CN106651123A - 一种模拟细胞生态的智能生产模式 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种模拟细胞生态的智能生产模式，具体步骤如下：步骤1.智能细胞生产方式的确定；步骤2.采用互联网云平台技术；步骤3.人工智能仿真。本发明实现了模拟智能细胞生产布局的车间可以兼顾现有生产模式的优点并克服其缺点，从而达到高效率、低成本、灵活、柔性、快速又是大规模的定制化生产，符合工业4.0以用户为中心的C2B商业模式和生产模式的趋势和目标。

Description

一种模拟细胞生态的智能生产模式
技术领域
本发明涉及工业生产技术领域，具体为一种模拟细胞生态的智能生产模式。
背景技术
中国制造业面临全面升级，在全球第四次工业革命和中国制造2025的背景和呼声下，在现有中国制造行业面临的巨大压力之下，整个制造业都在探讨如何走上智能制造的道路，迈向工业4.0的目标。
一方面，传统制造业面临大量的缺点，成本优势日益下降，生产效率品质不稳定，生产方式固定不灵活，现有的生产模式主要有传统流水线生产模式以及传统细胞生产模式，传统流水线生产模式的优点：自动化，集中化，大规模的流水线生产方式；传统细胞生产模式优点：手工化，分散化，多品种小批量生产方式。而传统流水线生产模式最大的缺点就是生产模式固定，集中化的方式只适合大批量单一化产品的生产，很难实现多品种柔性化的生产，以及完成客户定制化的要求；传统细胞生产模式虽然可以实现定制化，但是由于是手工为主，所以效能会很不稳定，也没有大规模生产的低成本优势。
另一方面，在工业4.0理论大框架的指导下，很多企业都在摸索一种投资规模更小，周期更短，更加灵活可行的新一代智能制造模式。在此背景下，我们提出一种全新的生产模式，智能细胞生产模式，不仅从技术上全面进行智能升级，并且从组织方式上开创了一种最灵活最优化的智能化分布式的生产方式。智能细胞生产模式可以兼顾现有生产模式的优点并克服其缺点，实现高效率、低成本、灵活、柔性、快速又是大规模的定制化生产，符合工业4.0以用户为中心的C2B商业模式和生产模式的趋势和目标。
因此，提供一种模拟细胞生态的智能生产模式是很有发展前景的。
发明内容
发明目的：鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种模拟细胞生态的智能生产模式提高工业产能、节约人工成本。
技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，包括以下步骤：
步骤1.智能细胞生产方式的确定
1)工序的粗划分；
细胞式生产方式在设计单元小组之前要进行工序粗划分，这样更方便员工互助；
2)初步确定小组内柔性顺序；
制定成员互助机制在细胞式生产运行初期，员工不能很好体会互助的重要性以及如何互助，所以可根据各工序的标准工时和难易程度初步为员工设定互助规则，还可以人为设计工序间产品转运批量，控制小组生产周期；
3)细胞生产方式中工资及奖励制度的建立；
细胞式生产方式强调小组团队精神和成员主观能动性，以小组利益基础，因此工资制度必须小组共同计件，合理的工资及奖励制度对员工心态的稳定及团队精神的形成尤为重要，且工资既要体现个人效率的高低，又要体现成员互助态度的好坏，不能过分悬殊；
4)细胞生产方式单元小组团队的建立；
在推行细胞式生产的过程中，组建单元小组团队有以下几点是需要注意的：
(1)人员选择：在单元小组的人员选择上选择熟练程度相近的人员；
(2)思想动员：细胞式生产方式着重强调人的灵活性及主观性对生产效率的影响，员工对新的生产方式的理解很重要；
(3)建立可视化团队：单元小组要有自己的名字，如“尖刀”组、“英雄”组，不提倡用“第一组、第二组”这样的名字，要让每个人有团队归属感，小组要提出目标、口号，并进行可视化；
(4)多技能培养：员工掌握越多的技能小组的柔性就会越强，同时岗位轮换也可减轻工作枯燥感，可以通过员工培训、老员工传帮带以及定期轮岗的方式来对员工进行多技能培养；
5)细胞单元小组质量自检、互检及质量部巡检制度的建立；
细胞式生产要求以员工自检、互检以及质量部门巡检来保证不合格品在员工手中不制造、不接受、不流出，细胞式生产要把流水线拆成多个小组，所以要保证足够、有效的设备，通过定期维护、及时维修保证设备可用；
6)建立自动化制造系统
细胞生产方式还强调建立自动化制造系统，以便在较少的人工直接或间接干预下，将原材料加工成零件或将零件组装成产品，在加工过程中实现管理过程和工艺过程自动化；
步骤2.采用互联网云平台技术
2.1生产订单的确定
1)PC端下单；
PC就是personal computer私人电脑，客户可以通过电脑在线对产品进行预下订单；
2)移动终端下单；
