本文是一篇生產(chǎn)管理論文，本論文課題來源于管理實踐，通過本人理論學(xué)習(xí)與工作實踐的結(jié)合，制定出的針對熱敏打印產(chǎn)品生產(chǎn)管理智能化方案，能有效提升 A 公司熱敏打印產(chǎn)品生產(chǎn)管理智能化水平，同時為其他企業(yè)生產(chǎn)管理改進提供一定的借鑒。
1  緒論
1.1  研究背景
制造業(yè)既是我們國家市場經(jīng)濟的生產(chǎn)力主體和基本支撐，同時也是我們黨和國家在社會主義經(jīng)濟建設(shè)中的動力引擎和重要保障，更是一個社會主義國家經(jīng)濟與社會進步的綜合表現(xiàn)。尤其對人口眾多的我國而言，安置就業(yè)崗位最多的制造業(yè)是我國的立國之本，也是社會穩(wěn)定的強國之基。改革開放以來所不斷獲得的一系列光輝發(fā)展成果，更是充分體現(xiàn)和突出了制造業(yè)對于我國的經(jīng)濟社會發(fā)展、人民富裕和經(jīng)濟社會持續(xù)進步所發(fā)揮的各種關(guān)鍵性推動作用[1]。
近年來，市場和客戶需求的不斷變化、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展以及全球市場競爭的加劇，使企業(yè)發(fā)展的外部經(jīng)濟環(huán)境和內(nèi)部管理需求產(chǎn)生了一系列根本性的變化，企業(yè)對于生產(chǎn)的關(guān)注焦點從 60 年代的規(guī)?；可a(chǎn)、到 70 年代的追求低成本、80 年代的產(chǎn)品質(zhì)量最佳優(yōu)先、90 年代的小批量市場響應(yīng)能力的增強，21 世紀對技術(shù)與服務(wù)要求更加提高。德國率先推出“工業(yè) 4.0”，而深入的智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和其他相關(guān)技術(shù)的加速發(fā)展促進了生產(chǎn)智能化系統(tǒng)的實際應(yīng)用，生產(chǎn)過程也由操作工人的手工、單一的加工設(shè)備、加工工藝的剛性化逐漸向柔性化、高效化、智能化轉(zhuǎn)變。制造業(yè)也由以前傳統(tǒng)模式下的人員和設(shè)備密集型，向信息化、數(shù)字化和智能化的產(chǎn)品和服務(wù)密集型轉(zhuǎn)變，新的產(chǎn)業(yè)革命已經(jīng)到來[2]。 目前，全球的十大裝備制造業(yè)在高新科學(xué)技術(shù)的系統(tǒng)化、生產(chǎn)管理方法、產(chǎn)業(yè)管理模式、價值鏈等各個方面經(jīng)歷著巨大的產(chǎn)業(yè)變革，尤其是近年來一系列基于顛覆性高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)。云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動端和互聯(lián)網(wǎng)等全新的現(xiàn)代信息基礎(chǔ)技術(shù)也開始迅速大規(guī)模爆發(fā)，從而正式拉開了生產(chǎn)管理智能化的全新發(fā)展序幕。智能機器人、數(shù)字化裝備制造、3D 激光打印等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破，正在不斷推動各國制造業(yè)的現(xiàn)代科學(xué)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)共享外包、異地合作協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計和大規(guī)模的客戶個性化產(chǎn)品定制、精準化的供應(yīng)鏈、電子商務(wù)等多種網(wǎng)絡(luò)化的協(xié)同生產(chǎn)的商業(yè)模式正在進一步創(chuàng)新和重塑制造產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈體系，隨著近年來制造業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展，國際、國內(nèi)市場競爭也日益激烈，從而對制造企業(yè)的未來發(fā)展方向提出了更加嚴格的戰(zhàn)略布局要求，產(chǎn)品研發(fā)制造的全過程及其中在國內(nèi)、國際市場的分工也隨之不斷發(fā)生深刻的變革，同時產(chǎn)品制造過程中的分工也在發(fā)生深刻的變化[3-6]。
