基于協同供應鏈的智能生產組織模式研究

文/童宗祥（安徽中煙工業有限責任公司滁州卷煙廠）

國家在行業信息化發展規劃中提出了數字化轉型戰略要求，明確“上云用數賦智”的技術方向，促進生產供應鏈一體化協同，以提升行業智能生產制造水平[1]。安徽中煙在“十四五”網絡安全和信息化規劃中明確提出圍繞公司“兩步走”的發展戰略，全面推進“數字中煙”和“智能工廠”建設。加快基于智能工廠協同供應鏈的生產組織模式研究，對推動企業生產制造模式的升級轉型、提升企業智能化生產水平、提高企業競爭力、實現企業創新提質具有重要意義，也為智能卷煙工廠建設提供了理論依據和實踐支撐。

一、智能生產組織模式的建設目標和思路

1.企業智能生產組織現狀和建設目標

“十三五”期間，企業以信息化重點項目建設為依托，數字化、自動化水平得到了較大提升，但是由于信息化原有基礎較為薄弱，信息化在工廠智能生產組織應用中還存在以下問題：動力能源監管功能是由多個獨立系統進行控制的，導致系統應用平臺不統一，不能有效進行集中統一監控管理；制絲投料未設置高架庫管理系統，制絲備料間采用人工物料管理；卷包輔材配送沒有信息管理系統支撐，采取人工配送，未采用集中配盤管理；企業的MES 系統還未實施，各底層生產管控系統間的協同管理作用還未實現。因此，通過工業互聯網平臺，推動供應鏈高效協同與資源優化配置，加快基于協同供應鏈的智能生產組織模式研究，實現企業的創新提質，是本項目實施的主要目標和意義。

2.智能生產組織模式的研究思路

在不斷完善工廠數字化、網絡化的基礎上，利用物聯網技術、數據采集及監控技術加強生產信息管理服務，同時集智能手段和智能系統等新興技術于一體，加強生產與原輔材料的供應、生產與銷售、生產與研發的協同及智能化應用方面的研究，提高生產過程的智能化、數字化、自動化水平以及生產全過程的可控性。

二、智能生產組織模式的研究內容

1.基于市場化拉動的智能生產組織管理研究

重點研究智能工廠生產組織模式與企業生產組織管理的契合度，針對現有生產組織模式在信息溝通、計劃變動、生產指揮、現場執行跟蹤、生產任務實時反饋、物料供應等方面的管理難點問題進行攻關[2]。重點進行管理模式的創新、業務流程的梳理、信息化建設需求的編制等；通過研究，合理調配與生產相關的各類資源，實現生產與原輔材料的供應、生產與銷售、生產與研發的協同，實現基于市場化拉動的智能生產組織管理。

2.基于生產與原輔料協同供應鏈的數據采集和成本控制研究

通過對原輔料流轉和生產過程關鍵信息點進行打掃碼、人工輸入、信息集成等，實現精準、及時的數據采集、整合、分析和共享，建立完善的原輔料供應過程批次檔案，滿足企業生產過程管控和工藝研發等方面關鍵的數據支撐需求。同時由生產環節各部門積極配合，重點研究原輔材消耗、能源消耗等方面的成本管理，借助大數據技術進行生產數據分析，為生產成本控制提供精準數據支撐，為各環節價值流分析提供依據。在制絲環節，通過降低煙葉損耗、設備停機等待時間，提升一次成品合格率等措施提質增效；在卷包環節，通過信息化手段，實時監測設備運行數據，支撐設備點檢、設備保養和維修，提高設備運行效率，降低管理成本和原輔材料的消耗。

3.基于生產與研發協同的工藝質量管理研究

重點進行生產工藝監控、產品全生命周期質量跟蹤、現場點檢信息化等方面的研究。探索應用物聯網技術實現對生產過程物料和產品的標記和跟蹤，通過信息流把控產品質量，建立以批次為單位的工藝質量管理模式，在制絲、卷接、包裝、倉儲、銷售各個環節實現生產與研發的協同，達到工藝可把控、產品質量可追溯的目標。

4.基于廠級MES 系統建設的智能生產組織研究

通過整體搬遷技術改造中廠級MES 系統的項目實施，不斷收集生產制造環節對智能生產組織的業務需求，合理規劃智能生產各個功能模塊，建設以生產排產、調度、跟蹤為主線，以生產運作信息為核心的生產執行系統。通過應用數字化檢測技術對過程質量進行動態管理和控制，提升生產運行效率和過程控制水平；加強廠級基礎數據梳理和大數據分析應用，更好地支持計劃排產，增加設備使用效率，落實降本增效。

