十多年反復規(guī)劃論證，貴州永吉最真實且客觀的智能印廠搭建經(jīng)驗
時間：2020-08-26 來源：
貴州永吉印務(wù)股份有限公司（以下簡稱“貴州永吉”）早在2005年就開始嘗試信息化系統(tǒng)建設(shè)，但受限于當時的信息化與技術(shù)水平，幾經(jīng)輾轉(zhuǎn)也無法達到預期目標，最終項目宣告暫停。
近年來“兩化融合”“中國制造2025”已成為新的風向標，隨著社會發(fā)展以及各種創(chuàng)新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，智能制造成為各行各業(yè)熱議的焦點，于印刷包裝行業(yè)而言也不例外。同時，印刷包裝行業(yè)是典型的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，整個行業(yè)面臨產(chǎn)能過剩、生產(chǎn)成本上升、環(huán)保剛性約束等多重壓力，利潤持續(xù)走低，勞動密集型難以為繼……結(jié)合當下供給側(cè)改革等情況，諸多印刷包裝企業(yè)都在尋求信息化、智能化解決方案，來降低成本、提升效率、轉(zhuǎn)型升級。
經(jīng)過長時間的反復規(guī)劃認證，貴州永吉梳理出智能工廠在企業(yè)推行的原始需求，也是接下來推動項目落地的基本目標。
1.客戶需求在變化
隨著下游客戶信息化管理水平的提升，客戶對訂單過程關(guān)注、質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯、原輔材料批次問題、質(zhì)量問題產(chǎn)品的快速定位與反饋等問題，提出越來越嚴格的管理要求甚至執(zhí)行標準。以煙包印刷企業(yè)為例，生產(chǎn)過程管理到托盤已經(jīng)成為公司上下一致的要求，而傳統(tǒng)依靠人工進行監(jiān)督與管理的方式明顯跟不上節(jié)奏，主要表現(xiàn)為不及時、不全面、不準確等。
2.企業(yè)資源數(shù)字化
企業(yè)精益管理運作多年，不斷傳承的工匠精神與精益管理理念將企業(yè)管理推向極致，6S各項管理指標與執(zhí)行標準也步入正軌。在此基礎(chǔ)上，如何將企業(yè)生產(chǎn)過程資源進行有效數(shù)字化與信息化是迫切需求，目標是把人、機、料、法、環(huán)、技等全面資源以數(shù)字為載體加以匯聚、梳理、優(yōu)化并迭代，提高企業(yè)數(shù)據(jù)決策水平，為企業(yè)中長期可持續(xù)發(fā)展提供決策支撐。
3.科技創(chuàng)新發(fā)展動力
新時期，工業(yè)生產(chǎn)走向自動化與智能化，先進的科技手段與系統(tǒng)工具層出不窮，管理手段日新月異，AI人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)、自動化倉庫、無人引導叉車AGV等也在制造行業(yè)頻頻亮相。落后就可能被淘汰，印刷包裝企業(yè)在這一波智能化產(chǎn)業(yè)升級進程中是否具備彎道超車的基礎(chǔ)，需要企業(yè)深入探討與實踐驗證。
從整體信息化水平上來看，放眼望去，印刷包裝行業(yè)是整個制造行業(yè)的“弱勢群體”，行業(yè)中可參考的成功案例不多，加上企業(yè)間管理特點差異明顯，企業(yè)更多的是需要從自身角度出發(fā)，面對如何邁出第一步。
在逐步厘清各種軟件系統(tǒng)（ERP、MES、WMS等）的功能特點與功能界線后，明確了自動化硬件系統(tǒng)（自動化倉庫、AGV/RGV等智能物流、自動飛達與自動化物流體系等）的成熟水平和應用難點后，我們堅定不移地選擇了以數(shù)字化、信息化為基礎(chǔ)，逐步結(jié)合自動化走向智能化的發(fā)展路線。
2018年3月，公司正式啟動智能工廠一期項目《數(shù)字車間管理系統(tǒng)MES項目》。該項目的核心目標是實現(xiàn)全廠60余臺大型設(shè)備的數(shù)據(jù)聯(lián)接，實現(xiàn)生產(chǎn)透明化管理。具體來說，分成4個小目標：
