涂料依据性质或用途及施工方式不同,存在不同分类定义的涂料(油墨),制造过程中物料也存在不同状态形式,有液态、固态、气态、固液混合,但它们都具有各自固有的参数定义、定量的特性,这些特性决定了它们在智能制造中需要以不同“表演形式”展现过程“魅力”。智能工厂,则不再是简单的符合国家法律法规的土地、厂房、设备设施,它一定包括了高效的排列组合(布局),让物流路径更顺畅,综合上、下空间,兼顾前后左右。

所以在综合智能制造的四大元素时需要把客户集成、智力集成、纵向集成、横向集成、价值链集成这五方面集成起来,把制造的价值凝聚在一起,从而产生更大的价值,智能涂料工厂才更具实际意义。

可名

企业建厂时供应链负责人如何与设计院及设施供应商配合?

企业建厂需要一个有智慧的团队,这个团队一定要涵盖熟悉企业产品与工艺的人才、设备工程各专业人才、信息化专业人才、设备施工经验丰富人才(安装供应商)、设备(设施)提供商、消防安全专家(设计院)、设计人才(设计院)等等,这些人才为智能工厂建设提供保障,但各具专长,需要建立统筹协调的工作流程和参与会议研讨评审的制度。

首先有必要成立项目组,进行工作职责分工;其次设计工作开始前一定要考虑工艺先行,根据工艺确定各建筑厂房及公用配套设施的规模与高度;再次依据国家法律规范设备设施布局;第四是要结合物流供应链完善物流线路与工艺管路设计规划;第五要依据各设备参数、控制仪器仪表设备设施优化各区域设计;第六,设计完成后依设计招投标选取相适合的供应商与签定项目合同(供应商在前期海选时可以邀请参与设计各阶段的沟通,让设计更科学,也充分借用供应商的专业智慧);最后在建设施工前一定要进行设计院、施工方(供应商)、建设项目组人员进行技术交底,确保各方人员对设计的理解与熟悉。

在上面各环节中需要进行多次会议会审与研究,不同阶段根据需要必须请相关专业人参会,有条件的也可以请行业领导先进企业的项目经验人才与智能化集成供应商做顾问指导或参与。

可名

生产线规划的要点有哪些?哪些地方是比较容易被忽略的?

生产线规划的要点包括:

1)数据的采集和管理:工厂运转中,会产生设计、工艺、制造、仓储、物流、质量、人员人事等业务数据,数据分别来自ERP、MES、APS、WMS、QIS等应用系统。生产过程中需要及时采集这些数据,并与订单、工序、人员进行关联,实现生产全程追溯。

2)设备联网:实现智能工厂要实现设备与设备之间的互联,建立工厂网络或局域网。

3)工厂智能物流:规划时,要尽量减少无效的物料搬运、转运,减少物流线的交叉、交错,减少工具使用转换。

4)生产质量管理和设备管理: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控制节点来处理。设备管理模块中,要建立各类设备数据库、设置编码,实时采集设备状态数据,建立设备的健康管理档案,建立故障预测模型,进行预测性维护,最大限度地减少设备的非计划性停机,做好备品备件管理。

5)智能厂房设计:厂房除了水、电、汽、网络、通信等设计外,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。如智能视频监控系统,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响应,及时处理问题或发出指令。

6)智能装备的应用:高度关注智能装备的最新发展,应用机器人、集成智能装备或智能的单独控制设备件在生产线上,提高作业效率。

7)智能产线规划:智能工厂规划的核心,根据生产线要生产的产品类、产能和生产节拍,采用价值流程图等方法来合理分析、规划智能产线。通过各种功能性传感器、数控系统等设备自动进行生产、质量、能耗、设备绩效等数据采集,并以电子看板显示实时状态,防错。

8)制造执行系统MES:MES上接ERP(或SAP)系统,下接PLC程控器、数据采集器、条形码、检测仪器、摄频技术等设备,加强需求计划与生产计划的执行功能,落实生产策划,执行生产调度,实时反馈生产进展。

9)生产无纸化:智能工厂规划可以普及信息化终端到各工位。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,也可以灵活适应各种变更。

10)  生产监控及指挥系统:流程性企业的生产线配置了DCS系统、PLC控制或其他系统,通过组态软件可以查看生产线上各个设备和仪表的状态,建立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,辅助决策。

规划最容易忽略的是节拍时间,很多规划者认为前面已经考虑的很周全了,忽视了产品线制造的节拍时间或只考虑了产品生产全过程节拍时间,而忽略生产工序间的节拍时间,如此,在设计或计算各工序设备生产能力时造成设备过多或装置过大,占用场地空间,设备周转低效,造成投资浪费。

可名

环保节能的设计如何做到在五年、十年甚至在更长远的时间内不会落伍?

