編者按：中小企業如何實現從自動化(huà)到數字化(huà)轉型，文體用(yòng)品制造企業都在探索之中。浙江永康的(de)立久佳公司通(tōng)過實施“跑步機金工産線數字化(huà)改造項目”取得(de)了(le)成功經驗，并且無私地将項目過程細節與行業同仁分(fēn)享，協會在2022年第九屆會員(yuán)大(dà)會上予以推薦。

一、企業概況

浙江立久佳運動器材有限公司成立于2006年，位于永康城(chéng)西新區(qū)，是專業生産跑步機等健身器材的(de)國家高(gāo)新技術企業(公司與西安交通(tōng)大(dà)學、浙江大(dà)學永康五金研究院等多(duō)家大(dà)專院校開展校企合作，建有浙江立久佳高(gāo)新技術企業研究院,擁有授權專利56項，自2021年開始每年至少新增10項以上專利，2020年3項新産品列入省級新産品試制計劃項目并通(tōng)過驗收)。公司産品銷往全球70多(duō)個(gè)國家與地區(qū),連續5年在永康市納稅排名百強，2019-2021年連續三年跑步機行業出口排名金華地區(qū)首位。公司在數字化(huà)轉型上敢于創新，定制了(le)體育休閑行業金工數字化(huà)流水(shuǐ)線，提升改造效益顯著，生産效率獲得(de)了(le)大(dà)大(dà)的(de)提升；國際市場(chǎng)利用(yòng)線上阿裏巴巴國際站、臉書(shū)等社交媒體提升公司曝光(guāng)率，主動拓展“一帶一路”沿線新客戶，外貿客戶從60多(duō)個(gè)國家增長(cháng)到70多(duō)個(gè)國家；國内市場(chǎng)新增與行業巨頭“榮耀”、“小米”、“華爲”等知名品牌達成戰略合作夥伴，品質升級的(de)同時(shí)，國内市場(chǎng)銷量也(yě)穩步提升。2021年實現産值7億，納稅2500萬，分(fēn)别同比增長(cháng)58.6%和(hé)60%，爲體育休閑行業增色不少。

公司在獲得(de)省市一系列榮譽稱号的(de)同時(shí)，先後通(tōng)過了(le)ISO14001環境管理(lǐ)體系認證、ISO45001職業健康安全管理(lǐ)體系認證，知識産權管理(lǐ)體系貫标認定，國家“兩化(huà)”融合管理(lǐ)體系貫标認定，浙江制造“品字标”認證等榮譽，通(tōng)過永康市“企業數字化(huà)制造-跑步機金工産線數字化(huà)改造項目”竣工驗收。

二、數字化(huà)改造背景

随著(zhe)公司的(de)快(kuài)速發展，訂單暴增，原來(lái)的(de)生産運營模式已經遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足業務需求，信息不能互通(tōng)，車間在制品數量信息不能實時(shí)獲取，生産計劃不能獲取實時(shí)庫存，無法精确進行排産，每天耗時(shí)開物(wù)料溝通(tōng)會來(lái)确定未來(lái)3天的(de)排産計劃。2021年恰逢永康市經信局在體育休閑行業挑選五家數字化(huà)改革示範企業，立久佳作爲行業龍頭企業理(lǐ)應在行業的(de)方方面面均成爲表率，當即向市經信局申請入庫試點示範企業名單，經信局在全市體育休閑行業進行摸底調查，嚴格篩選後，立久佳最終入選行業數字化(huà)改革試點企業。

三、數字化(huà)改造過程

入選企業要在六個(gè)月(yuè)内完成規定産線的(de)數字化(huà)改造，立久佳成立了(le)“數字化(huà)項目組”，項目組根據總工期研究改造方案，金工産線目前有激光(guāng)切割自動化(huà)線、焊接自動化(huà)線、打磨自動化(huà)線，如何将激光(guāng)切割自動化(huà)、彎管自動化(huà)、焊接自動化(huà)等工藝進行串聯等問題成爲本次改造需要突破的(de)關鍵點。圍繞一系列難點，依據項目設計原則，進行方案的(de)篩選确定以及項目的(de)實施。