移动终端或者叫移动通信终端是指可以在移动中使用的计算机设备，广义的讲包括手机、笔记本、平板电脑、POS机甚至包括车载电脑，客户可以通过移动端在线对产品进行预下订单；
3)现场录入下单；
客户可通过与采购部门电话联系下单，并通过发送网址链接的方式提交给客户在线确认订单；
2.2生产执行批次的确定
1)建立EMS；
网元管理系统(EMS)是管理特定类型的一个或多个电信网络单元(NE)的系统，设置特定的EMS可被企业运用于能源数据监控以及能源数据报表，以便实时确认生产的动向；
2)建立WMS；
WMS是仓库管理系统(Warehouse Management System)通过入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨和虚仓管理等功能，对批次管理、物料对应、库存盘点、质检管理、虚仓管理和即时库存管理等功能综合运用的管理系统，有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程，实现或完善的企业仓储信息管理，建立WMS将更加方便对生产物料的实时掌控；
3)建立MES；
MES系统是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统，可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心、设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块，建立EMS将更加方便为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台；步骤3.人工智能仿真
1)生产线实时仿真；
通过对生产线进行实时仿真计算，及早的诊断并预防可能发生的概率事件破坏生产进程，提早进行预防处理；
2)生产订单演算仿真；
通过对生产订单的演算仿真计算，及早的确定生产设备能否胜任当前生产订单任务；
3)新产品试制仿真
通过对关键的原材料、设备、技术进行仿真测试再针对设计后与标准的符合性进行实验确认，及早的确定一套符合当前新产品试制的生产工艺；
作为优选，所述工序的粗划分需在工业工程ECRS原则下进行；
作为优选，所述工序的划分进一步将同一零部件同一工艺的不同生产工序放在一个独立的区域加工，形成一个细胞生产单元；
作为优选，所述智能细胞生产方式的确定可对产品进行定制生产；
作为优选，所述细胞单元团队的建立以分布式组织方式存在；
作为优选，所述分布式组织方式能随时进行动态组合；
作为优选，所述自动化制造系统采用互联网云平台技术实时监控；
作为优选，所述建立的EMS、WMS及MES都在互联网环境下进行数据共享；
作为优选，所述人工智能仿真在互联网云平台的基础上进行；
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明中所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，对工序的粗划分通过工业工程ECRS原则进行，运用ECRS四原则，即取消、合并、重组和简化的原则，可以帮助企业找到更好的效能和更佳的工序方法；
2、本发明中所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，通过工序的划分进一步将同一零部件同一工艺的不同生产工序放在一个独立的区域加工，形成一个细胞生产单元，并在这个单元中建立标准化，再复制出生产不同工艺的多种细胞单元，使得这些细胞不仅可以并行工作，还可以复制生长，从而组合成复杂的生产体系和智能制造系统；
3、本发明中所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，通过智能细胞生产方式的确定可对产品进行定制生产，使得该智能细胞生产方式具有传统手工线的柔性化生产的优点；
4、本发明中所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，通过细胞单元团队的建立以分布式组织方式存在，打破了传统的串行生产模式，科层式的管理模式，完全重新建立一个个新的最小的生产单元，具有多元化的发展方向和高效的生产效率；
5、本发明中所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，通过分布式组织方式能随时进行动态组合，使得该组织方式适于多种不同生产零件的加工组合方式，满足现代工业对产品时效的需求性；
6、本发明中所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，通过自动化制造系统采用互联网云平台技术实时监控，使得自动化能够实时发现生产过程中的问题并及时转达给维护人员快速处理，具有高效率的特点；
