基于精益的航天離散型企業(yè)“數字工廠”的探索與實踐

孫偉峰

摘 ?要：本文通過對陜西航天時代導航設備有限公司建設“數字工廠”的實踐總結，提出了基于精益的航天離散型企業(yè)構建“數字工廠”的目標、原則及內容等，并提出了具體的建設方法，對于其他企業(yè)有很好的借鑒作用。

關鍵詞：精益 ?航天離散型企業(yè) ?數字工廠

中圖分類號：V468 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）07（b）-0182-02

近年來，作為離散型制造企業(yè)的代表，陜導公司以模式變革為突破，以精益生產為載體，以兩化融合為抓手，從產品設計、工藝設計、生產制造、經營管控等各個方面打造基于精益的“數字工廠”的探索與實踐，取得了良好的效果。

1 ?數字工廠的建設目標

1.1 管理特點

經過廣泛調研與論證，陜導公司的管理特點如下：

產品結構復雜，業(yè)務節(jié)點多;

產品高精尖，質量追溯要求高;

項目式管控，多項目并行，協(xié)調管控難;

新產品較多，在計劃、執(zhí)行、分析時可參照性低;

基礎數據建設有待完善和提高，信息化基礎較薄弱;

財務和業(yè)務未能一體化，財務核算工作量大;

計劃剛性不強，變更頻繁;

接單后工藝設計，生產批量小，設計生產周期長。

1.2 建設目標

以“中國制造2025”為牽引，以精益生產理念為引領，以信息化、數字化與工業(yè)化復合發(fā)展為抓手，實現(xiàn)“設計工藝仿真化、加工裝配數字化、檢驗檢測自動化、業(yè)務管理精益化”的目標，著力構建“數字工廠”，支撐企業(yè)轉型升級，把企業(yè)建設成為航天高端裝備制造基地，實現(xiàn)快速發(fā)展的目標。

2 ?主要內容

緊密圍繞企業(yè)科研生產和經營管理的要求，以精益生產為載體，以信息化為基礎，以兩化融合為手段，開展“數字經營”、“數字設計”、“數字工藝”、“數字制造”、“數字化生產線”等方面的研究，加快產品的設計和生產制造過程，實現(xiàn)流程、數字、協(xié)同、高效的“數字工廠”的總目標。

2.1 數字經營方案

以SAP為平臺，圍繞企業(yè)的“銷售管理、項目管理、計劃管理、物料管理、質量管理、人力資源管理、設備管理、財務和成本管理”等核心業(yè)務，構建基于“平臺化、集成化”的管控平臺，并于已經建成的MES、PLM、MDM等系統(tǒng)進行集成，實現(xiàn)數據源頭的唯一和有效協(xié)同，實現(xiàn)各個業(yè)務模塊與財務管控要求的有機融合，提高管理的效率和準確性。

2.2 數字設計方案

建立起以Teamcenter為基礎構建統(tǒng)一的共享平臺，實現(xiàn)跨部門的數據共享和管理，保證數據的唯一性和正確性。

構建起了單一產品數據源，規(guī)范了產品設計流程。構建了統(tǒng)一、集成化、安全的產品設計數據源管理平臺;通過電子化、規(guī)范化的工作流程，提升產品設計過程的管理水平。

以NX三維CAD軟件為產品設計工具，實現(xiàn)了從概念設計，到詳細設計，到設計驗證、工裝模具設計的產品開發(fā)全過程的集成。

建立統(tǒng)一規(guī)范的設計模板、設計資源庫、設計標準與規(guī)范，最大化的降低溝通成本，實現(xiàn)設計的集約、高效、統(tǒng)一、規(guī)范。

結合正在開展的產品化工作，對典型產品進行梳理，統(tǒng)一設計理念，規(guī)范設計流程，使以往的產品設計知識能夠及時準確的獲取和重用，提高設計效率，降低設計成本。

加強系統(tǒng)集成，實現(xiàn)了設計、工藝、制造一體化管理。實現(xiàn)與DNC系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、工具軟件集成，打通了企業(yè)研制數據鏈路。

2.3 數字工藝方案

與設計部門共享Teamcentrer平臺，建立唯一的數據源，實現(xiàn)產品設計數據與工藝設計數據的重用與共享，提高數據的及時性和準確性。

以產品的PBOM為基礎，構建產品的總體工藝設計、工藝分工、零部件加工和裝配等產品的工藝設計以及與之配套的工裝設計，完成EBOM和MBOM的構建，實現(xiàn)工藝設計的并行管理，為產品生產制造提供支撐，提高設計效率。