环保节能问题在行业已延续多年,且近几年管控更加严格,对资源与环境的可持续发展有好处,我们理当在前期设计规划时考虑更多,不能仅以现有法规(或地方标准)考虑,建议设计效果以执行标准的严格限(上限或下限)为基本准则,考虑水、气、声、渣及可能产生的二次污染物等,同时考虑企业未来5-10发展的产业线和规模化预留足够的空间与场地,保证环保设备设施升级的需要。

针对环保节能的新老技术要充分调研、评估,高度关注最新发展水平,匹配合理的新技术。同时,坚持产品革新,从源头减少环境污染源。做好产品线的能耗研究,数据收集,分析单产能耗,为新的节能技术提供依据和评估证据。

可名

新型智能工厂对工作人员的技能要求会有哪些提升?

涂料智能工厂运行起来如同部队协同作战,大大小小的各个班组及各专业类的人员如同军队的班、排、连、营、团、旅、师、军,以及海陆军空军,甚至天军(太空部队),需要海陆空天一体攻防协同作战,所以运作时的人员已经不是曾经的单兵或单军来生产控制了。需要网络专业技能人才、机械设备工程师与设备维护专业人才、仪器仪表专业技能人才,电气自动专业技能人才、涂料化工工艺专业技能人才、精益生产管理技能人才、电脑操控技能人才、自动化专业英语(需要时)、工厂供电、电力传动控制技能人才、工程制图及CAD、电脑办公软件与数据处理能力等等。

涂料智能工厂运行起来后更多的操作岗位将被机器人或自动控制系统替代,体力操作人员与工艺技术人员将分离出来,对工艺布局、工艺实施、工艺优化更重要关注,因此,智造设备设施系统的维护控制岗位技能要求被具体定义出来,需要文化水平层次较高、较专业、更兢业的技能工种。同时,为优化和响应企业的成本管理,精益生产管理岗位需求加大,精益专员岗位需要增加。

数字化工厂和无人车间将逐步常态化,对工厂现场布局与优化也提出了新的挑战,模拟仿真技术能力,人机工效仿真和生产物流系统仿真技能,生产过程执行管理系统与生产流的静态分析与动态分析能力也会越来越需要了。

可名

智能工厂设备的保养及维护要点?

设备应采取以保为主、保修并重的强制性维修制度(设备的三级保养制)。分为日常维护保养、一级保养和二级保养,为此我们要做好设备档案和设备维护保养计划。

设备的日常维护保养:一般有日保养和周保养,设备操作人员班前、班中和班后做好,如检查交接班记录,擦拭设备,润滑加油,检查运转部件,安全装置,生产中注意运转声音,设备的温度、压力、液位、电气、液压、气压系统,仪表信号,安全保险是否正常,班后关闭开关,归位,清扫卫生等等。每周进行内外洁净无死角、无锈蚀,检查各部位的技术状况,紧固松动部位,调整配合间隙,保险装置,传动声音正常,检查液压系统,电气系统等。

一级保养以操作工为主,维修工协助,按计划对设备局部拆卸和检查,清洗规定的部位,疏通油路、管道,更换或清洗,调整设备各部位的配合间隙,紧固设备的各个部位,减少设备磨损,消除隐患、延长设备使用寿命。

二级保养是以维修工为主,操作工参加,要列入设备的检修计划,对设备进行部分解体检查和修理,更换或修复磨损件,清洗、换油、检查修理电气部分,使设备的技术状况全面达到规定设备完好标准的要求。 

可名

仓储管理的核心要点,如何实现更高周转率?