7、本发明中所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，通过建立的EMS、WMS及MES都在互联网环境下进行数据共享，使得多系统在互联网上互通，整体具有方便操作的优点；
8、本发明中所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，通过人工智能仿真在互联网云平台的基础上进行，使得仿真对比的实验数据能被大家实时共享，便于及时改进仿真计算出现的不足之处，提高工作效率；
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，对工序的粗划分通过工业工程ECRS原则进行，运用ECRS四原则，即取消、合并、重组和简化的原则，可以帮助企业找到更好的效能和更佳的工序方法；进一步地，通过工序的划分进一步将同一零部件同一工艺的不同生产工序放在一个独立的区域加工，形成一个细胞生产单元，并在这个单元中建立标准化，再复制出生产不同工艺的多种细胞单元，使得这些细胞不仅可以并行工作，还可以复制生长，从而组合成复杂的生产体系和智能制造系统；进一步地，通过智能细胞生产方式的确定可对产品进行定制生产，使得该智能细胞生产方式具有传统手工线的柔性化生产的优点；进一步地，通过细胞单元团队的建立以分布式组织方式存在，打破了传统的串行生产模式，科层式的管理模式，完全重新建立一个个新的最小的生产单元，具有多元化的发展方向和高效的生产效率；进一步地，通过分布式组织方式能随时进行动态组合，使得该组织方式适于多种不同生产零件的加工组合方式，满足现代工业对产品时效的需求性；进一步地，通过自动化制造系统采用互联网云平台技术实时监控，使得自动化能够实时发现生产过程中的问题并及时转达给维护人员快速处理，具有高效率的特点；进一步地，通过建立的EMS、WMS及MES都在互联网环境下进行数据共享，使得多系统在互联网上互通，整体具有方便操作的优点；进一步地，通过人工智能仿真在互联网云平台的基础上进行，使得仿真对比的实验数据能被大家实时共享，便于及时改进仿真计算出现的不足之处，提高工作效率。
附图说明
图1是本发明的流程框架
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
本发明所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，包括：
步骤1.智能细胞生产方式的确定
1)工序的粗划分；
细胞式生产方式在设计单元小组之前要进行工序粗划分，这样更方便员工互助；
2)初步确定小组内柔性顺序；
制定成员互助机制在细胞式生产运行初期，员工不能很好体会互助的重要性以及如何互助，所以可根据各工序的标准工时和难易程度初步为员工设定互助规则，还可以人为设计工序间产品转运批量，控制小组生产周期；
3)细胞生产方式中工资及奖励制度的建立；
细胞式生产方式强调小组团队精神和成员主观能动性，以小组利益基础，因此工资制度必须小组共同计件，合理的工资及奖励制度对员工心态的稳定及团队精神的形成尤为重要，且工资既要体现个人效率的高低，又要体现成员互助态度的好坏，不能过分悬殊；
4)细胞生产方式单元小组团队的建立；
在推行细胞式生产的过程中，组建单元小组团队有以下几点是需要注意的：
(1)人员选择：在单元小组的人员选择上选择熟练程度相近的人员；
(2)思想动员：细胞式生产方式着重强调人的灵活性及主观性对生产效率的影响，员工对新的生产方式的理解很重要；
(3)建立可视化团队：单元小组要有自己的名字，如“尖刀”组、“英雄”组，不提倡用“第一组、第二组”这样的名字，要让每个人有团队归属感，小组要提出目标、口号，并进行可视化；
(4)多技能培养：员工掌握越多的技能小组的柔性就会越强，同时岗位轮换也可减轻工作枯燥感，可以通过员工培训、老员工传帮带以及定期轮岗的方式来对员工进行多技能培养；
5)细胞单元小组质量自检、互检及质量部巡检制度的建立；
细胞式生产要求以员工自检、互检以及质量部门巡检来保证不合格品在员工手中不制造、不接受、不流出，细胞式生产要把流水线拆成多个小组，所以要保证足够、有效的设备，通过定期维护、及时维修保证设备可用；
6)建立自动化制造系统
细胞生产方式还强调建立自动化制造系统，以便在较少的人工直接或间接干预下，将原材料加工成零件或将零件组装成产品，在加工过程中实现管理过程和工艺过程自动化；
步骤2.采用互联网云平台技术
2.1生产订单的确定
1)PC端下单；
PC就是personal computer私人电脑，客户可以通过电脑在线对产品进行预下订单；
2)移动终端下单；
