A公司生产管理的智能化研思考

本文是一篇生产管理论文，本论文课题来源于管理实践，通过本人理论学习与工作实践的结合，制定出的针对热敏打印产品生产管理智能化方案，能有效提升 A 公司热敏打印产品生产管理智能化水平，同时为其他企业生产管理改进提供一定的借鉴。
1  绪论
1.1  研究背景
制造业既是我们国家市场经济的生产力主体和基本支撑，同时也是我们党和国家在社会主义经济建设中的动力引擎和重要保障，更是一个社会主义国家经济与社会进步的综合表现。尤其对人口众多的我国而言，安置就业岗位最多的制造业是我国的立国之本，也是社会稳定的强国之基。改革开放以来所不断获得的一系列光辉发展成果，更是充分体现和突出了制造业对于我国的经济社会发展、人民富裕和经济社会持续进步所发挥的各种关键性推动作用[1]。
近年来，市场和客户需求的不断变化、互联网技术的发展以及全球市场竞争的加剧，使企业发展的外部经济环境和内部管理需求产生了一系列根本性的变化，企业对于生产的关注焦点从 60 年代的规模化批量生产、到 70 年代的追求低成本、80 年代的产品质量最佳优先、90 年代的小批量市场响应能力的增强，21 世纪对技术与服务要求更加提高。德国率先推出“工业 4.0”，而深入的智能化、信息化、网络技术、数据处理技术和其他相关技术的加速发展促进了生产智能化系统的实际应用，生产过程也由操作工人的手工、单一的加工设备、加工工艺的刚性化逐渐向柔性化、高效化、智能化转变。制造业也由以前传统模式下的人员和设备密集型，向信息化、数字化和智能化的产品和服务密集型转变，新的产业革命已经到来[2]。 目前，全球的十大装备制造业在高新科学技术的系统化、生产管理方法、产业管理模式、价值链等各个方面经历着巨大的产业变革，尤其是近年来一系列基于颠覆性高新技术的产业创新不断涌现。云计算、大数据、物联网、移动端和互联网等全新的现代信息基础技术也开始迅速大规模爆发，从而正式拉开了生产管理智能化的全新发展序幕。智能机器人、数字化装备制造、3D 激光打印等现代科学技术领域取得重大突破，正在不断推动各国制造业的现代科学信息技术产业结构升级。大数据的应用、网络共享外包、异地合作协同产品设计和大规模的客户个性化产品定制、精准化的供应链、电子商务等多种网络化的协同生产的商业模式正在进一步创新和重塑制造产业链和价值链体系，随着近年来制造业的持续高速发展，国际、国内市场竞争也日益激烈，从而对制造企业的未来发展方向提出了更加严格的战略布局要求，产品研发制造的全过程及其中在国内、国际市场的分工也随之不断发生深刻的变革，同时产品制造过程中的分工也在发生深刻的变化[3-6]。
1.2  研究内容与意义
1.2.1  研究内容
本文就 A 公司生产管理智能化的研究，通过对生产管理的信息化、数字化、智能化的转型升级措施，解决在生产管理中所面临的问题，提高在交货期、产品质量、停机率的管理水平，在企业资源计划(Enterprise Resource Planning，简称 ERP)框架下运行制造执行系统（Manufacturing  Execution  System，简称 MES）和基于 3C（Computing、Communication、Control）计算、通信和控制技术的信息物理系统(Cyber Physical Systems，简称 CPS)的融合应用模式[8-9]，从影响企业的交货期、质量、成本的角度上分析问题产生的原因和背景，通过与国内外其它相关企业的生产管理智能化过程进行对比，探索更高效的热敏打印头产品生产管理智能化方案，解决产品在生产管理过程中存在的问题。
信息化是制造生产企业根据客户订单制定的生产计划，对物料配套、人员和设备的状况、异常处理等整个的生产过程，通过企业信息处理平台系统、网络技术和物料可视系统等形式生成全新的生产管理信息系统资源。它的设计目的主要是为了通过促使各个企业内各个不同层次的业务管理者清晰地及时掌握“业务现在是什么情况”，“流程进展到哪里”，“有没有出现问题”等所有生产相关业务动态信息，从而为企业生产管理得出更多的、准确的、有利于及时实现企业生产要素和资源组合更加优化的战略决策，合理配置企业人力和物料资源，增强企业自身的主动应变能力，获取最大化的生产管理效率和最大化的企业经济效益[10]。
数字化是基于对企业信息化生产系统中所有记录数据进行分析，对存在问题提供分析报表和提出解决的方案，管理者可以依据自身的现实情况来修正所需要的解决方案，系统经过不断地学习和优化解决方案，最终为客户提供一个最优的解决方案，反过来再指导生产加工的相关过程。这实际上就是一个“智能学习”的过程，这一过程一旦突破，企业的生产管理的水平会大幅提升，企业的盈利能力也会大幅提升[11]。
2  生产管理智能化理论与方法
2.1  信息物理系统（CPS）
信息物理系统（Cyber Physical Systems，简称 CPS)是一个综合了计算、网络和物理环境的多维系统，通过 3C（Computing、Communication、Control）技术有机融合与深度协作，实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息共享，让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能，从而实现虚拟网络数据与现实物理控制的融合。CPS 技术可以把资源、信息、物料和人等紧密地联系到一起，从而为企业创建物联网和其他相关的服务，使企业生产管理升级成为更加智能的系统。
