多品种少数量型的智能工厂应用

1、欧姆龙的智能工厂案例多品种少数量型的智能工厂应用引言： 欧姆龙的生产系统，是着眼于对生产数量及种类的有效平衡协调而演变而来的。本提案的案例中的欧姆龙（上海）有限公司就是不断追求多品种少产量产品的精益生产系统革新的代表。因此我们也愿意把多年积累的经验作为新的服务提供给国内的制造业同行。构筑多品种少产量的生产系统，需要在生产设备和信息设备两方面下功夫。其特点为，以生产平台概念为基础，通过信息平台整合人与设备来组建的小型生产单元的低成本自动化方案（LCIA）。从而尽可能用当初少品种多产量的生产设备来满足多品种少产量的产品要求，并且在生产中不间断的对系统进行完善和小步升级，从而平衡内部短期效益和长期对

2、外竞争力的良性组合。这里的生产平台是指作为实际生产系统的插件/贴片安装平台和组装平台（ASSY）。与此对应的信息平台的作用是个体动作间的有机关联以及演变。除了有机的整合人机设备以及管理从元器件到出货的生产过程，信息平台的作用还包括通过（大）数据处理及时发现/预测每个生产环节上发生的问题，最大限度的保证生产系统的高效及稳定运转。 一、项目概况 生产系统十年磨一剑，在顾客的复杂要求和价格下降压力之中求得生存项目背景 诸多挑战面前的盈利扩大 本次案例介绍的欧姆龙（上海）有限公司作为欧姆龙集团的海外研发生产基地之一，工厂原有作业人员2000人左右。经过近十年的努力，在不增加员工数量的情况下，目前每年生

3、产的产品种类可达22000多种，而且每种产品的产量不一，有的型号产品最少每年只生产几十件。这种情况对生产的安排，对产品的质量，成本及发货期等等的控制都是极大的挑战。因此，我们从工厂开始的2005年底就开始了LCIA解决方案的计划与实施，直至今日仍在继续。项目简介及项目目标： 三个五年计划的执行如图1所示，项目按照五年计划的格局总体分为三个阶段：生产线的彻底的标准化，分阶段的自动化，以及生产系统的智能化。项目开始于2006年，每个阶段的时间跨度为五年，2006 2011 2016 20XX。现在正在向智能化以及柔性化的方向努力。具体阶段概要如下表所示。另外，每一阶段的具体实施细节也在图表中说明。

4、图/1项目的总体架构以及时间段二、项目实施概况（请用一句话标题替换，突出项目特点和亮点。）项目总体架构和主要内容 项目的总体架构以及时间段在图 1 已有涵盖。根据上面提到的三个五年计划，我们把在 2006 年开始的Stage1 以及 2011 年开始的Stage2 两个阶段中的工作和成绩做一细化总结，同时对 2016 年已经开始的Stage3 开始的柔性生产改善也做一个概述。 图/2 生产平台的构筑在说明图 2 之前，介绍一下欧姆龙上海工厂的开始背景。当时它是由三家独立的欧姆龙工厂合并而成。所以，最初几家部门由于历史原因及不同的产品系列各自为政，从采购到设计以及生产管理没有一个统一的考虑。因此

5、，我们的第一步计划是一步步通过标准化的制定执行统筹规划所有的人力物力资源，包括产品设计理念以及设备设计思想。比如三个工厂的产品大都用到 SMT 操作，于是我们针对 SMT 做了基于标准设计的自动化考虑及实施。另外，在信息平台方面，我们导入了MES 的同时对产品批次跟踪以及多种类作业支援方面做了很多更新。图/3 U 型组装台在（大部分）SMT 工序完成之后，全部产品所需物件会被送入图 3 中的 ASSY 组装平台，也是我们所称的 U 型台。每个 U 型台将完成产品出厂前所需的全部组装操作，包括与说明书一起的贴标封装。图/4 信息平台的构建图/5 不同类型生产线的构建（细节请联系欧姆龙公司）欧姆龙

6、上海工厂的产品覆盖多种少量和中种中量，所以我们对生产线的设计也作了不同的考虑。比如上图中的安装 PF 主要指电路板上的插件操作，因而针对不同的插件种类（形状，尺寸）以及不同的订单大小我们有不同特性的操作平台。同样的，在后期组装线上我们也有从相对大产量的专用组装平台到柔性的混流平台等选择。值得说明的是，所有这些操作及选择都是基于 Stage1 之后的高度统一的标准化的结果。图/6 决定 LCA 的升级思路图 6 说明了 Stage2 的执行 LCA 改进时的决策逻辑，即利用有限的人力物力解决生产中的瓶颈需求。所以，如表中所示，对不同产品（纵向）生产所需要的不同工艺（横向）做一列表，从而发现最通用

7、的操作需求进而明确局部自动化的实现来达到最大的设备更新投入产出效果。需要再次强调的是，如果没有之前的合理优化的内部标准化的努力，所有这些操作都无从谈起。以下两图（7/8）介绍的是生产系统的可视化平台。通过欧姆龙自行研发的包括 Timeline 等等的可视化管理系统，从现场操作人员到生产管理人员都能够清楚了解总零部件配备，操作程序更新提示到设备运行的所有相关信息，并且做到在不良事件发生之前就采取措施，让生产效率最大化。图/7 生产设备的可视化（TimeLine）图/8 U 型组装台的设计（细节请联系欧姆龙公司）经过了近十年的努力之后，欧姆龙上海工厂开始慢慢跨入智能化工程的改造阶段，尤其把柔性生产

8、作为一个努力方向。这个改造的目的归根到底还是追求产品的成本和品质生产效率，从而更好地满足客户及市场需求。从以下两图（图 9/10）可以看出我们的实现目标，即所有的平台比如管理平台及硬件操作平台包括机器人都被纳入一个有机的整体。其中所有设备的实时监控及相互协调，所有数据的管理及实时分析，所有人机之间部门之间的相互分工都被统一管理和及时优化。图 11 显示的是图 10 中的组装生产线的系统举例，也称 U 字生产平台。图/9 柔性生产系统的示意图图/10 U 型组装台与智能管理平台的（细节请联系欧姆龙公司）图/11其他亮点 企业短期效益与长远效益的有机结合欧姆龙公司充分认识到生产系统自动化的目的在于

9、两个方面：短期内提高企业内部效益，长期内提高对外竞争优势。所以，我们的方式不是一蹴而就，而是滴水穿石。力争做到每次的人力物力财力投入都会做到短期内立竿见影地解决生产过程中的瓶颈问题，同时又与我们的长期系统升级战略相吻合。十多年来，我们认为在完善欧姆龙自己生产系统的过程中积累的经验。我们意识到这些知识也可以满足很多中国本土制造业的切实要求。因此欧姆龙有意愿通过合作共赢使我们的成绩能够为更多的企业带来实际效益。三、项目创新点和实施效果经过十年的努力，欧姆龙上海工厂在不增加员工数量的情况下， 目前每年生产的产品种类可达22000多种，而且每种产品的产量不一， 有的型号产品最少只生产几十件。之前在2010年当中国地区相应商品销售价格下降50%时，我们实