多品種少數(shù)量型的智能工廠應(yīng)用

1、歐姆龍的智能工廠案例多品種少數(shù)量型的智能工廠應(yīng)用引言： 歐姆龍的生產(chǎn)系統(tǒng)，是著眼于對生產(chǎn)數(shù)量及種類的有效平衡協(xié)調(diào)而演變而來的。本提案的案例中的歐姆龍（上海）有限公司就是不斷追求多品種少產(chǎn)量產(chǎn)品的精益生產(chǎn)系統(tǒng)革新的代表。因此我們也愿意把多年積累的經(jīng)驗作為新的服務(wù)提供給國內(nèi)的制造業(yè)同行。構(gòu)筑多品種少產(chǎn)量的生產(chǎn)系統(tǒng)，需要在生產(chǎn)設(shè)備和信息設(shè)備兩方面下功夫。其特點為，以生產(chǎn)平臺概念為基礎(chǔ)，通過信息平臺整合人與設(shè)備來組建的小型生產(chǎn)單元的低成本自動化方案（LCIA）。從而盡可能用當(dāng)初少品種多產(chǎn)量的生產(chǎn)設(shè)備來滿足多品種少產(chǎn)量的產(chǎn)品要求，并且在生產(chǎn)中不間斷的對系統(tǒng)進(jìn)行完善和小步升級，從而平衡內(nèi)部短期效益和長期對

2、外競爭力的良性組合。這里的生產(chǎn)平臺是指作為實際生產(chǎn)系統(tǒng)的插件/貼片安裝平臺和組裝平臺（ASSY）。與此對應(yīng)的信息平臺的作用是個體動作間的有機(jī)關(guān)聯(lián)以及演變。除了有機(jī)的整合人機(jī)設(shè)備以及管理從元器件到出貨的生產(chǎn)過程，信息平臺的作用還包括通過（大）數(shù)據(jù)處理及時發(fā)現(xiàn)/預(yù)測每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)上發(fā)生的問題，最大限度的保證生產(chǎn)系統(tǒng)的高效及穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。 一、項目概況 生產(chǎn)系統(tǒng)十年磨一劍，在顧客的復(fù)雜要求和價格下降壓力之中求得生存項目背景 諸多挑戰(zhàn)面前的盈利擴(kuò)大 本次案例介紹的歐姆龍（上海）有限公司作為歐姆龍集團(tuán)的海外研發(fā)生產(chǎn)基地之一，工廠原有作業(yè)人員2000人左右。經(jīng)過近十年的努力，在不增加員工數(shù)量的情況下，目前每年生

3、產(chǎn)的產(chǎn)品種類可達(dá)22000多種，而且每種產(chǎn)品的產(chǎn)量不一，有的型號產(chǎn)品最少每年只生產(chǎn)幾十件。這種情況對生產(chǎn)的安排，對產(chǎn)品的質(zhì)量，成本及發(fā)貨期等等的控制都是極大的挑戰(zhàn)。因此，我們從工廠開始的2005年底就開始了LCIA解決方案的計劃與實施，直至今日仍在繼續(xù)。項目簡介及項目目標(biāo)： 三個五年計劃的執(zhí)行如圖1所示，項目按照五年計劃的格局總體分為三個階段：生產(chǎn)線的徹底的標(biāo)準(zhǔn)化，分階段的自動化，以及生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化。項目開始于2006年，每個階段的時間跨度為五年，2006 2011 2016 20XX。現(xiàn)在正在向智能化以及柔性化的方向努力。具體階段概要如下表所示。另外，每一階段的具體實施細(xì)節(jié)也在圖表中說明。

4、圖/1項目的總體架構(gòu)以及時間段二、項目實施概況（請用一句話標(biāo)題替換，突出項目特點和亮點。）項目總體架構(gòu)和主要內(nèi)容 項目的總體架構(gòu)以及時間段在圖 1 已有涵蓋。根據(jù)上面提到的三個五年計劃，我們把在 2006 年開始的Stage1 以及 2011 年開始的Stage2 兩個階段中的工作和成績做一細(xì)化總結(jié)，同時對 2016 年已經(jīng)開始的Stage3 開始的柔性生產(chǎn)改善也做一個概述。 圖/2 生產(chǎn)平臺的構(gòu)筑在說明圖 2 之前，介紹一下歐姆龍上海工廠的開始背景。當(dāng)時它是由三家獨立的歐姆龍工廠合并而成。所以，最初幾家部門由于歷史原因及不同的產(chǎn)品系列各自為政，從采購到設(shè)計以及生產(chǎn)管理沒有一個統(tǒng)一的考慮。因此