仓库担负着企业原料与成品的运转和流通,不是单纯寄放物品的场所,仓库业务的管理涉及到对原料和产成品的入库、存放、保管、发放、核查等多种复杂的管理工作程序,所以仓储管理既是技术性的管理,又是经济政策性的管理。核心要点:物流管理、帐务管理、库存管理(涂料化工企业要注意相关法律法规,关注危化品仓储管理要求与标准)。

物流管理:进出库的动态管理,包括原料和产成品进库、存放、发货等环节的控制,以便能够按照入库有数、储备有序、发料有据的规程运作。入库要办交接手续,核对清点物资名称、型号、数量是否一致,验收合格否情况,接收单据或信息转相关企业部门,不合格品,应隔离堆放,严禁私下发放使用,验收中的问题汇报处理。出库需有出货清单手续,出货清单内容包括商品清单、重量与体积、出货接收等相关参数信息,出货完毕同时做好相关帐目。 原材料按“先进先出”的原则,坚持一盘底、二核对、三发料、四减数的原则。发原料应明确材料名称、规格、型号、数量或材料用途,仓管员和领料人必须办理交接手续,当面点交清楚,保留发料凭证,核销库存数据信息。

帐务管理:为满足仓库管理快速准确实时的要求,建立相应的电子表格,以实现不同的管理目标,简化查询步骤,提高数据统计的速度和准确性,各种物品都设置明细电子账,收入、发出、结存都须实时入帐。同时要进行定期检查,核实来往账目,并定期清仓查库,做到账目、物资和实物互相吻合。  

库存管理:在物流过程中原料与成品数量的管理。做好管理防止物料断档,保证按时交货,又要防止物料库存为零的风险;保证适当的库存量,节约库存费用;用适当的时间间隔补充与需求量相适应的合理的物料以降低生产成本,消除或避免定单波动的影响;保证生产的计划性、平稳性以消除或避免定单波动的影响。

如何实现更高周转率:不能单纯减少存货量缩短周转天数去实现高周转率,这可能会对正常的经营活动带来不利影响,因此,在生产、仓储各管理环节中不要出错,保证仓储物品的质量不发生异常变化,做好库存管理,同时依托现代信息技术,做好网络数据共享,可建立智能仓库系统进行管理,合理各原料与成品储存周期与安全库存量,计算好原料存放量满足采购周期(采购与运输到货时间周期),非定制化成品存量满足生产制造周期与业务经营发货水平线的保存供时间,个性化专业产品实行提前业务定单计划制,把风险管控前移与客户形成一体化管理。

可名

物流配送的痛点和关键点?

运输配送是物流中的一个核心环节,也是物流痛点最多的一个环节。比如如何安排送货顺序,提高配送效率;如何实时了解货车途中的情况和配送时效;如何规划最合理的路线,避免货车因为限高、限重无法通过等,特别是涂料化工企业又受危险化学品管控,运输渠道、车辆要求、司机资格能力等。

具体表现在三个方面:一是交易信息不对称,供需信息层层转发难以及时获取,供需信息是否真实可靠难以鉴别,供需信息发生变化难以及时更新,供需信息庞杂无序难以正确选择,供需信息佣金层层加收难以承负。二是信用体系尚未形成,货主和车主信用认证体系难以建立,货主和车主信用评估体系难以形成,货主和车主信用管理体系难以统一。三是支付结算体系风险巨大,货主常遇行业“黑洞”,结算纠纷难以调节,车主缺少结算保障,运费难以顺利结算。

因此,有必要建立完善的化工物联网数据信息平台,对接ERP(或SAP),结合条码管理、微信技术工具进行(也可吸取诸如快递运输业的网络管理经验)。

可名

您认为未来还有哪些创新科技可以在本行业使用?

1)涂料包装方面:药业、饮料行业成熟的自动包装线,软体材料包装技术;

2)物流仓储方面:立体智能仓库,无人叉车,LGV+红外识别技术;

3)数据采集方面:3D激光扫描、打码技术,射频视别技术,图象识别技术,微信二微码,磁感应技术,雷达技术;

4)制造管理方面:集成机器人技术,在线分散(研磨)技术,MES系统;

5)设备及辅助工作:安灯系统,无人机监视,人脸识别技术;

6)信息网络方面:大数据分析,云物联网等。

后记

智能制造、智慧工厂已经成为行业迈入未来,实现可持续发展的优选路径。大势所趋之下,如何快速地领悟要义、掌握要领,如何从理念引入到筹划落地先行一步,成为有实力的生产制造企业争得行业发展先机的关键。PCI可名文化于19年年初至今,先后专访了阿克苏诺贝尔成都工厂厂长卢军先生、PPG昆山工厂厂长仲基圣先生,并相继走访了立邦咸宁工厂、济南工厂,聚焦业内先行者们在新形势下的最新动态,及时地向行业传达大厂们的最新理念和宝贵经验。

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