(1)項目設計原則

公司總經理(lǐ)提出方案設計原則：

(一)項目的(de)技術性能和(hé)質量指标要達到國内先進水(shuǐ)平，同時(shí)要求項目的(de)維護保養、軟件編程簡便、操作簡單、易于掌握。

(二)項目整體設計要求經濟實用(yòng)。

(三)項目設計軟硬件選用(yòng)遵循可(kě)靠性與安全性。

設計方案确定

項目組與項目總承包商經過多(duō)次的(de)研究，以及多(duō)次的(de)調整，最終确定數字化(huà)改造方案。通(tōng)過把原有的(de)激光(guāng)切割自動化(huà)線、彎管自動化(huà)線、焊接自動化(huà)線、打磨自動化(huà)線等設備工藝串聯，總體布局包含主線與分(fēn)線：主線一爲按摩機固定管工藝，工人(rén)将管材放置在自動上料架上，自動完成切管、沖孔兩個(gè)工序。主線二爲底座彎管工藝，工人(rén)将管材放置在自動上料架上，自動通(tōng)過機器人(rén)搬運完成割孔切斷、彎管、鑽孔、攻牙等工序。主線三爲立柱管工藝，工人(rén)将管材放置在自動上料架上，自動完成割孔切斷工序。主線四爲總體焊接工藝，機器人(rén)将按摩機固定管、底座彎管、立柱管三種管材及套管、固定轉動片和(hé)小套管三種小配件放置在組立焊接工裝上，完成機架的(de)總體焊接并進行壓型。分(fēn)線爲短按摩機彎管，工人(rén)将管材放置在自動上料架上，自動通(tōng)過機器人(rén)搬運完成切斷、彎管、沖孔工序。

項目建設現狀

3.1裝備自動化(huà)

通(tōng)過購(gòu)置六軸機器人(rén)、翻闆式多(duō)用(yòng)激光(guāng)切割機、三卡盤數控激光(guāng)切割機、高(gāo)速激光(guāng)切割機、全數字多(duō)功能焊接機等國内領先水(shuǐ)平的(de)自動化(huà)産線設備，實現方案要求的(de)裝備自動化(huà)。

3.2裝備數字化(huà)

裝備數字化(huà)平台建設主要包括設備層、數采監控層。設備層功能是将現場(chǎng)設備以網絡節點的(de)形式通(tōng)過現場(chǎng)以太網及功能模塊的(de)結構，完成數據撷取。數采監控層：負責所有采集數據的(de)集中處理(lǐ)、存儲，并實現集中管理(lǐ)、操作以及與外部網絡的(de)數據交換。平台在整個(gè)智能制造項目中處于承上啓下(xià)的(de)關鍵作用(yòng)，向上負責工藝數據，設備數據的(de)采集、提取、存儲；向下(xià)實現智能管理(lǐ)，管控上層智能運用(yòng)，并提供數據基礎。控制系統數據采集方式，自動化(huà)控制系統具有标準的(de)數據通(tōng)訊協議(yì)，通(tōng)過數據采集網關機實現實時(shí)數據庫服務器和(hé)控制系統的(de)鏈接，具體鏈接方式爲：系統安裝KepserverEx,通(tōng)過網絡将數據采集到服務器，過程數據存儲在網關機。自動将本地數據存儲到實時(shí)數據庫。這(zhè)保證了(le)數據不丢失，由于網關具有隔離控制網與管理(lǐ)網的(de)作用(yòng)，具有更高(gāo)的(de)安全性，保證控制系統的(de)運行安全。

3.3生産過程管控

項目通(tōng)過導入制造執行系統(MES)，實現對(duì)生産制造過程的(de)管控。

(1)對(duì)車間、産線、工位、人(rén)員(yuán)、班組等資源進行基礎建模，對(duì)物(wù)料、缺陷、返修、異常等基礎數據進行定義，對(duì)基于角色的(de)功能權限進行管理(lǐ)。業務系統的(de)功能執行層将以此爲基礎進行構建。

(2)工廠建模

工廠建模将工廠按照(zhào)層級進行劃分(fēn)，分(fēn)爲工廠級、車間級和(hé)産線級進行結構化(huà)劃分(fēn)。

(3)工位管理(lǐ)

具體到不同的(de)生産線後對(duì)生産工位進行管理(lǐ)，不同生産線參照(zhào)産品、工藝和(hé)空間位置等進行合理(lǐ)定義。

(4)班制管理(lǐ)

根據不同的(de)工作時(shí)間安排，将日常時(shí)間分(fēn)爲不同的(de)班制。

(5)班組管理(lǐ)

