航空数控车间物流现状分析

航空数控车间物流现状分析

周丽娟,金星,方柏鑫

沈阳飞机工业(集团)有限公司   沈阳市皇姑区陵北街1号  邮编：110850

摘要

企业物流是企业内部的物品实体流动。这种物流活动是与整个生产工艺过程伴生的，实际上已经构成了生产工艺过程的一部分。过去人们在研究生产活动时，主要关注一个又一个的生产加工过程，而忽视了将每一个生产加工过程串在一起的、并且又和每一个生产加工过程同时出现的物流活动。所以，企业生产物流研究的潜力，时间节约的潜力、劳动节约的潜力是非常大的。优质的企业生产物流管理对于调整生产节拍，促进均衡生产有非常重要的意义。

关键词 物流，航空制造，RFID

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1现状

1.1国外现状

以汽车制造业代表丰田公司和航空制造代表波音公司为例，研究其公司在生产物流管理方面的管理方式，因其同属于离散型加工企业，生产物流组织方式与我厂有相似之处，有一定的借鉴的意义。

1.1.1丰田生产物流模式有几个核心理念： 

(1)持续改善理论

持续改善（Continuous Improvement）是当今国际流行的生产物流管理思想，它是以消除浪费和改进提高的思想为依托，对生产与管理中的问题，采用由易到难的原则，不断地进行“改善——巩固——改善——提高”的循环，经过不不懈的努力，以求长期的积累，获得显著的效果。

(2)准时化生产

准时化生产是指在需要的时间和地点生产必要数量和完美质量的产品和零部件，以杜绝超量生产，消除无效劳动和浪费，达到用最少的投入实现量大产出的目的。

准时生产方式基本思想可概括为“在需要的时候，按需要的量生产所需的产品”，也就是通过生产的计划和控制及库存的管理，追求一种无库存，或库存达到最小的生产系统。准时生产方式的核心是追求一种无库存的生产系统，或使库存达到最小的生产系统。为此而开发了包括“看板”在内的一系列具体方法，并逐渐形成了一套独具特色的生产经营体系。  

(3)自动化生产

自动化是丰田生产物流模式的另一大支柱，它指的是以中自动异常检测控制系统。即生产过程中因机械、工艺、操作、产品因素引起的各种异常，由加工零件的自动拣选、电子显示板、警示灯与设备自动停车、装配线手工停与电子显示牌组成，是保证产品质量的重要手段，是丰田生产方式实现连续、流动、多工序操作、同期均衡化生产的前提。 

自动化使得设备能够自动检测出不良品，并且在不良品生产时马上停止工作从而阻止不良品的继续生产。所以，丰田生产物流模式自动化达到了将质量控制和质量保证完全融入生产过程的理想境界。

丰田生产物流模式就是为实现企业对员工、社会和产品负责任的目的，以彻底杜绝浪费的思想为目标，在连续改善的基础上，采用准时化与自动化的方式和方法，追求制造产品的合理性的一种生产物流模式。生产物流模式的核心思想是消除生产过程中的一切浪费而支撑这种思想的两大支柱是“准时化”和“自动化”。 4以看板为工具的管理方式 

准时化生产方式以逆向“拉动式”方式控制着整个生产过程，即从生产终点的总装线开始，依次由后道工序从前道工序在必要的时刻领取必要数量的必要零部件，而前道工序则在必要的时间生产必要数量的必要零部件，以补充被后道工序领走的零部件。这样，进行后领取和后补充生产的知识信息的工具——看板，就在生产过程中的各工序之间周转着，从而将与取料和生产的时间、数量、品种、等有关的信息从生产过程的下游传递到上游，并将相对于独立的工序个体连接为一个有机的整体。综上所述，看板管理所遵循的基本原则是“后续领取”。

1.1.2波音公司的物流优化方案

波音物流处理得到优化方法就是将存储的零件和套件移到外部的仓库，仓库配置应用仓库管理系统(Catalyst International) 和射频数据通信网络(Intermec) 以确保对所有存货的追踪。零件和套件的拣选由包括两个转盘组成的水平转盘系统(Diamond Phoenix)管理。仓库系统高20英尺、深65英尺、宽35英尺。工人通过一个剪式的升降台在转盘系统中上下移动。转盘系统可容纳8000套件和3万库存单位。

大宗原料存储在悬臂架上,使用拣选叉车、滑板车以及起重叉车人工装卸搬运。通过将大宗原料和零部件移到外部仓库,波音增加了生产占地面积，可容纳生产两倍的飞机。仓库软件跟踪库存水平并与供应商的紧密联系以便保有合适的存货。在制造时，通过任何工作站配件的条码都被扫描。通过仔细监控记录每个工序需要的零件数量,每天结束时工作台没有额外剩余的零件,而在过去这是经常出现的情况,剩余的零件不得不重新搬回到仓库。

波音一体化集成了所有软件系统，系统功能带来巨大的效益。波音一体化系统的部分功能能更好地管理跟踪美国40家制造网络的耗品。一体化的仓库管理系统(WMS)和MRP系统还可实现更准确的零件跟踪，并准确预测生产运作中每种零件的需求量。

波音还实现了高度定制化软件与硬件系统的综合一体化，主系统和Intermec的射频数据设备、仓库管理系统WMS和MRP系统一体化集成，通过集中的Oracle关系数据库实现系统的数据共享。

1.2国内现状

我国的生产物流与发达国家相比，起步较晚、起点较低，虽然近几年有了迅猛的发展 ，但是其中还存在着很多缺点和不足 ，与美国、日本等国家的差距还很大。而且近几年的物流行业的重点主要集中在流通领域 ，对企业生产物流的重视程度较低，使得企业生产物流的发展欠缺平衡性。

