精益生产与数字化集成

本文介绍一个制造型企业如何从无到有实现信息化、数字化的项目建设，最大限度减少企业转型风险，让生产运营平�辱��度。实施过程需要注意哪些、如何更快更稳上线ERP , 如何实现ERP与工业机器人、数字化仓库的集成等，让企业数字化智能化转型更加稳妥、有效。


制造活动是人类进化、生存、生活和生产活动中一个永恒的主题，是人类建立物质文明和精神文明的基础。迄今�背止，制造业�凡是先后经历了机械化、电气化和信息化三个阶段，现在正处于智能化发展的第四个阶段，这四个阶段现在普遍被称�背四次工业革命(工业1.0、工业2.0、工业3.0和工业4.0)。

智能制造是先进制造技术与新一代信息技术、新一代人工智能等新技术深度融合形成的新型生产方式和制造技术，它以产品全生命周期价�忠��的数字化、网络化和智能化集成�背核心，以企业内部�涝向管控集成和企业外部网络化协同集成�背支撑，以物理生产系统及其对应的各层级数字孪生映射融合�背基础，建立起具有动态感知、实时分析、自主决策和精准执行功能的智能工厂，实�陪��效、优质、低耗、绿色、安全的制造和服务。

新技术发展日新月异，生产和生活发生巨大变化，商业环境也随之改变。过去的商业模式，是企业生产什么消费者就得买什么，但未来有可能则会变�背消费者需求什么企业生产什么，这对于企业的业务模式和流程，将带来颠覆式的改变。


随着数字化浪潮与“互联网 ”思维的兴起，我国也迎来了数字化�回��热潮。产业数字化的不断深入，促使越来越多企业尝试通过数字化�回��等途径来降低生产成本、提升综合竞争力。然而这一进程也面临着前所未有的挑战，特别是不少中小企业，他们或是“不会转”、或是“不能转”、或是“不敢转”。“不转型等死，转型找死”体现了中小企业对时代变革的迷茫。

如何乘“数字中国”这列快车完成转型升级，成�背企业实�陪��质量发展的关键。企业数字化的演进路径划分三个阶段：连接、分析、智能。但是很多传统企业，甚�辱��“数据”这个门槛都没有迈过去，就谈不上“智能”，对于这些企业来说，连接尚存问题，分析还没有头绪，智能就更是遥遥无期了。

生产智造ERP的实施应用是数字化转型的首要工作，基于企业生产经营过程解决“数据”这个槛，从企业资源计划的层面实现业务信息化和数字化，然后才能进行数据分析和智能化管理。ERP是企业信息化的核心系统，�回��售、生产、采购、仓库、质量、成本核算等环节进行数字化管理。要实现全自动化智能工厂，还需要在ERP和智能生产设备之间多一个执行控制系统MES，即制造执行系统。MES系统更侧重技术的整合应用，实现信息与设备的深度融合，�背ERP系统提供完整、及时、准确的生产执行数据，属于生产车间的执行系统。


企业要实现数字化、智能化，首先要在计划层面完成ERP�回��和实施应用，解决企业运营的数字化管理；然后通过ERP集成工业机器人、数字化仓库、MES系统等完成智能化升级，才能稳健步入智能智造工业4.0时代。

从传统企业到工业4.0，制造技术发展将面临四大新的转变：

①从相对单一的制造场景转变到多种混合型制造场景的变化；
②从基于经验的决策转变到基于证据的决策；
③从解决可见的问题转变�陪��免不可见的问题；
④从粗放型管理向精细化管理转变。

要适应这些转变实现智能制造，首先要建立“标准化”，先进标准是指导智能制造顶层设计、引领智能制造发展方向的重要手段，必须前瞻部署、着力先行。其次要明确智能制造的“三不要”原则：

不要在落后的工艺基础上搞自动化——对应于在工业2.0阶段，必须先解决优化工艺基础上实现自动化的问题；
不要在落后的管理基础上搞信息化——对应于在工业3.0阶段，必须先解决在现代管理理念和基础上实现信息化的问题；
不要在不具备数字化网络化基础时搞智能化——要实现工业4.0，必须先解决好制造技术和制造过程的数字化、网络化问题，进行补课、普及、充实和提高。

企业中有组织、人员、系统、产品、业务等元素，而这些元素之间需要连接和协同，包括线上和线下协同，通过协同共同推进企业运行。高效的连接与协同能够帮助企业在市场上赢得巨大的竞争力。疫情期间，数字经济比非数字部分遭受的损失少得多，数字化领先的企业，受到的影响更小。企业从疫情中得到的宝贵经验是：数字化不是可选，而是必须。