1.2  研究內(nèi)容與意義
1.2.1  研究內(nèi)容
本文就 A 公司生產(chǎn)管理智能化的研究，通過對生產(chǎn)管理的信息化、數(shù)字化、智能化的轉(zhuǎn)型升級措施，解決在生產(chǎn)管理中所面臨的問題，提高在交貨期、產(chǎn)品質(zhì)量、停機率的管理水平，在企業(yè)資源計劃(Enterprise Resource Planning，簡稱 ERP)框架下運行制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing  Execution  System，簡稱 MES）和基于 3C（Computing、Communication、Control）計算、通信和控制技術(shù)的信息物理系統(tǒng)(Cyber Physical Systems，簡稱 CPS)的融合應(yīng)用模式[8-9]，從影響企業(yè)的交貨期、質(zhì)量、成本的角度上分析問題產(chǎn)生的原因和背景，通過與國內(nèi)外其它相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)管理智能化過程進行對比，探索更高效的熱敏打印頭產(chǎn)品生產(chǎn)管理智能化方案，解決產(chǎn)品在生產(chǎn)管理過程中存在的問題。
信息化是制造生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)客戶訂單制定的生產(chǎn)計劃，對物料配套、人員和設(shè)備的狀況、異常處理等整個的生產(chǎn)過程，通過企業(yè)信息處理平臺系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和物料可視系統(tǒng)等形式生成全新的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)資源。它的設(shè)計目的主要是為了通過促使各個企業(yè)內(nèi)各個不同層次的業(yè)務(wù)管理者清晰地及時掌握“業(yè)務(wù)現(xiàn)在是什么情況”，“流程進展到哪里”，“有沒有出現(xiàn)問題”等所有生產(chǎn)相關(guān)業(yè)務(wù)動態(tài)信息，從而為企業(yè)生產(chǎn)管理得出更多的、準確的、有利于及時實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)要素和資源組合更加優(yōu)化的戰(zhàn)略決策，合理配置企業(yè)人力和物料資源，增強企業(yè)自身的主動應(yīng)變能力，獲取最大化的生產(chǎn)管理效率和最大化的企業(yè)經(jīng)濟效益[10]。
數(shù)字化是基于對企業(yè)信息化生產(chǎn)系統(tǒng)中所有記錄數(shù)據(jù)進行分析，對存在問題提供分析報表和提出解決的方案，管理者可以依據(jù)自身的現(xiàn)實情況來修正所需要的解決方案，系統(tǒng)經(jīng)過不斷地學(xué)習(xí)和優(yōu)化解決方案，最終為客戶提供一個最優(yōu)的解決方案，反過來再指導(dǎo)生產(chǎn)加工的相關(guān)過程。這實際上就是一個“智能學(xué)習(xí)”的過程，這一過程一旦突破，企業(yè)的生產(chǎn)管理的水平會大幅提升，企業(yè)的盈利能力也會大幅提升[11]。
2  生產(chǎn)管理智能化理論與方法
2.1  信息物理系統(tǒng)（CPS）
信息物理系統(tǒng)（Cyber Physical Systems，簡稱 CPS)是一個綜合了計算、網(wǎng)絡(luò)和物理環(huán)境的多維系統(tǒng)，通過 3C（Computing、Communication、Control）技術(shù)有機融合與深度協(xié)作，實現(xiàn)大型工程系統(tǒng)的實時感知、動態(tài)控制和信息共享，讓物理設(shè)備具有計算、通信、精確控制、遠程協(xié)調(diào)和自治等五大功能，從而實現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與現(xiàn)實物理控制的融合。CPS 技術(shù)可以把資源、信息、物料和人等緊密地聯(lián)系到一起，從而為企業(yè)創(chuàng)建物聯(lián)網(wǎng)和其他相關(guān)的服務(wù)，使企業(yè)生產(chǎn)管理升級成為更加智能的系統(tǒng)。