5.基于廠級數據中心（二期）建設的智能生產組織的研究

在廠級數據中心（一期）已完成建設的基礎上，按照企業降本增效原則，開展大數據建模和數據分析應用，實現各類數據的深度關聯和挖掘，完成數據建模，深入挖掘數據價值，更好地通過數據驅動實現企業生產組織的智能化、數字化。通過數據的深入分析應用，對設備運行、質量缺陷、安全風險事件、生產用能等建立分析模型，對影響因素進行分析，服務各級管理人員，實現對生產經營管理工作的統計分析、過程控制與預測分析，實現真正的數據驅動生產運行[3]。

三、智能生產組織模式研究采取的工具、方法和技術

1.利用“云大物移智”等技術開展項目研究和應用

充分運用“云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能”等新技術，并結合企業整體搬遷技術改造項目建設，從生產管控系統建設、MES 系統建設、批次管理系統、“互聯網+”應用等方面開展企業智能生產組織模式的構建研究，全面響應“數字化、網絡化、智能化”的企業發展要求，打造以“一體化數據驅動”為特色的智能化工廠。

2.統計方法的運用

通過SPC（統計過程控制，Statistical Process Control）工具對生產過程質量進行動態管理和控制，對生產過程進行分析評價，提升生產運行效率和過程控制水平，達到控制質量的目的。對于構建柔性高效的智能生產組織模型，建立以卷包單臺套“PT-GD”生產單元為中心、多接口發散的柔性生產系統[4]，自動優化并自動生成“生產路徑”的生產調度指揮系統具有重要的實踐指導作用，同時可加強廠級數據應用和大數據分析應用，更好地支持計劃排產，增加設備使用效率，落實降本增效。

3.精益管理方法理念的融入

項目全過程融入精益管理方法理念，從多個角度、多個緯度、多個環節，分專業開展課題研究和方案設計，深度挖掘智能生產組織模式的構建需求和目標。在項目實施階段，通過PDPC 法（過程決策程序圖法），合理規劃需求，確保項目研究效果，加強項目需求管理。構建與業務部門的協調溝通機制，主動收集、引導、挖掘業務需求，分析管理要求、業務需求、工作流程與核心數據，實現需求管理節點前移，保障需求管理的統一性和持續性。

四、智能生產組織模式研究取得的成效

1.以創新為動力，堅持問題導向，解決企業生產管理難點和盲點

項目緊緊圍繞企業發展定位、找準制約企業發展瓶頸，堅持問題導向，以先進智能制造企業的智能工廠建設為參考，確定了智能生產組織模式的研究內容和方向。深入開展了智能卷煙工廠建設專題培訓和調研，提高了相關人員對智能生產制造的實踐和認知水平。通過培訓、需求調研和持續研究，進一步明確了智能生產組織模式的研究方向和建設目標，通過智能生產組織模式的搭建，解決企業生產經營管理中的難點、盲點和痛點，對企業柔性化制造和創新提質起到了積極的推動作用。

2.通過智能生產組織模式的構建，進一步提升了企業精益管理水平

通過智能生產組織模式的研究，以精益管理思想深入開展智能生產組織模式的構建，重點是通過生產管控一體化設計和智能化運營分析，將精益管理思想固化在智能生產組織中，確保生產過程績效實時化、可視化，提升工廠智能制造能力和精益改進水平；通過實時數據采集和在線參數化控制，實現產品加工過程的穩定；在控制穩態的前提下，開展產質耗的統計過程控制（SPC）和生產大數據分析，得出指導生產組織與過程改進、控制消耗與成本的最佳策略，進一步提升了企業精益管理水平，最終實現智能生產、精益加工和綠色制造[5]。

3. 通過開展研究和實踐應用，提升了企業的“數字化、一體化、智能化、可感知”水平

通過智能生產組織模式的研究構建和應用實踐，提升了企業的四個水平。一是數字化水平，針對工廠基礎設施和現有生產設備，全面實現數字化支撐；二是一體化水平，針對企業一體化協同管控，著重提升了生產與原輔材料的供應，生產與銷售、生產與研發的協同，實現基于協同供應和市場化拉動的智能生產組織管理；三是智能化水平，全面實現智能生產過程評價與分析、智能化輔助決策、實現過程績效智能化跟蹤與閉環管控；四是可感知水平，針對員工、客戶、供應商等相關方對工廠的生產管理與服務，提供可視化、移動化的信息載體。