ERP全名企业资源计划系统，让企业实现柔性生产和灵活制造，通过“以销定产”模式快速响应市场，也�背智能设备对接和敏捷制造提供更大可能及可行性。

ERP的实施并非易事，有很多认识上的误区，处理不当也会让企业蒙受巨大损失甚至倒闭风险，比如早期的夏新电子公司是一家上市企业，花费上千万实施ERP，结果却更快导致破产。当然也有很多生产企业上ERP后稳健发展或快速壮大，不但产品远销海内外，还在资本市场获得可观回报和千亿估值。

作�背中小企业，如何在数字化浪潮中不落伍实现信息化转型，又要避免掉入“数字陷阱”导致不必要损失，则是本文要讲解的ERP实施要点和重点，让生产型企业少走�散路，能更快、更平稳地上线ERP系统，走好数字化转型的第一步。

ERP实施忌讳“好高骛远”，不能太理想化。所谓“方向不对，努力白费”，如果企业管理层对ERP有太多误解，就会无形中消磨企业的人力、物力和财力，让企业错失市场发展的宝贵契机，会让企业在变革中陷入“困局”。


要对ERP有理性认识，以“适合、适度、有效”六字�背原则，用更小的代价、更低的风险稳步推进ERP建设。首先要考虑企业的实际情况，能用起来的系统才有意义谈发展，没用起来一切先进理念都是空谈。不能高估ERP的用途，错误理解�背完全自动化、智能化的系统，这样很难达�陪��期会迷失方向。刚上ERP的时候，可以简单理解�背企业数字化的基础工作，以极简的原则来实施ERP，追求“极简的组织架构、极简的可靠流程”，只有关键节点的业务数据才录入系统，非关键节点不能事无巨细都录入系统，过多数据会增加人员负担而起反效果。
ERP的用途，经典的概括是“打通数据通道，缩短中间流程，降低中间成本”。目的是实现三化：流程化、标准化、规范化，推动企业价�忠��的再造升级，改变传统企业的低效运营、管理、市场、销售方式，让企业核心资产数字化，例如智力成果、财务和人力资源的数字化，让企业对外部环境的反应速度更快。比如海尔，通过对传统生产模式的颠覆与升级，打造按需设计、按需制造、按需配送的互联工厂体系，使整个制造过程实�陪��度的柔性，满足个性化定制的需求。



以下分别介绍ERP实施的几个阶段和注意事项：

1外部数字化（销售端）
可以引入线上�陪��售平台，包括第三方平台和自建的系统。第三方比如国内的淘宝、�露东、拼多多，国外的亚马逊、ebay、新蛋平台，利用第三方平台可以利用平台的大流量客户资源；其次是自建平台，使用微信小程序商城创建�陪��售平台，把推广的流量引入自己平台，从而固化积累更多的客户资源，也扩大宣传，提升企业自身的数字化形象。

2内部管理数字化
通过系统实现“销售部、门店、�陪��售部、设计部、生管部、生产车间、采购、仓库、财务部、售后服务”等各部门共享数据、协同作业。

（1）使用两套软�悲系统：财务系统和生产运作系统；两个系统共享数据,以“模块化”原则分解业务，分别授权给需要使用的部门。比如生管部分配生产计划模块和生产领料模块，在编制审核生产计划的同时，可以直接编制“生产领料单”，仓库就可以凭单快速发货。

（2）财务部要获取各个部门涉及的开销费用，可以开通各个部门数据的查阅权限。同时在采购、销售和物料出入库等关键业务环节，根据业务数据直接生成会计凭证，从而打通财务与业务部门的数据通道。

（3）传统企业中员工接受数据分析的能力比较慢，各个中层管理者�凡是经习惯了通过Excel查看数据，还欠缺“一切以数据说话”的企业文化。倘若上系统时，可以直接用Excel处理数据，然后一次性导入系统，那么使用ERP系统可以不改变原有习惯，认可度和积极性会更高，陌生感和不适应度大�背降低，上线的效率和可靠性就能极大提高。比如门窗类生产企业要使用型材加工，型材在采购时用公斤�陪��计价，但是加工时按长度米，仓库领用时则习惯用�陪��“支”领用，这时存在“主副单位”的转换，在登记原材料档案时，需要体现不同型材的主副单位和转换比例，如果在系统中一个个登记，效率非�女低下，通过Excel�回��录入和检查，然后一次性导入系统，自动更新主副单位的转换关系和对应价格，则数据准备的效率就快速提升，系统上线的周期就可以缩短两三个月。物料档案是系统的源头，档案没处理好，其他工作都会�悲误，源头数据影响ERP项目的整个上线周期。而时间就是成本，比如企业每月人员工资100万，三个月就节约300万的人力成本。

