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2022/07/28

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注塑企业:打造以MES智能排产为核心的智能工厂 - 广州模具展

广州国际模具展览会即将于2023年3月1-3日在中国进出口商品交易会展馆B区举行。邀您关注今日新资讯: 


智能工厂是实现智能制造的重要载体。作为智能工厂,在生产过程应实现自动化、透明化、可视化、精益化的同时,产品检测、质量检验和分析、生产物流等环节也应当与生产过程实现闭环集成,工厂的多个车间之间实现信息共享、准时配送、协同作业。


广州国际模具展览会


智能工厂建设核心


工业4.0智能工厂的建设核心必须依赖无缝集成的信息系统支撑,主要包括PLM、ERP、CRM、SCM和MES等五大核心系统。大型企业的智能工厂需要应用ERP系统制定主生产计划,并由MES根据工厂的有限产能,考虑多种生产约束条件,进行精细化的排产。


随着智能制造的持续推进,智能计划排产成了中国制造企业建设智能工厂的刚性需求。越来越多的企业开始注意到MES制造执行系统,它可以帮助企业进行资源和系统整合集成优化,实现最优化的排程,通过合理的计划排程,实现按需生产,精益制造,柔性运作,实现企业生产与经营的无缝衔接。


注塑企业困境


大多数规模以上注塑企业目前已经或正在推行ERP系统,在计划层面管控上已经完成了信息化管理工作。但需求计划与生产执行的脱节,使得企业产能需求预估与实际产能差异大、需求与计划匹配的不合理、计划与执行过程的不协调等问题日益突出,企业缺乏整体系统进行分析、监控、追溯。


随着市场环境的变化,以及市场竞争的加剧,产品种类日益增多,客户对交期日趋严格;如何用更少的人,更短的时间,更少的库存,做出更多的产品, 成为企业考虑的重点。尤其是排产工作作为“制造开始的源头”,其科学性、高效性、灵活性和共享性,成为了日益突出的问题。


管理层:需要实时掌握产能需求预估与实际产能的差异、需求与计划匹配的合理性、计划与执行过程的协调性,目前缺乏整体系统进行分析、监控、追溯。


跟单员:跟单员希望通过系统实时了解各客户的订单计划情况、生产进度情况、产能情况等。目前缺乏统一的系统平台,跟单员无法实时了解相关情况,很难准确答复客户进度、无法有效地承诺客户交期。跟单员与计划、采购等跨部门协作、信息传递、接口管理不够准确、及时。


计划人员:手工EXCEL排产,计划员工作强度大、效率低;各计划员按工序分开排产,为确保工序之间计划的均衡,需要通过会议沟通和协调,效率不高,而且容易因人为原因(如:沟通不到位) 造成计划不合理;另一方面,人工排产对人员的技能、对业务的熟悉程度、人员的工作态度依赖性很大;计划员无法实时通过系统分析产能负荷情况、生产实际完成情况、生产均衡情况。


车间组长/生产主管:希望能通过系统实时知道生产计划、负荷情况等,以便及时或提前安排相关生产准备工作(如:模具准备、物料领用和确认、人员安排等);生产主管无法通过系统及时了解计划达成情况、工序平衡、工序瓶颈(负荷)、异常等情况。


物控&采购:目前物料需求分析通过ERP的协助完成,与生产计划衔接不够紧密,无法准确的通过系统计算物料需求规划与采购需求。


因此企业必须建立以MES为核心的数字车间管理平台,配合以ERP等系统,提供坚实的应用功能来满足企业的智能指挥计划调度中心;带动整个生产运营更加快速、高效运作,缩短周期,提升产能;快速应对内外部环境变化,提高市场竞争力,为企业整体盈利水平的提升和总体运营模式的转变奠定良好基础。


行业差异性


相比于其他离散行业的生产计划排产,注塑企业车间生产计划排差异性明显。


生产工艺:注塑


要制定好生产计划,首先必须对生产工艺有一个比较详尽的了解。以螺杆注塑机为例,其原理是通过注塑机台中螺杆的高速旋转对塑胶料进行加热和顶推作用,使塑胶料融化,并填充到整个模具中。整个注塑成型工艺过程包括合模---填充--保压--冷却--开模--脱模等6个阶段,这6个阶段是一个完整的连续过程(周期T),也直接决定着制品的成型质量。


生产物料:塑胶料


塑胶原材料按照材质分为PBT、PPS、 PET、 PA66等等,每种物料都有不同的特性,技术部门会按照最终产品的性能来选择合适的物料种类。如在某注塑车间,使用的原料类型是PET、PA66,BOM采用“色母粒+无色塑胶原料”以及“抽粒料(自带颜色)”两种搭配方式。在正式生产之前,塑胶料必须经过4-6小时干燥筒烘烤,以除去原料中多余的水分。如果是新开机或者换线的机台,就要考虑烤料时间。


注塑BOM与其他组装BOM的最大区别是,由于水口料的存在,导致单个产品塑胶料在用量在核算时存在一定的难度。所谓水口就是模具的进料口和流道经过冷却后产生的多余结构,虽然消耗了塑胶料,但不构成最终产品。虽说是多余部分,但水口料不能随意丢弃,必须收集起来,统一处理。理论上水口料粉碎后,可以循环使用。


ERP系统中,单个产品的BOM用量,分摊了每模中的水口料,系统中BOM重量理论上是要比实际的单个产品的重量要大。在实际生产中,特别是在一模多穴的情况下,堵穴生产会导致水口料分摊到每个产品上的用量会发生变化。