移动终端或者叫移动通信终端是指可以在移动中使用的计算机设备，广义的讲包括手机、笔记本、平板电脑、POS机甚至包括车载电脑，客户可以通过移动端在线对产品进行预下订单；
3)现场录入下单；
客户可通过与采购部门电话联系下单，并通过发送网址链接的方式提交给客户在线确认订单；
2.2生产执行批次的确定
1)建立EMS；
网元管理系统(EMS)是管理特定类型的一个或多个电信网络单元(NE)的系统，设置特定的EMS可被企业运用于能源数据监控以及能源数据报表，以便实时确认生产的动向；
2)建立WMS；
WMS是仓库管理系统(Warehouse Management System)通过入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨和虚仓管理等功能，对批次管理、物料对应、库存盘点、质检管理、虚仓管理和即时库存管理等功能综合运用的管理系统，有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程，实现或完善的企业仓储信息管理，建立WMS将更加方便对生产物料的实时掌控；
3)建立MES；
MES系统是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统，可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心、设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块，建立EMS将更加方便为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台；步骤3.人工智能仿真
1)生产线实时仿真；
通过对生产线进行实时仿真计算，及早的诊断并预防可能发生的概率事件破坏生产进程，提早进行预防处理；
2)生产订单演算仿真；
通过对生产订单的演算仿真计算，及早的确定生产设备能否胜任当前生产订单任务；
3)新产品试制仿真
通过对关键的原材料、设备、技术进行仿真测试再针对设计后与标准的符合性进行实验确认，及早的确定一套符合当前新产品试制的生产工艺；
所述工序的粗划分需在工业工程ECRS原则下进行；
所述工序的划分进一步将同一零部件同一工艺的不同生产工序放在一个独立的区域加工，形成一个细胞生产单元；
所述智能细胞生产方式的确定可对产品进行定制生产；
所述细胞单元团队的建立以分布式组织方式存在；
所述分布式组织方式能随时进行动态组合；
所述自动化制造系统采用互联网云平台技术实时监控；
所述建立的EMS、WMS及MES都在互联网环境下进行数据共享；
所述人工智能仿真在互联网云平台的基础上进行；
具体实例
在车间封口实验中实行细胞式生产方式与传统流水线生产方式效率、周期等方面的对比可参见表1，生产效率得到了提高。
表1实施细胞式生产方式前后对比
本发明实现了模拟智能细胞生产布局的车间可以兼顾现有生产模式的优点并克服其缺点，从而达到高效率、低成本、灵活、柔性、快速又是大规模的定制化生产，符合工业4.0以用户为中心的C2B商业模式和生产模式的趋势和目标。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种模拟细胞生态的智能生产模式，其特征在于包括以下步骤：
步骤1.智能细胞生产方式的确定
1）工序的粗划分；
细胞式生产方式在设计单元小组之前要进行工序粗划分，这样更方便员工互助；
2）初步确定小组内柔性顺序；
制定成员互助机制在细胞式生产运行初期，员工不能很好体会互助的重要性以及如何互助，所以可根据各工序的标准工时和难易程度初步为员工设定互助规则，还可以人为设计工序间产品转运批量，控制小组生产周期；
3）细胞生产方式中工资及奖励制度的建立；
细胞式生产方式强调小组团队精神和成员主观能动性，以小组利益基础，因此工资制度必须小组共同计件，合理的工资及奖励制度对员工心态的稳定及团队精神的形成尤为重要，且工资既要体现个人效率的高低，又要体现成员互助态度的好坏，不能过分悬殊；
4）细胞生产方式单元小组团队的建立；
在推行细胞式生产的过程中，组建单元小组团队有以下几点是需要注意的：
（1）人员选择：在单元小组的人员选择上选择熟练程度相近的人员；
（2）思想动员：细胞式生产方式着重强调人的灵活性及主观性对生产效率的影响，员工对新的生产方式的理解很重要；
（3）建立可视化团队：单元小组要有自己的名字，如“尖刀”组、“英雄”组，不提倡用“第一组、第二组”这样的名字，要让每个人有团队归属感，小组要提出目标、口号，并进行可视化；
（4）多技能培养：员工掌握越多的技能小组的柔性就会越强，同时岗位轮换也可减轻工作枯燥感，可以通过员工培训、老员工传帮带以及定期轮岗的方式来对员工进行多技能培养；