爲将人(rén)員(yuán)劃分(fēn)爲不同班組，組裝生産線主要以班組爲考核及結算(suàn)單位，流水(shuǐ)線同一班組共同作業。

(6)用(yòng)戶、權限

用(yòng)戶、權限分(fēn)配等管理(lǐ)，設定用(yòng)戶的(de)使用(yòng)功能權限，以及用(yòng)戶的(de)基礎信息如郵件地址、電話(huà)号碼等，相關功能模塊可(kě)以使用(yòng)作爲自動信息接收等。

(7)物(wù)料管理(lǐ)

對(duì)生産産品編号進行管理(lǐ)，也(yě)可(kě)從ERP進行數據同步，此基礎資料爲生産作業流程管理(lǐ)所必須數據，相關工藝過程、質檢标準等信息均爲産品相關。

(8)工藝及作業指導書(shū)管理(lǐ)

針對(duì)生産工藝流程進行管理(lǐ)，規範作業流程和(hé)信息采集術語，應用(yòng)部分(fēn)可(kě)以雲端部署，也(yě)可(kě)以根據企業要求進行本地化(huà)部署，關鍵信息通(tōng)過與雲平台數據交互進行集成。

通(tōng)過對(duì)作業指導書(shū)的(de)無紙化(huà)改造，對(duì)車間紙質作業指導書(shū)轉化(huà)爲電子作業指導書(shū)進行改造，通(tōng)過在線維護的(de)方式和(hé)電子文件投屏顯示進行作業指導書(shū)的(de)及時(shí)投放，可(kě)針對(duì)不同産品和(hé)工序進行定義和(hé)顯示切換，及時(shí)響應工藝指導的(de)更改。

作業指導書(shū)通(tōng)過電視屏幕顯示到車間現場(chǎng)，按照(zhào)生産産品号和(hé)指定工位，系統将對(duì)應的(de)作業指導書(shū)電子文檔并展示。

(9)生産計劃下(xià)達

ERP的(de)生産訂單下(xià)傳到MES，将生産計劃轉換成執行計劃并且加以實施是由生産作業計劃及排程功能來(lái)完成的(de)。同時(shí)面對(duì)生産當中随時(shí)出現的(de)各種異常情況，及時(shí)作出響應，給出正确的(de)解決方案，以确保生産過程按照(zhào)原定的(de)生産節奏進行，即對(duì)生産過程進行實時(shí)調度也(yě)是由生産排程功能來(lái)實現的(de)。生産排程是将所制定的(de)主生産計劃分(fēn)解爲生産執行計劃并且加以實施的(de)過程，也(yě)就是在有限的(de)時(shí)間内，在滿足交貨期的(de)前提下(xià)，将可(kě)以使用(yòng)的(de)、有限的(de)資源分(fēn)配給多(duō)個(gè)生産任務，并且盡可(kě)能降低生産成本，爲相互争奪有限生産資源的(de)生産任務分(fēn)配可(kě)以獲得(de)的(de)生産資源。

(10)生産過程記錄及可(kě)視化(huà)

生産作業的(de)主要功能體現在兩個(gè)方面；第一，監視并且控制生産節奏，使得(de)生産過程符合生産計劃所确定的(de)時(shí)間進度要求，既不能延期又不能提前。第二，是在生産過程當中，監視與控制每一道裝配工序的(de)裝配過程對(duì)裝配工藝要求的(de)符合程度。這(zhè)是直接跟蹤生産過程的(de)質量，這(zhè)裏面包含了(le)裝配安全、産品質量保障、裝配過程的(de)經濟性等因素。

過程數據采集有人(rén)工采集部分(fēn)(主要集中在外觀檢查，當前通(tōng)過技術手段無法精準完成的(de)方面)，也(yě)有自動采集部分(fēn)，如針對(duì)老化(huà)電流、電壓測試部分(fēn)，可(kě)依據機器給出的(de)測試結果進行判定。

生産缺陷記錄查詢，當前的(de)裝配工藝水(shuǐ)平還(hái)不能達到完全自動化(huà)檢測的(de)目标，根據實際情況采取人(rén)工目視檢測和(hé)自動化(huà)電性能檢測相結合的(de)方法進行，關鍵崗位人(rén)員(yuán)需要在線邊移動設備記錄實際的(de)缺陷原因及數量，以供追溯管理(lǐ)和(hé)持續改善使用(yòng)，系統提供完整的(de)追溯記錄，以圖表結合方式供分(fēn)析人(rén)員(yuán)使用(yòng)。