（4）编码规范化: 生产物料不能全部用条码来标识身份，商品条码一般用于流通消费，便于消费者识别和供应链流转，需要遵循国家标准条码规范或国际规范。而生产用料有些是原材料，并没有消费性质的商品条码，需要适用便于企业自身管理与识别的编码规范。这里用某个行业的编码规则�背例，来介绍编码规范可借鉴的一些规则和要点：




如表中定义，产品或物料有多种属性，对属性的共同点进行分解，包含产品形式、系列、颜色等，不同属性进行唯一性编码，比如产品系列：尊享用ZX代码,经典用JD ,颜色�放��灰用01,金粉咖啡用03， 则最终一个物料的编码是多个属性代码的组合，比如成品“尊享-�放��灰-连体固定”用编码CZXWK010050002， 并非商品条码，这种规范更容易识别和管理，按企业自身习惯去编码，内部认可度更高。当然物品档案要预留条码项目，好比人的身份证和户口本有两套编码。

（5）生产计划实现“销售、设计、生产”各部门业务协同。销售部门、门店或�陪��售部门接收客户下单并登�陪��售单，生产设计部提取销售单编制生产计划单，通过产品BOM表自动生成物料配�悲分配表，然后根据行业特性进行MRP重运算，自动生成生产加工单和用料需求单。


以家装行业的门窗�背例，在生产计划单中，输入门窗的宽、高、樘数及其他关键参数，通过MRP重运算自动生成不同型材的加工尺寸和�陪��，不同配�悲的使用量。自动提取所有用料的当前库存，判定缺货状态，计算采购需求量。


在附�悲管理选�回��，设计部门可以上传CAD设计图纸，以分享的方式供生产车间和其他协作部门调阅与使用。




通过生产计划单，生管部通过勾选方式快速数据获取创建“用料�辱��单”或者用料�辱��单，仓库根据用料�辱��单出货，采购部门根据�辱��单下达供应商进行采购。生产计划单经过多个相关部门主管会签后，正式安排生产，由生产车间打印生产下料单，把生产单据同物料配�悲一起放置周转物流车，加工过程按生产单信息全程跟踪及核对，避免配�悲发生漏料或者混用，规范生产作业流程，以销定产模式贯穿生产整个过程。

通过数据共享实�陪��门间协同作业，又有严格的权限控制。按“员工、部门、公司”三级对业务数据进行授权，员工权限只允许查询和更改本人登记的业务单据，部门经理可以查看和修改本部门所有职员的单据，生产总监可以调阅不同部门的业务单据。

（6）模块化文�悲档案管理：采购单、销售单、会计凭证和生产计划单等业务模块可以单独管理设计图纸或往来文�悲，比如合同扫描�悲、电子合同、付款凭证等。把非结构化的多媒体数据转换成结构化的大数据，不断积累“智力成果”，也便于检索、追溯和审计。


数字化转型的本质是提质、增效、降本，帮助企业实现精益制造。企业在运营、生产、交易等环节中，会产生大量的文�悲和合同，盖章、扫描归档、储存、调用等问题需要规范管理，从而能够简化流程、提高效率。不建议把合同的所有信息都登记成销售订单，过多的数据录入增加人员负担，无法提升效能。




云智造的五大标准:开放、互联、柔性、智能、可视。

MES及ERP之间的完全集成对现代企业的商业运作来说是至关重要的，MES制造系统的整体集成可以帮助企业实现一流的运营效率。MES即制造执行系统，是生产现场各种自动化设备或智能设备的统一控制与协调系统，是生产现场的精益制造执行系统，主要利用通信指令对设备进行调度与控制，同时与ERP系统交互生产指令，实现系统集成。

工业机器人是广泛用于工业领域的多�辱��机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。

随着用工成本提升和用工荒的出现，越来越多的工业企业考虑使用工业机器人替代人的部分作业，很多繁重、重复或者毫无意义的流程性作业可以由工业机器人完成。

最早的“灵巧手”用到了压力传感器，目前还有视觉传感系统，或者用声呐系统、光电管等技术，工业机器人可以通过环境识别智能校正自己的准确位置。

工业机器人的末端通�女使用气动抓手、真空吸盘等装置抓取物品，用于搬运、码垛等重复性动作。在ERP系统集成上，采用IO控制指令或模拟信号指令来驱动。工业机器人机械臂的运动轨迹是通过一组程序控制指令实现，把不同的动作进行分组定义， ERP或者MES系统就可以根据“动作项目组”指挥机器人做相关操作，�背系统集成提供更大灵活度和可行性。通�女是MES系统发送指令给机器人，ERP发送生产任务到MES系统，实现“计划层——执行控制层——机器人”三层联动，也可以通过ERP系统直接发送控制指令到机器人，实现机器人的智能控制。机器人与生产系统的通信采用TCP协议传输，是国际通行的标准化协议。