信息物理系統(tǒng)改進了以前制造行業(yè)的邏輯，在該系統(tǒng)中每一個工件都要計算得出有哪些加工過程才能滿足生產(chǎn)要求，當現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備進行升級時，這個生產(chǎn)系統(tǒng)的整體體系和結(jié)構(gòu)也就被不斷地進行升級和優(yōu)化。這就意味著現(xiàn)有的生產(chǎn)管理可以經(jīng)過不斷的升級而得以完善和優(yōu)化，從而將以往較為僵化的集成型企業(yè)自動控制系統(tǒng)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑姆植际娇刂葡到y(tǒng)模式，并且利用傳感器準確地記錄生產(chǎn)的實時環(huán)境，使用智能生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)和智能化處理器系統(tǒng)來做出最優(yōu)決策。CPS 系統(tǒng)是作為該生產(chǎn)體系的關(guān)鍵技術(shù)，在實時信息感知的條件下，實現(xiàn)了對信息進行動態(tài)管理的功能。CPS 系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于對計算、通信和物理系統(tǒng)一體化的環(huán)境中，其在各個系統(tǒng)應(yīng)用中都嵌入了計算和通信的整個過程，使這種交換式互動大大地增加了系統(tǒng)實際可以使用的功能。智能化生產(chǎn)的核心技術(shù)是信息物理系統(tǒng)的應(yīng)用，該技術(shù)也被德國人稱為智能化核心技術(shù)，其研究的主要方向是智能化生產(chǎn)管理，以及現(xiàn)場與實際生產(chǎn)活動密切相關(guān)的設(shè)備自動化和智能化應(yīng)用的各種場景[13]。
2.2  信息化的技術(shù)基礎(chǔ)與特性
信息化的基本概念最早起源于 60 年代的美國和日本，最先使用信息化的概念是由當時的日本著名政治經(jīng)濟學(xué)家梅槕忠夫提出，迅速被商業(yè)社會認可并發(fā)展應(yīng)用起來的，而后經(jīng)過翻譯成英文，得以將其傳播至西方，西方社會中所廣泛使用的“信息社會”和“信息化”這兩個基本概念最早也都是 70 年代后期才開始的。信息化技術(shù)代表了一種新式的現(xiàn)代信息處理技術(shù)，它得到了高度廣泛的研究應(yīng)用，信息技術(shù)成果也因此得到了高度的分享。隨著電子計算機信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)和移動通訊信息技術(shù)的快速進步與不斷發(fā)展，應(yīng)用范圍也越來越廣，生產(chǎn)管理信息化正逐漸發(fā)展成為促進各類企業(yè)的管理水平提高，實現(xiàn)行業(yè)可持續(xù)性健康發(fā)展及不斷提升其市場競爭力和盈利能力的主要技術(shù)保障[14]。
現(xiàn)代信息化技術(shù)高速發(fā)展，我國正在從工業(yè)化的時代逐步邁向信息化的時代，經(jīng)濟學(xué)家們已經(jīng)普遍意識到，當我國進入 21 世紀后，信息將會發(fā)展成為第一個生產(chǎn)要素，同時也會形成信息化系統(tǒng)的重要科學(xué)技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)?；ヂ?lián)網(wǎng)作為一種正在形成和發(fā)展中的、有價值且潛力很強的信息存儲系統(tǒng)和信息共享中心，技術(shù)日趨成熟。同時，借助信息化技術(shù)平臺，企業(yè)可以實現(xiàn)諸多數(shù)據(jù)系統(tǒng)之間的互聯(lián)與互通。信息化系統(tǒng)的集成及互聯(lián)互通，包括設(shè)備數(shù)據(jù)采集的互聯(lián)互通，也包括生產(chǎn)車間系統(tǒng)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。
3  生產(chǎn)管理現(xiàn)狀與問題分析 ................................. 15
3.1  公司簡介 .............................. 15
3.2  產(chǎn)品介紹 .................................... 17 