信息物理系统改进了以前制造行业的逻辑，在该系统中每一个工件都要计算得出有哪些加工过程才能满足生产要求，当现有的生产设备进行升级时，这个生产系统的整体体系和结构也就被不断地进行升级和优化。这就意味着现有的生产管理可以经过不断的升级而得以完善和优化，从而将以往较为僵化的集成型企业自动控制系统模式，转变为智能化的分布式控制系统模式，并且利用传感器准确地记录生产的实时环境，使用智能生产自动化控制系统和智能化处理器系统来做出最优决策。CPS 系统是作为该生产体系的关键技术，在实时信息感知的条件下，实现了对信息进行动态管理的功能。CPS 系统被广泛地应用于对计算、通信和物理系统一体化的环境中，其在各个系统应用中都嵌入了计算和通信的整个过程，使这种交换式互动大大地增加了系统实际可以使用的功能。智能化生产的核心技术是信息物理系统的应用，该技术也被德国人称为智能化核心技术，其研究的主要方向是智能化生产管理，以及现场与实际生产活动密切相关的设备自动化和智能化应用的各种场景[13]。
2.2  信息化的技术基础与特性
信息化的基本概念最早起源于 60 年代的美国和日本，最先使用信息化的概念是由当时的日本著名政治经济学家梅槕忠夫提出，迅速被商业社会认可并发展应用起来的，而后经过翻译成英文，得以将其传播至西方，西方社会中所广泛使用的“信息社会”和“信息化”这两个基本概念最早也都是 70 年代后期才开始的。信息化技术代表了一种新式的现代信息处理技术，它得到了高度广泛的研究应用，信息技术成果也因此得到了高度的分享。随着电子计算机信息技术、互联网信息技术和移动通讯信息技术的快速进步与不断发展，应用范围也越来越广，生产管理信息化正逐渐发展成为促进各类企业的管理水平提高，实现行业可持续性健康发展及不断提升其市场竞争力和盈利能力的主要技术保障[14]。
现代信息化技术高速发展，我国正在从工业化的时代逐步迈向信息化的时代，经济学家们已经普遍意识到，当我国进入 21 世纪后，信息将会发展成为第一个生产要素，同时也会形成信息化系统的重要科学技术和物质基础。互联网作为一种正在形成和发展中的、有价值且潜力很强的信息存储系统和信息共享中心，技术日趋成熟。同时，借助信息化技术平台，企业可以实现诸多数据系统之间的互联与互通。信息化系统的集成及互联互通，包括设备数据采集的互联互通，也包括生产车间系统数据的互联互通。
3  生产管理现状与问题分析 ................................. 15
3.1  公司简介 .............................. 15
3.2  产品介绍 .................................... 17 
4  生产管理智能化方案 ................................... 33
4.1  生产管理智能化整体思路 ............................. 33
4.2  生产计划智能化 ...................................... 34
5  生产管理智能化保障措施 ............................. 46
5.1  资金保障 ..................................... 46
5.2  组织人员保障 .................................. 47
5  生产管理智能化保障措施
5.1  资金保障
A 公司通过生产管理智能化的实施，针对车间生产计划进行智能化改进，A 公司生产管理智能化系统对每一张订单设定的加工开始时间和订单的完工时间，可视化的展现订单在生产过程进行的状态，制定相应的处理反馈和处理流程，这些都需要系统平台和车间里的可视系统，为提供生产管理智能化平台的资源，需要提供资金保障，资金用来搭建智能化的系统平台和购入车间里可视系统、网络系统所需要的硬件资源。如前文所述，这些资金的投入会带来更多的效率、质量提高和成本的降低，初期的资金投入后，后期的资金可以由产生的收益进行填补，使生产管理智能化平台和车间可视系统的投入资金得以保障。 A 公司的最终质量检测为印字检查，智能制造升级后由人工检查改为三维测量系统，三维重构的绝对检查精度可以达到 6μm，远远超于检查员所能达到的检查精度，这样非常有效防止规格外不良品的市场流出，同时也杜绝因质量检查过度产生损失。印字的检测成像系统和数据处理系统也需要资金保障才能实现，主要用来购入成像设备和数据系统的平台搭建、网络铺设的相关费用。初期的资金到位后，由于检查人工和热敏打印纸耗材的大幅减少，短期内即可收回资金，并产生盈余。这样有利于投资和产生收益的良性循环，推动检测作业智能化的全面展开，使热敏打印头产品的整体质量管理水平提升到新的高度。
结论
本文针对 A 公司产品工艺特点，并结合生产管理智能化的理论基础和技术发展，提出了生产管理智能化的改进方案，就改进方案的研究进程和结果来看，有以下几个方面：
（1）生产计划智能化的改进方面，企业实现了生产调度管理智能化，运行良好；计划管理智能化具备了信息化、数字化的基础应用环境，接下来是针对“最大完成工期”和“最小化延期交货时间”的算法植入和优化的过程。
（2）检测作业智能化的改进方面，三维成像功能已经实现；接下来是根据三维立体图像的交点在数码相机和三维投影仪的空间标定中分别进行计算，进入调试优化阶段。
（3）故障响应智能化的改进方面，如第 4 章所述故障管理系统已导入应用；停机响应的改进和设备综合效率（OEE）的改进相结合，不断进行完善。
（4）员工技能管理的改进方面，员工技能管理系统已经建立，接下来是把员工技能管理系统与设备操作系统进行联机，即可实现对员工技能、操作资格认定的闭环管理。
但是，因为笔者的工作实践和技术水平有限，本篇论文仍会存在着一些缺陷，是否真正能够被推广至其它企业还亟待商榷。鉴于笔者的理论知识和技术能力及其准备时间的仓促，还有以下几个问题仍然需要我们做进一步的探究。
参考文献（略）