工业机器人也可以不与其他系统交互，独立完成特定工种的重复性操作。市场上，工业机器人的厂家很多，主要有两类: 一�画��多�辱��机械臂的机器人，另一�画��多个机械臂并联驱动的机器人，不同场合各有优点。


这款六�辱��机器人，有效负载更大，活动半径一米以上，操作灵活度高，应用场景广阔。可以完成的作业有“螺丝锁付、抛光打磨、点胶涂胶、上料下料、自动包装、喷粉涂漆、智能焊接、检测筛选、自动搬运、自动装箱、摆盘码垛、打标贴标”等操作。



另一种比如阿童木并联机器人，由三个机械臂并联驱动抓手，灵活度和移动范围不如多�辱��串联机器人。优点在于高速运行，标准循环时间小于0.4S，适合高速运转的生产流水线，最大效率完成单点作业。适于食品、医药等行业的高速生产作业，主要用于轻小散乱物料的装配、搬运、分拣等。


生产企业货物出入库是最�女见的工作内容，生产订单越多，出入库的工作量越大。在作业过程中，很容易出现各种人�背失误，最终导致货物取错或送错等问题。而生产用料的不�回��直接导致产品�回��报废，损失巨大。

汽车外饰产品低库存、高节拍、快速备货、精准供货的制造特点，生产过程中一旦出�陪��误往往会被各个制造环节进行重复放大。而造成错误的主因往往是人，如员工疏忽导致原材料使用错误造成产品�回��报废，员工长时间重复性工作导致员工疲劳产生的零部�悲错漏装等。如何避免错误的产生一直是外饰行业持�绘面临的问题。

如果仓库实现了数字化管理，确保商品从入库、上架、拣货、出库等一系列环节都是数字化的，那么整个仓库作业过程就越容易，更准确、更快。


数字化仓库也是一种自动控制装备，通过TCP/IP协议更容易通过ERP系统集成。�女用的有“自动立体仓库”和LED电子标签仓库。生产物料的使用具有“不定时、不定量”的特点，不适合采用立体仓库。立体仓库更适合物流配送行业，每个仓位对应一个客户订单，可以一次性成套出仓或入仓。而生产用料要从一个仓位的物料中取出需要的用量，不能全部取出，无法使用立体仓库自动取货，可以采用电子标签仓库辅助拣货。


LED电子标签拣货系统，用电子标签显示每个仓位的取货数或配货数，通过计算机联网与ERP系统集成，出库时根据出库单物料编码点�热对应仓位的电子标签，人工只要按数字取货就能确保准确无误，出入库效率更高。

电子标签拣货系统有两种操作模式，一种是摘果式拣货，另一种是播种式配货。

（1）摘果式取货：原则上一个储位内放置一项物品，即一个电子标签代表一种物料，并且以一张出库单�背一次处理单位，系统会将出库中有对应物料的电子标签�热起，取货人员依照灯号与数字的显示将物料自货架上取出。


（2）播种式配货或入库： 每一个电子标签所代表的是一个订单或一个配送对象，每个品项�背一次处理单位。比如某汽车外饰产品5000�悲，要存到8个仓位，每个仓位要放入的�陪��各不相同。系统将该项物品�辱��的仓位点�热，每个仓位可能代表某一个送货的目标货主，配货人员依电子标签之灯号与数字存入该物品即可。



企业是国家经济的最基本组成单位。所以，“数字经济”的基础设施建设核心就是“数字化企业”，全力发展数字化企业是构建中国数字经济底层的最关键步骤。传统企业完成数字化转型才可能形成中国经济发展的内核力。只有大部分国内企业都实现了数字化转型，进而形成数字化企业的产业集群，是未来中国用数字经济构建核心竞争力的重要保障。

数字化转型对于企业来说虽然重要但是不能操之过急，因�背大家都在摸着石头过河。企业数字化也不可怕，只要坚持“适用、适合、有效”的原则，由易�陪��，从信息化到智能化，工业4.0的智能化现代化目标就会稳步实现。