2我厂物流管理的现状及不足

2.1现代物流管理体系不健全。

数控加工厂作为航空制造车间，普遍存在重生产轻物流的传统思维定式，对物流的重要性认识程度不够，导致在现代化建设过程中缺乏现代物流发展战略，无法为物流业务的现代化建设提供持续的、系统的支撑和指导。进而导致企业内部缺乏甚至没有现代物流管理制度和覆盖物流业务全流程的标准规范，难以对物流业务进行科学的监控和准确的评价，对运行过程中存在的问题往往只能从点上改进，无法从根本解决。

另外，在组织管理模式上，缺乏自上而下、统一的物流管理组织机构，物流运行处于分散的、初步的功能性管理，缺乏系统的、全局的统筹管控，敏捷性较差、部门壁垒严重，导致了物流各环节衔接不顺畅，整体效率不高。

2.2物流信息化水平低

数控加工厂物流信息化水平目前还处于初级阶段，目前能通过信息化手段实现厂内的原材料、工装、刀具的的人工配送，但仍有以下问题：

（1）配送过程自动化程度低，大多通过叉车、吊车来以及人力完成，劳动强度大；生产物流调度通常靠人工决策。

（2）没有准确的工序级生产作业计划，导致生产环节与供应环节的不协调，导致生产现场物料堆积的现象，或停工待料的问题，影响数控设备利用率，不利于实现均衡生产。

（3）在生产物流中，缺少物流实时跟踪数据。缺少从毛料入库到成品出厂，这一整个过程工序、库存、运输等实时数据，无法掌握生产物流的流量、流向及变化。而生产过程中信息的传递流通常常出现断点，导致信息不能连续及时传递，出现信息流与物流不同步。

（4）流程信息采集和处理方式落后,信息化程度低。在物流中心的各个环节上还未真正的实现信息化,处理方法还主要依靠在卡片、表格等方式,没有做到数据有效管理。 

2.3物流模式传统

数控加工厂采用传统的面向服务的物料配送模式。车间生产线上物料供给采用被动生产要料方式，即所有物料按类别存放在几个各自孤立的库房，如毛料库房、工装库房、样板库房、刀量具库房等，为满足快速增长的产量需求，保证生产加工的连续不断线，各大企业对物流基础设施进行了分散投资和重复性建设，使运输、库房等物流资源出现严重的浪费，物流成本难以控制。

2.4物流基础设施落后

物流基础设施建设仍然较为落后。生产物流设备缺乏机械化和智能化，自动化程度和利用率较低，导致生产物流效率受到了影响。

3未来发展

3.1制度及规范标准制定

物流业务流程梳理。根据物流全要素：包装、仓储、配送、装卸、搬运、运输、流通加工、物流信息等及生产现状进行物流业务范畴的界定。基于物流要素为核心，对原材料包装、原材料配送、毛料加工、工序间内部物流周转搬运、各单位间外部物流周转、物料交付配送、物料仓储等进行全流程梳理与固化。

完善物流管控制度。根据物流业务流程梳理，完成物流组织设置、任务分工、职能责任、流程活动、绩效评价等的规定，完善物流管理制度。

评价体系。从经济、高效、准时等维度出发，需进行物流成熟度评价模型构建、物流绩效评价指标制定等工作，构建物流成熟度评价模型，及时发现物流能力的短板，进行科学的改进。

3.2信息化解决方案

在智能制造模式下，应利用物联网、大数据、人工智能等技术，将物流各要素连接入网，通过传感器实时采集物流运行过程中的各种数据，供后台大数据系统进行分析处理，根据智能算法给出决策方案，通过集成的物流管控系统对物流资源进行统一的调配、管控，减少因人工经验判断造成的操作错误，提升物流信息集成和业务协同程度。

具体做法是RFID技术的应用：

一是物料或工件标记。根据生产订单安排好投产计划，将物料、工件等需要标记的产品与RFID标签进行绑定，通过MES、ERP等系统的相关数据接口获取产品信息并写入RFID标签（如零件批架次、基本属性等信息），在MES系统中建立产品档案，全自动跟踪货物生产线转换流程。

二是工位管理。每个工位处安装有RFID读写器和天线，当贴有RFID标签的产品进入工位时，读写器读取产品上标签数据，并将信息传输给物流控制管理系统，系统根据产品信息，列出货物批次、加工状态等信息，并显示在显示屏上，可提示生产工人进行相关操作。

三是库存仓储管理。产品下线后转存至仓库。在仓库安出入库安有RFID通道式读写器，读写器自动对进出库的产品进行数据采集，实时反映库存的情况，实现对产品货物的高效、实时化管理。

此外，采用物联网相关信息感知技术对生产物流信息进行实时感知。通过现场总线或局域网等方式将RFID读写器、条码扫描器等信息采集设备进行互联，将生产过程中实时感知到的生产物流信息存储在车间服务器中，车间服务器通过公司内网可以与其他系统（如MES、ERP等）集成，进行信息传递，实现信息的共享。

另一方面，生产所需物资在配送区按照具体配送目的地进行集中，并根据各条生产线的节拍进行配送作业。因此，采用电子看板、无人牵引小车、配送台车等工具。

参考文献：

[1] 王建勋. 船体零部件制造数字化车间物流标准试验验证研究[ J].船舶标准化与质量，2018（3）.

[2] 王亚超．生产物流系统建模与仿真[M]．北京：科学出版社。2001．

[3] 董明，吴一帆，吴畅，等．随机需求下半导体生产车间的物流系统仿真优化[J]．上海交通大学学报，2010，44

(3)：306—310．

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