4  生產(chǎn)管理智能化方案 ................................... 33
4.1  生產(chǎn)管理智能化整體思路 ............................. 33
4.2  生產(chǎn)計劃智能化 ...................................... 34
5  生產(chǎn)管理智能化保障措施 ............................. 46
5.1  資金保障 ..................................... 46
5.2  組織人員保障 .................................. 47
5  生產(chǎn)管理智能化保障措施
5.1  資金保障
A 公司通過生產(chǎn)管理智能化的實施，針對車間生產(chǎn)計劃進行智能化改進，A 公司生產(chǎn)管理智能化系統(tǒng)對每一張訂單設(shè)定的加工開始時間和訂單的完工時間，可視化的展現(xiàn)訂單在生產(chǎn)過程進行的狀態(tài)，制定相應(yīng)的處理反饋和處理流程，這些都需要系統(tǒng)平臺和車間里的可視系統(tǒng)，為提供生產(chǎn)管理智能化平臺的資源，需要提供資金保障，資金用來搭建智能化的系統(tǒng)平臺和購入車間里可視系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所需要的硬件資源。如前文所述，這些資金的投入會帶來更多的效率、質(zhì)量提高和成本的降低，初期的資金投入后，后期的資金可以由產(chǎn)生的收益進行填補，使生產(chǎn)管理智能化平臺和車間可視系統(tǒng)的投入資金得以保障。 A 公司的最終質(zhì)量檢測為印字檢查，智能制造升級后由人工檢查改為三維測量系統(tǒng)，三維重構(gòu)的絕對檢查精度可以達到 6μm，遠遠超于檢查員所能達到的檢查精度，這樣非常有效防止規(guī)格外不良品的市場流出，同時也杜絕因質(zhì)量檢查過度產(chǎn)生損失。印字的檢測成像系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)也需要資金保障才能實現(xiàn)，主要用來購入成像設(shè)備和數(shù)據(jù)系統(tǒng)的平臺搭建、網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)的相關(guān)費用。初期的資金到位后，由于檢查人工和熱敏打印紙耗材的大幅減少，短期內(nèi)即可收回資金，并產(chǎn)生盈余。這樣有利于投資和產(chǎn)生收益的良性循環(huán)，推動檢測作業(yè)智能化的全面展開，使熱敏打印頭產(chǎn)品的整體質(zhì)量管理水平提升到新的高度。
結(jié)論
本文針對 A 公司產(chǎn)品工藝特點，并結(jié)合生產(chǎn)管理智能化的理論基礎(chǔ)和技術(shù)發(fā)展，提出了生產(chǎn)管理智能化的改進方案，就改進方案的研究進程和結(jié)果來看，有以下幾個方面：
（1）生產(chǎn)計劃智能化的改進方面，企業(yè)實現(xiàn)了生產(chǎn)調(diào)度管理智能化，運行良好；計劃管理智能化具備了信息化、數(shù)字化的基礎(chǔ)應(yīng)用環(huán)境，接下來是針對“最大完成工期”和“最小化延期交貨時間”的算法植入和優(yōu)化的過程。
（2）檢測作業(yè)智能化的改進方面，三維成像功能已經(jīng)實現(xiàn)；接下來是根據(jù)三維立體圖像的交點在數(shù)碼相機和三維投影儀的空間標定中分別進行計算，進入調(diào)試優(yōu)化階段。
（3）故障響應(yīng)智能化的改進方面，如第 4 章所述故障管理系統(tǒng)已導(dǎo)入應(yīng)用；停機響應(yīng)的改進和設(shè)備綜合效率（OEE）的改進相結(jié)合，不斷進行完善。
（4）員工技能管理的改進方面，員工技能管理系統(tǒng)已經(jīng)建立，接下來是把員工技能管理系統(tǒng)與設(shè)備操作系統(tǒng)進行聯(lián)機，即可實現(xiàn)對員工技能、操作資格認定的閉環(huán)管理。
但是，因為筆者的工作實踐和技術(shù)水平有限，本篇論文仍會存在著一些缺陷，是否真正能夠被推廣至其它企業(yè)還亟待商榷。鑒于筆者的理論知識和技術(shù)能力及其準備時間的倉促，還有以下幾個問題仍然需要我們做進一步的探究。
參考文獻（略）