5、，我們的第一步計劃是一步步通過標(biāo)準(zhǔn)化的制定執(zhí)行統(tǒng)籌規(guī)劃所有的人力物力資源，包括產(chǎn)品設(shè)計理念以及設(shè)備設(shè)計思想。比如三個工廠的產(chǎn)品大都用到 SMT 操作，于是我們針對 SMT 做了基于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的自動化考慮及實施。另外，在信息平臺方面，我們導(dǎo)入了MES 的同時對產(chǎn)品批次跟蹤以及多種類作業(yè)支援方面做了很多更新。圖/3 U 型組裝臺在（大部分）SMT 工序完成之后，全部產(chǎn)品所需物件會被送入圖 3 中的 ASSY 組裝平臺，也是我們所稱的 U 型臺。每個 U 型臺將完成產(chǎn)品出廠前所需的全部組裝操作，包括與說明書一起的貼標(biāo)封裝。圖/4 信息平臺的構(gòu)建圖/5 不同類型生產(chǎn)線的構(gòu)建（細(xì)節(jié)請聯(lián)系歐姆龍公司）歐姆龍

6、上海工廠的產(chǎn)品覆蓋多種少量和中種中量，所以我們對生產(chǎn)線的設(shè)計也作了不同的考慮。比如上圖中的安裝 PF 主要指電路板上的插件操作，因而針對不同的插件種類（形狀，尺寸）以及不同的訂單大小我們有不同特性的操作平臺。同樣的，在后期組裝線上我們也有從相對大產(chǎn)量的專用組裝平臺到柔性的混流平臺等選擇。值得說明的是，所有這些操作及選擇都是基于 Stage1 之后的高度統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)果。圖/6 決定 LCA 的升級思路圖 6 說明了 Stage2 的執(zhí)行 LCA 改進(jìn)時的決策邏輯，即利用有限的人力物力解決生產(chǎn)中的瓶頸需求。所以，如表中所示，對不同產(chǎn)品（縱向）生產(chǎn)所需要的不同工藝（橫向）做一列表，從而發(fā)現(xiàn)最通用

7、的操作需求進(jìn)而明確局部自動化的實現(xiàn)來達(dá)到最大的設(shè)備更新投入產(chǎn)出效果。需要再次強(qiáng)調(diào)的是，如果沒有之前的合理優(yōu)化的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)化的努力，所有這些操作都無從談起。以下兩圖（7/8）介紹的是生產(chǎn)系統(tǒng)的可視化平臺。通過歐姆龍自行研發(fā)的包括 Timeline 等等的可視化管理系統(tǒng)，從現(xiàn)場操作人員到生產(chǎn)管理人員都能夠清楚了解總零部件配備，操作程序更新提示到設(shè)備運(yùn)行的所有相關(guān)信息，并且做到在不良事件發(fā)生之前就采取措施，讓生產(chǎn)效率最大化。圖/7 生產(chǎn)設(shè)備的可視化（TimeLine）圖/8 U 型組裝臺的設(shè)計（細(xì)節(jié)請聯(lián)系歐姆龍公司）經(jīng)過了近十年的努力之后，歐姆龍上海工廠開始慢慢跨入智能化工程的改造階段，尤其把柔性生產(chǎn)

8、作為一個努力方向。這個改造的目的歸根到底還是追求產(chǎn)品的成本和品質(zhì)生產(chǎn)效率，從而更好地滿足客戶及市場需求。從以下兩圖（圖 9/10）可以看出我們的實現(xiàn)目標(biāo)，即所有的平臺比如管理平臺及硬件操作平臺包括機(jī)器人都被納入一個有機(jī)的整體。其中所有設(shè)備的實時監(jiān)控及相互協(xié)調(diào)，所有數(shù)據(jù)的管理及實時分析，所有人機(jī)之間部門之間的相互分工都被統(tǒng)一管理和及時優(yōu)化。圖 11 顯示的是圖 10 中的組裝生產(chǎn)線的系統(tǒng)舉例，也稱 U 字生產(chǎn)平臺。圖/9 柔性生產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖圖/10 U 型組裝臺與智能管理平臺的（細(xì)節(jié)請聯(lián)系歐姆龍公司）圖/11其他亮點 企業(yè)短期效益與長遠(yuǎn)效益的有機(jī)結(jié)合歐姆龍公司充分認(rèn)識到生產(chǎn)系統(tǒng)自動化的目的在于

9、兩個方面：短期內(nèi)提高企業(yè)內(nèi)部效益，長期內(nèi)提高對外競爭優(yōu)勢。所以，我們的方式不是一蹴而就，而是滴水穿石。力爭做到每次的人力物力財力投入都會做到短期內(nèi)立竿見影地解決生產(chǎn)過程中的瓶頸問題，同時又與我們的長期系統(tǒng)升級戰(zhàn)略相吻合。十多年來，我們認(rèn)為在完善歐姆龍自己生產(chǎn)系統(tǒng)的過程中積累的經(jīng)驗。我們意識到這些知識也可以滿足很多中國本土制造業(yè)的切實要求。因此歐姆龍有意愿通過合作共贏使我們的成績能夠為更多的企業(yè)帶來實際效益。三、項目創(chuàng)新點和實施效果經(jīng)過十年的努力，歐姆龍上海工廠在不增加員工數(shù)量的情況下， 目前每年生產(chǎn)的產(chǎn)品種類可達(dá)22000多種，而且每種產(chǎn)品的產(chǎn)量不一， 有的型號產(chǎn)品最少只生產(chǎn)幾十件。之前在2010年當(dāng)中國地區(qū)相應(yīng)商品銷售價格下降50%時，我們實