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根云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)
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物料管理一直是現(xiàn)場(chǎng)管理的難點(diǎn)和痛點(diǎn)。如何在特定時(shí)間內(nèi)按必要數(shù)量送達(dá)必要物料，即“準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)”（just in time），是每一個(gè)現(xiàn)代制造企業(yè)的必學(xué)之課。工藝智能化系列第二篇，為大家?guī)?lái)物料智能化實(shí)踐解讀。
一、企業(yè)物料管理現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的賦能下，企業(yè)正逐步實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)制造，特別是在物料智能化系統(tǒng)的構(gòu)建上取得顯著成效。制造業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)面臨物料管理的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，其中“像管理現(xiàn)金一樣管理物料”的理念雖深入人心，但在實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行卻面臨著諸多挑戰(zhàn)。
員工對(duì)物料價(jià)值的認(rèn)知不足、場(chǎng)地占用與物料需求不匹配、以及物料信息分散導(dǎo)致的物料流轉(zhuǎn)不暢等問(wèn)題屢見(jiàn)不鮮。尤其是庫(kù)存管理和跨部門(mén)協(xié)作方面的難題尤為突出：如何確保大量物料在接收、存儲(chǔ)、發(fā)放和盤(pán)點(diǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性；如何有效協(xié)調(diào)生產(chǎn)部門(mén)、采購(gòu)部門(mén)及倉(cāng)庫(kù)部門(mén)的工作流程，以實(shí)現(xiàn)物料供應(yīng)的準(zhǔn)時(shí)性和精確性。
工業(yè)企業(yè)在物料管理方面建設(shè)的信息化系統(tǒng)一般包括ERP（企業(yè)資源規(guī)劃）、WMS（倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)）、SCM（供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)）以及MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)），它們分別在財(cái)務(wù)管理、倉(cāng)儲(chǔ)物流、商務(wù)運(yùn)作和生產(chǎn)制造中發(fā)揮著重要作用，但相互之間存在信息孤島現(xiàn)象，標(biāo)準(zhǔn)各異，數(shù)據(jù)共享程度低，如物料單位不統(tǒng)一、一物多碼、一碼多物等現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了現(xiàn)場(chǎng)物料的有效管控。總體而言，
企業(yè)在物料管理上面臨的主要挑戰(zhàn)包括：
01、庫(kù)存管理：在大量物料的接收、存儲(chǔ)、發(fā)放和盤(pán)點(diǎn)過(guò)程中，難以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；
02、協(xié)調(diào)配合：物料管理涉及到生產(chǎn)部、采購(gòu)部、倉(cāng)庫(kù)部等多個(gè)部門(mén)，如何協(xié)調(diào)各部門(mén)物料供應(yīng)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性也是難點(diǎn)之一；
03、信息孤島：傳統(tǒng)企業(yè)內(nèi)部關(guān)于物料管理的4個(gè)信息化系統(tǒng)分別由財(cái)務(wù)部、倉(cāng)儲(chǔ)物流部、采購(gòu)部和制造部獨(dú)立管理。由于標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、信息不共享，導(dǎo)致了信息孤島的存在（如：同一物料在4個(gè)系統(tǒng)中分別有各自的單位標(biāo)準(zhǔn)），從而制約了現(xiàn)場(chǎng)物料的精準(zhǔn)管控；
04、精準(zhǔn)定位：在離散制造業(yè)中，由于許多工位無(wú)法即時(shí)自動(dòng)報(bào)工，因此存在著完工未報(bào)工或未完工卻報(bào)工的現(xiàn)象，這些異常現(xiàn)象導(dǎo)致了從倉(cāng)庫(kù)到生產(chǎn)線的物流無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化。由于生產(chǎn)計(jì)劃中的不同物料擁有不同的工藝路徑，雖然可以得知物料存在于生產(chǎn)系統(tǒng)中，但其所處的工序位置及停滯時(shí)間卻難以準(zhǔn)確獲取；
05、物料配送：當(dāng)生產(chǎn)計(jì)劃下發(fā)給各產(chǎn)線后，各產(chǎn)線便依賴(lài)物料配送系統(tǒng)及時(shí)地將必要的物料送至各工位線邊以待生產(chǎn)。然而，確定實(shí)際物料需求的確切時(shí)間在實(shí)際操作中確是困難的（例如，排產(chǎn)系統(tǒng)按照標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)進(jìn)行派工，但實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間存在統(tǒng)計(jì)上的波動(dòng)，因此無(wú)法完全按照標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)的節(jié)拍進(jìn)行生產(chǎn)）。
二、樹(shù)根科技物料智能在線化解決方案
2.1 數(shù)據(jù)融合與規(guī)范化管理