(1)實現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)范上傳，避免人工填寫的主觀隨意性，比如生產(chǎn)自動報工、設(shè)備狀態(tài)等；
(2)讓管理者全面、實時掌握生產(chǎn)和設(shè)備情況，比如應用車間看板與生產(chǎn)管理APP等；
(3)實現(xiàn)生產(chǎn)全過程可追溯，發(fā)現(xiàn)問題、鎖定問題，快速處理，降低日常損耗，比如按托盤為管理維度等；
(4)實現(xiàn)機器連接之后的工序間協(xié)同，快速應對客戶需求，提高工單切換效率，比如即時信息推送與預警等。
這些小目標都是企業(yè)過去20余年發(fā)展過程中不斷累積的問題，也是日常管理中困擾企業(yè)整體運營的要點。經(jīng)過與合作伙伴的精誠協(xié)作，一期項目如期完成，并且各項指標均達到預期。
在項目執(zhí)行中，我們深刻體會到高科技手段帶來的實際效益，在此重點回顧兩個業(yè)界首創(chuàng)應用。
1.AI人臉識別的應用
由于貴州處于西南邊陲，所以企業(yè)無法對一線員工的學歷與電腦操作水平提出高要求。如何解決MES系統(tǒng)需要員工進行登錄操作的問題？如何規(guī)避執(zhí)行過程中可能存在的代崗操作問題？AI人臉識別是一個創(chuàng)新思路，我們隨即與合作伙伴一起研討，很快就成功開發(fā)出來了，前后兩個星期便實現(xiàn)了測試、上線。其便捷性得到一線員工的普遍認可，公司管理層也對項目的成功落地充滿信心。后來我們才知道，這是AI人臉識別功能第一次在印刷包裝企業(yè)生產(chǎn)一線得到應用，在當年11月份舉行的企業(yè)開放日活動中，得到同行嘉賓的一致好評。
2.設(shè)備參數(shù)的深度采集
眾所周知，紙張/電化鋁的批次質(zhì)量穩(wěn)定性會導致生產(chǎn)停機的概率升高、廢料率上升，對于造成的損失，企業(yè)往往只能吃啞巴虧，因為無法通過有效手段追溯并且還原事情真相。例如，在模切工序中，相同產(chǎn)品/相同機臺/相同參數(shù)設(shè)置/連續(xù)生產(chǎn)時間的條件下，結(jié)果是“同批次原料”在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生不同的實際反饋值，證明了“同批次原料”實現(xiàn)不同批產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的問題所在。
在完成了智能工廠二期項目《WMS倉儲管理系統(tǒng)》后，貴州永吉對物料批次管理實現(xiàn)了端到端的管理與追溯，從供應商訂單/打碼協(xié)同、原材料進檢出庫、按單領(lǐng)退料、半成品管理，直到成品入庫的全面數(shù)字化應用。2019年4月，貴州永吉啟動了智能工廠三期項目《自動化倉庫項目》。由于場地限制，自動化倉庫定位成輔料倉庫，主要滿足物料批次管理、先進先出、臨期預警、安全操作等現(xiàn)實需求，規(guī)劃并實現(xiàn)的庫位數(shù)比原倉庫提升了兩倍，完全滿足規(guī)劃預期。
項目初期一切進展順利，但在項目后期，需要對整體軟硬件系統(tǒng)進行聯(lián)動集成時，遇到了不小的麻煩。技術(shù)方案中，自動化硬件供應商在硬件方案中會配套“標準”的WMS倉庫管理系統(tǒng)與WCS倉庫調(diào)度系統(tǒng)，WMS是接收出入庫指令并向WCS下發(fā)調(diào)度信息的中樞系統(tǒng)，WCS則連接著硬件電控部分；同時WMS需要與MES系統(tǒng)做集成聯(lián)動，才能實現(xiàn)根據(jù)生產(chǎn)節(jié)奏來指揮自動化倉庫運行，簡單來說是為了實現(xiàn)生產(chǎn)拉動倉庫。但是，問題來了：
1.半套WMS的取舍
硬件系統(tǒng)配套的WMS只面對自動化倉庫，無法滿足對企業(yè)生產(chǎn)過程物料的精細管控，姑且只能稱之為“半套WMS”；在與二期項目已經(jīng)部署的全套WMS之間需要做個抉擇，是放棄半套WMS，還是改造升級全套WMS?