開展工藝設計的產品化研究，在系統(tǒng)梳理產品工藝設計經典方法的基礎上，構建工藝設計的經典工藝流程和典型產品資源庫，提高工藝設計的準確性和效率。

實現(xiàn)與ERP與MES、MDM等系統(tǒng)的集成，確保惟一的數據源。

2.4 數字制造方案

實現(xiàn)車間業(yè)務流程化，信息透明化，管理精細化。

根據ERP下達的計劃生成序列號批次進行管控。

實時監(jiān)控產品在車間生產進度，以及返修、報廢等異常情況。

對制造過程中的質量進行缺陷管理，并能采集關鍵零件批號，最終形成每個產品的質量檔案。

與ERP、PLM、不合格審理等系統(tǒng)做集成，形成企業(yè)內信息流的閉環(huán)。

2.5 數字化生產線

在各制造中心、制造單元內部，以精益生產理念為核心，以ERP、MES、PLM等系統(tǒng)為支撐，通過對設備的優(yōu)化布局調整，打造基于精益的智能化、數字化生產線，實現(xiàn)生產現(xiàn)場的透明化、加工智能化，倉儲物流的自動化，檢驗檢測的可視化，數據采集的高效化，數據分析的準確化，加快產品生產制造。同時，利用AGV等智能化裝備，加快產品在各個制造單元和生產線的物流運轉，提高效率。

3 ?取得的成績

3.1 構建起了統(tǒng)一規(guī)范的數據源

通過主數據管理系統(tǒng)（MDM）的建設，并與ERP、MES、PLM、BPM等系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)了公司內部原材料、零件半成品成品、設備、人員、客戶、供應商等企業(yè)核心業(yè)務數據編碼規(guī)則的統(tǒng)一和規(guī)范，構建并理順了各個數據源之間的關系，形成了完整規(guī)范的主數據形成、修改、發(fā)布、維護等標準，提高了公司的基礎管理水平和能力。

3.2 實現(xiàn)了企業(yè)各個管理板塊的有效協(xié)同

通過“數字工廠”的建設，構建了統(tǒng)一規(guī)范的管理平臺，將企業(yè)的產品銷售、產品設計和工藝設計、生產制造、物料采購、財務核算等業(yè)務有效的協(xié)同起來，實現(xiàn)了管理的透明化、規(guī)范化和標準化，使得各級管理者能夠及時準確的跟蹤掌握各個產品的進度、質量、成本和銷售信息，不斷提高管理的精細度，提高效率。

3.3 實現(xiàn)了企業(yè)管理模式的變革

以“數字工廠”建設的牽引，陜導公司開展了廣泛而深刻的管理模式變革，通過統(tǒng)一平臺，實現(xiàn)了產品設計和工藝設計的有效協(xié)同;通過對產品梳理和設備梳理，開展了單元化的生產組織模式;通過各個管理模塊的流程梳理，打破了原有的封閉、僵硬的管理模式，使得各個管理板塊能夠更加開放和協(xié)同，降低了溝通成本，提高了效率。

3.4 實現(xiàn)了業(yè)務財務的一體化

通過“數字工廠”的建設，將產品銷售、產品設計和工藝設計、生產制造、檢驗檢測、售后服務等數據與財務數據進行對接和集成，實現(xiàn)了企業(yè)資金流、信息流和供應鏈的統(tǒng)一，使得產品實現(xiàn)過程的各個環(huán)節(jié)都能夠及時準確的反映在財務數據上，為領導層分析研判企業(yè)運行狀況和決策提供依據。

3.5 后續(xù)設想

以兩化融合為抓手，以獲取可持續(xù)性競爭優(yōu)勢為關注焦點，以效能提升為導向，以數據為驅動，以系統(tǒng)集成為突破口，以流程為切入點，重點做好以下工作：

（1）以“頂層設計”思維指導信息化轉型，逐步由信息化建設向IT治理架構的建設轉變，形成“戰(zhàn)略―業(yè)務―應用―數據―技術―治理”的管控模式。

（2）通過決策支持系統(tǒng)（BI）建設，實現(xiàn)企業(yè)層面的透明化。

（3）運用“企業(yè)架構（EA）”規(guī)劃方法實現(xiàn)信息化戰(zhàn)略規(guī)劃落地，搭建以“云技術”為架構的企業(yè)數據中心。

（4）結合質量體系要求，狠抓系統(tǒng)的規(guī)范應用和數據質量。

（5）以集成創(chuàng)新為引領，開展智能車間建設，全面提升慣性器件的智能制造水平。

參考文獻

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