生产设备:模具与注塑机


模具设计加工完成后,通常需上机经过多次试模(T0、T1、T2……Tn),才能生产出符合标准的产品。一套模具对应一个机台,车间注塑机通常按照合模力来区分,比如120T、160T、200T等等。注塑产品的体积越大,需要更大的模具,对应机台的合模力也就越大。一套新开模的模具,适合在哪种机台上生产,在设计之初就已经确定了。如果一套模具的产能不够,通常会加开复制模,其结构与原模一样,但是模具命名会有差异,以便区分。


产能:产能计算公式


相比于其它离散装配工序,注塑工艺较为特殊,产能计算较为复杂。影响产能的因素较多,比如注塑机成型工艺循环周期、每模的产品穴数、机台稼动率、良率等,由于综合考量产能以及产品品质因素的影响,某些参数在一段时间内会发生变化,比如新模具在开始进行批量生产时,其注塑成型周期通常会比成熟模具的要长,待生产稳定后,周期会逐渐调低;塑胶原料的批次不同,会导致某些指标存在差异,比如水分含量,为保证产品质量,烤料时间、注塑周期也会作相应调整,最终也会影响产能。


模具结构也会对产能产生影响,特别是对于一模多穴的模具(一模可以生产多个相同的产品,如1出8,1出16,1出32等),在其中一个穴或者几个穴出现异常的情况下,是下模维修,还是堵穴克服生产,这个需要综合考虑出货时间、品质以及生产成本。工程部模具维修组牵头与各部门共同协商制定一个模具保养规范,每次模具维修安排必须提前知会给生产计划部门,才能停机下模。生产计划在排产时,也会定期安排每套模具的保养时间。在产品切换时,注塑机台上的模具换线和调试时间一般在半小时左右。


工程部会定期修正每套模具的标准产能,并提供给计划、生产等部门,计划员在排生产计划时作为参考,并据此产能要求生产部门进行生产。


品质异常:


生产计划员也要了解产品的主要品质异常,以及解决方法和耗时。这样在产线异常发生时,才能综合评估产能的影响,做到心中有数,并督促相关责任部门尽快解决。塑胶成品的品质问题主要包括批锋(注塑压力过大)、缺料(压力小、周期不足或者塑胶料流动性差)、色差(来料异常或着注塑温度影响)、气泡、划痕、油污等。


机台换线注意事项:


在某种产品需求量稳定的情况下一台注塑机以及模具,尽量生产同一种颜色和材质的产品。因为塑胶料种类、颜色如果发生改变,每次机台换料后,都要用PP料(无颜色)进行洗机作业,如果清洗不干净,会导致后续生产出来的产品出现色差等不良,影响最终产出。


注塑云


泛盾注塑云是一款结合注塑工厂生产管理特点量身打造的MES制造执行系统,具有行业化、产品化、轻量化、技术领先等显著优势,结合物联网(IoT)解决方案,提供覆盖生产执行全流程的数字化业务应用。


泛盾注塑云从ERP/PLM等系统获取排程的静态的制造基础数据和动态的订单库存等数据;考虑企业排产的整体目标和策略(如客户优先级、订单交期、相同产品连续生产、资源负载均衡等等),预置算法,进行一键智能排产(或者根据企业计划现状,进行向导式排程/半自动排程/二次排产),得到订单交期的评估结果、精细的工序级生产计划、准确的投料计划,通过多种甘特图和报表的形式展示计划的结果。


目前大多注塑企业的计划人员以手工EXCEL形式进行排产,排程的结果过度依赖于计划员的经验和技能,且考虑的约束和条件有限。泛盾注塑云MES系统实施后,在考虑人员、模具、物料、设备等约束的同时,生成精细的工序级计划,细化到具体的工序、时间、设备和机台,便于指导车间的生产安排,计划工单可实时下发至机台,生产主管和车间组长可以根据计划开工时间进行生产齐套准备工作。从根本上减少生产计划制定的时间、生产准备时间,减轻计划人员工作负荷,提高工作效率和生产效率。


基于注塑云,计划人员还可将生产业务逻辑和排产经验梳理并固化到系统中,降低对人员经验技能依赖的同时,使计划制定更为及时准确,计划调整更加便捷,对市场的反应更快,能够更好地响应插单、改单、订单逾期、交货期回复、人员变动及设备意外故障等问题对计划的影响。基于有限产能、自动化的智能高级计划排产与调度,助力注塑企业快速制定符合各种生产约束条件(人机料法环)、满足计划目标与策略的、优化的详细生产作业计划,实现缩短生产周期,降低库存,提高按期交货能力,有效的实现企业经济效益增长。


注塑云通过与ERP/CRM/SCM等系统的集成,还可实现需求预测和订单承诺闭环;计划与排产闭环;排产与执行闭环;订单承诺与订单履约发货闭环,形成系统自治、自反馈、自决策。


产品采用所见即所得的标准功能模块设计,持续迭代;模块化的IOT数据采集硬件,及PC端、手机端、平板端等多端异地协同,可有效减少企业现场硬件投入,满足管理层移动办公需求。在技术架构方面,泛盾注塑云充分利用容器技术及大数据架构,支持端云一体的部署方式以及灵活的定制化场景,实施周期短,上线快,帮助企业以高性价比实现最大化的生产和经济效益,从而实现数字化转型升级。




文章来源:腾讯新闻


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