2.自動化倉庫配套的標準WCS系統(tǒng)應用表現(xiàn)
自動化倉庫配套的標準WCS系統(tǒng)應用表現(xiàn)出對印刷包裝企業(yè)的不適應，例如出入庫策略、倒庫策略、路徑與庫位匹配等，均需要優(yōu)化運行策略甚至重構(gòu)調(diào)度數(shù)學模型，否則應用效果難以達成預期，這是硬件供應商難以服務(wù)周全之處。
經(jīng)過與合作伙伴多輪研討論證，結(jié)合整體信息系統(tǒng)可持續(xù)主動運營的目標，我們做出明確決策：放棄半套WMS，重構(gòu)WCS。事實證明，這是正確的選擇。
經(jīng)過20多個軟件版本升級迭代，一套全新、完整的軟件系統(tǒng)與標準硬件系統(tǒng)實現(xiàn)了無縫集成，真正完成了數(shù)字化車間與自動倉庫的聯(lián)動。目前，一座“黑燈倉庫”正在有序完成各項工作。隨著三期項目的順利落地，公司項目也被授予“貴州省智能制造示范項目”稱號，這是對我們過去多年不斷努力的認可，我們備受鼓舞。
一路過來，收獲良多，也在跌跌撞撞中不斷成長。回望時，也是感慨萬千，小結(jié)幾點供大家參考：
1.如果建新廠，一定先做好整體規(guī)劃
整體系統(tǒng)需要有個規(guī)范的環(huán)境才能發(fā)揮最大作用，在老廠區(qū)里連生產(chǎn)工序都可能與設(shè)備排布規(guī)則相悖，自動化建設(shè)不是第一要務(wù)。另外，基礎(chǔ)配套設(shè)施需要提前規(guī)劃安排，避免臨時搭蓋，比如機房、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等。
2.統(tǒng)籌規(guī)劃，分步建設(shè)
有了整體硬件布局（含設(shè)備布局、功能區(qū)規(guī)劃、物流線路、人流線路等）和信息系統(tǒng)規(guī)劃后，一定要充分了解各階段項目方案的應用價值，結(jié)合當前的核心需求進行分階段目標設(shè)定，并結(jié)合企業(yè)發(fā)展階段分步進行，不盲從，不跟風。
3.用不斷演進的思維來看待新技術(shù)與新應用
在這個科技飛速發(fā)展的時代，企業(yè)要充分結(jié)合當前技術(shù)特點和跨行業(yè)應用水平，也要積極實踐前沿科技的應用成果，例如工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)云平臺等。
4.信息系統(tǒng)平臺應具有專業(yè)性、開放性、延展性、靈活性、實用性等基本特點
不要停留在既有軟件產(chǎn)品的功能滿足程度上，更應該關(guān)注行業(yè)內(nèi)有標準的整體解決方案且有實施交付能力的技術(shù)架構(gòu)，打開思路，認真厘清供應商“一葉障目”的說詞。
5.與強者攜手，才會變得更強
選擇背景強大的行業(yè)合作伙伴，一方面，可以提高項目實施的成功概率、新技術(shù)的導入效率和新需求的落地幾率；另一方面，合作雙方在信息系統(tǒng)支撐服務(wù)企業(yè)精細管理、提升精益水平等軟實力方面具有相輔相成、迭代優(yōu)化的巨大潛力。
作者｜貴州永吉印務(wù)股份有限公司 黃 革