針對(duì)這一現(xiàn)狀，樹(shù)根科技開(kāi)發(fā)出根云平臺(tái)，致力于打造一個(gè)自主可控、兼容并包的通用工業(yè)操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)整合工廠物理設(shè)備產(chǎn)生的OT數(shù)據(jù)與信息系統(tǒng)生成的IT數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合治理，確立數(shù)據(jù)owner制度，保證數(shù)據(jù)源頭唯一且修改有據(jù)可循，從而打破不同業(yè)務(wù)體系間的壁壘，實(shí)現(xiàn)了物料主數(shù)據(jù)在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下的規(guī)范化管理。
2.2 三現(xiàn)物料在線管理系統(tǒng)
當(dāng)IT系統(tǒng)和OT系統(tǒng)成功對(duì)接后，從研發(fā)物料至采購(gòu)訂單、再到倉(cāng)庫(kù)及制造環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)得以統(tǒng)一和透明化。
然而，在離散制造業(yè)環(huán)境中，由于無(wú)法實(shí)時(shí)自動(dòng)報(bào)工的問(wèn)題普遍存在，導(dǎo)致物料流難以達(dá)到精準(zhǔn)準(zhǔn)時(shí)的JIT狀態(tài)。為解決此問(wèn)題，樹(shù)根科技借鑒網(wǎng)約車(chē)模式，創(chuàng)建了一套物料實(shí)時(shí)在線系統(tǒng)，采用系統(tǒng)數(shù)據(jù)、工況監(jiān)測(cè)、特征識(shí)別、視覺(jué)識(shí)別、RFID和UWB等多種技術(shù)手段，依托根云平臺(tái)模型和算法實(shí)現(xiàn)在九大工藝制造環(huán)節(jié)的物料實(shí)時(shí)定位。
比如，對(duì)于自動(dòng)化產(chǎn)線，利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)+IOT數(shù)據(jù)進(jìn)行物料定位，非自動(dòng)化工位則運(yùn)用RFID+視覺(jué)識(shí)別方式來(lái)定位物料。這套系統(tǒng)不僅能實(shí)時(shí)顯示物料位置及其正常或異常狀態(tài)，還能針對(duì)異常物料提供解決方案供決策者參考，并在物料加工超時(shí)等異常情況發(fā)生時(shí)自動(dòng)報(bào)警并將信息推送給相關(guān)負(fù)責(zé)人。
此外，借助三現(xiàn)物料在線管理系統(tǒng)，三一重工在樹(shù)根科技技術(shù)支持下優(yōu)化了供應(yīng)商物資入庫(kù)到貨和倉(cāng)庫(kù)到生產(chǎn)線邊的管理效率。例如，外協(xié)入庫(kù)階段，通過(guò)設(shè)立理貨區(qū)配合攝像頭監(jiān)控及BCP掃描二維碼的方式，確保物料準(zhǔn)確無(wú)誤入庫(kù)，并能追溯三年內(nèi)的收貨記錄。
2.3 三現(xiàn)視覺(jué)叫料系統(tǒng)
在生產(chǎn)制造過(guò)程中，APS智能排產(chǎn)系統(tǒng)扮演著核心角色，負(fù)責(zé)根據(jù)產(chǎn)能、訂單需求等因素精確編制生產(chǎn)計(jì)劃，并通過(guò)MOM（制造運(yùn)營(yíng)管理）系統(tǒng)將這些計(jì)劃實(shí)時(shí)精準(zhǔn)地傳遞給各個(gè)生產(chǎn)線。然而，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，物料的需求時(shí)間點(diǎn)往往難以準(zhǔn)確預(yù)估。盡管排產(chǎn)系統(tǒng)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)進(jìn)行任務(wù)分配，但實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)會(huì)受到各種因素的影響，導(dǎo)致生產(chǎn)時(shí)間存在統(tǒng)計(jì)波動(dòng)，無(wú)法完全按照預(yù)定的節(jié)拍節(jié)奏進(jìn)行。物料過(guò)早送達(dá)可能導(dǎo)致存儲(chǔ)空間緊張，而晚到則可能延誤生產(chǎn)進(jìn)度。
為解決這一困擾企業(yè)已久的痛點(diǎn)問(wèn)題，樹(shù)根科技深入研究了三一重工的實(shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景，創(chuàng)新性地開(kāi)發(fā)出了“三現(xiàn)視覺(jué)叫料系統(tǒng)”。這套系統(tǒng)巧妙利用攝像頭等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)物料點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠自動(dòng)識(shí)別物料消耗情況及空托盤(pán)回收需求，進(jìn)而及時(shí)下達(dá)物料補(bǔ)充和空托盤(pán)返回指令，整個(gè)過(guò)程無(wú)需人工介入，極大地提高了物流管理的自動(dòng)化程度。
三、物料智能在線化應(yīng)用成效
項(xiàng)目實(shí)施后，物料智能在線化系統(tǒng)帶來(lái)的效果顯著：
01、降低了人工依賴(lài)，提高了物料叫料與返空操作的準(zhǔn)確性和工作效率；
02、通過(guò)實(shí)時(shí)在線監(jiān)控每個(gè)物料點(diǎn)位，節(jié)約了人力成本，單個(gè)點(diǎn)位每年節(jié)省可達(dá)15萬(wàn)元人民幣；
03、實(shí)現(xiàn)了物料需求與配送之間的精準(zhǔn)匹配，使得全產(chǎn)線AGV（自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車(chē)）的送貨效率顯著提升，自動(dòng)送貨率達(dá)到95%以上，有力保障了生產(chǎn)流程的順暢進(jìn)行，降低了因物料供應(yīng)不及時(shí)所帶來(lái)的停機(jī)等待損失，從而提升了整體生產(chǎn)效率和企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；
04、實(shí)現(xiàn)了物料管理的精益化與智能化，有力推動(dòng)了制造企業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型的步伐。
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