5）细胞单元小组质量自检、互检及质量部巡检制度的建立；
细胞式生产要求以员工自检、互检以及质量部门巡检来保证不合格品在员工手中不制造、不接受、不流出，细胞式生产要把流水线拆成多个小组，所以要保证足够、有效的设备，通过定期维护、及时维修保证设备可用；
6）建立自动化制造系统
细胞生产方式还强调建立自动化制造系统，以便在较少的人工直接或间接干预下，将原材料加工成零件或将零件组装成产品，在加工过程中实现管理过程和工艺过程自动化；
步骤2.采用互联网云平台技术
2.1生产订单的确定
1）PC端下单；
PC就是personal computer私人电脑，客户可以通过电脑在线对产品进行预下订单；
2）移动终端下单；
移动终端或者叫移动通信终端是指可以在移动中使用的计算机设备，广义的讲包括手机、笔记本、平板电脑、POS机甚至包括车载电脑，客户可以通过移动端在线对产品进行预下订单；
3）现场录入下单；
客户可通过与采购部门电话联系下单，并通过发送网址链接的方式提交给客户在线确认订单；
2.2生产执行批次的确定
1）建立EMS；
网元管理系统(EMS)是管理特定类型的一个或多个电信网络单元（NE）的系统，设置特定的EMS可被企业运用于能源数据监控以及能源数据报表，以便实时确认生产的动向；
2）建立WMS；
WMS是仓库管理系统(Warehouse Management System)通过入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨和虚仓管理等功能，对批次管理、物料对应、库存盘点、质检管理、虚仓管理和即时库存管理等功能综合运用的管理系统，有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程，实现或完善的企业仓储信息管理，建立WMS将更加方便对生产物料的实时掌控；
3）建立MES；
MES系统是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统，可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心、设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块，建立EMS将更加方便为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台；
步骤3.人工智能仿真
1）生产线实时仿真；
通过对生产线进行实时仿真计算，及早的诊断并预防可能发生的概率事件破坏生产进程，提早进行预防处理；
2）生产订单演算仿真；
通过对生产订单的演算仿真计算，及早的确定生产设备能否胜任当前生产订单任务；
3）新产品试制仿真
通过对关键的原材料、设备、技术进行仿真测试再针对设计后与标准的符合性进行实验确认，及早的确定一套符合当前新产品试制的生产工艺。
2.根据权利要求1所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，其特征在于：所述工序的粗划分通过工业工程ECRS原则进行。
3.根据权利要求1所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，其特征在于：所述工序的划分进一步将同一零部件同一工艺的不同生产工序放在一个独立的区域加工，形成一个细胞生产单元。
4.根据权利要求1所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，其特征在于：所述智能细胞生产方式的确定可对产品进行定制生产。
5.根据权利要求1所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，其特征在于：所述细胞单元团队的建立以分布式组织方式存在。
6.根据权利要求5所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，其特征在于：所述分布式组织方式能随时进行动态组合。
7.根据权利要求1所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，其特征在于：所述自动化制造系统采用互联网云平台技术实时监控。
8.根据权利要求1所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，其特征在于：所述建立的EMS、WMS及MES都在互联网环境下进行数据共享。
9.根据权利要求1所述的一种模拟细胞生态的智能生产模式，其特征在于：所述人工智能仿真在互联网云平台的基础上进行。
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