(11)生産異常管理(lǐ)

爲了(le)提供精益改善所需要的(de)日常執行數據，需要對(duì)車間發生的(de)各種異常進行記錄，包括設備、生産、質量、物(wù)料、人(rén)員(yuán)、安全等不同類别的(de)異常均應記錄在案，具備一定的(de)數據基礎後即可(kě)針對(duì)性進行持續改善，逐漸減少甚至消除某些異常以改善管理(lǐ)效率，進而可(kě)以提升整體的(de)生産效率。

生産各班組的(de)重要事項或異常，要由人(rén)工或系統自動記錄，解決問題後，需要由車間确認。

異常推送設置，可(kě)針對(duì)不同等級的(de)管理(lǐ)人(rén)員(yuán)，采取分(fēn)級推送機制，預設值爲0分(fēn)鐘(zhōng)，30分(fēn)鐘(zhōng)，60分(fēn)鐘(zhōng)，90分(fēn)鐘(zhōng)，系統可(kě)根據需要更改相應等級時(shí)間。

異常編碼定義，針對(duì)車間管理(lǐ)情況，對(duì)需要記錄的(de)異常進行編碼，總體按照(zhào)職能劃分(fēn)或者按照(zhào)異常類型劃分(fēn)，依據企業實際管理(lǐ)需求而定。其中異常分(fēn)類、異常編碼等均可(kě)動态定義，企業可(kě)以靈活根據實際情況進行分(fēn)類，最大(dà)程度上滿足使用(yòng)需求。

對(duì)異常進行統計分(fēn)析，運用(yòng)精益改善的(de)思想，聚焦突出問題，逐項改善精益求精。

(12)質檢管理(lǐ)

(a)首檢

每次切換生産線的(de)産品後，針對(duì)首三件由品質部門進行檢驗，原則上檢測通(tōng)過後方可(kě)進行正式生産。當前針對(duì)各企業不做(zuò)此控制，實際作業流程以企業執行情況爲準，通(tōng)過平闆電腦(nǎo)記錄首檢結果，并形成分(fēn)析報表。

(b)巡檢

定時(shí)巡檢，原則上每2小時(shí)進行一次巡檢結果記錄。實際作業流程同上。

采用(yòng)模闆定義檢測項目，針對(duì)同類型産品應用(yòng)統一的(de)檢驗模闆來(lái)快(kuài)速定義檢測項目，系統可(kě)以自動生成巡檢計劃，根據企業的(de)實際情況，目前所有質檢任務均由檢驗員(yuán)主動發起，符合目前的(de)作業流程。

(13)返工維修管理(lǐ)

在制品将會進行線邊回收和(hé)專人(rén)維修，針對(duì)維修品進行電子化(huà)記錄，收集相關維修處理(lǐ)措施和(hé)更換部件等，逐漸形成維修知識庫，後續可(kě)以爲産品質量持續改善提供數據依據，車間實現了(le)可(kě)視化(huà)看闆管理(lǐ)。

3.4數據互聯互通(tōng)

結合車間的(de)實際情況，整個(gè)系統分(fēn)爲系統管理(lǐ)、ERP企業資源管理(lǐ)、MES生産制造執行、WMS倉庫管理(lǐ)、數據分(fēn)析五個(gè)模塊。系統主要功能模塊如下(xià)：

(1)PLM産品生命周期管理(lǐ)：對(duì)休閑行業知識型資産的(de)管理(lǐ)，實現對(duì)産品的(de)設計研發數據管理(lǐ)、産品圖文庫管理(lǐ)、變更管理(lǐ)、協同管理(lǐ)、标準化(huà)管理(lǐ)，爲企業提供了(le)一個(gè)可(kě)伸縮的(de)研發管理(lǐ)平台。

(2)ERP企業資源管理(lǐ)：資源包括産品物(wù)料信息表、庫存信息表、在制品信息表、操作工人(rén)信息表和(hé)外購(gòu)廠商資料表等基本數據。管理(lǐ)則是實現對(duì)它們的(de)添加、删除、保存功能。

(3)MES生産制造執行：生産計劃管理(lǐ)包括生成生産計劃、車間作業計劃、車間生産進度計劃、原材料需求計劃，以及對(duì)它們的(de)添加、删除、保存。原材料需求計劃是根據各部門的(de)生産計劃産生的(de)物(wù)料清單減去庫存數量以及在制品信息數量計算(suàn)得(de)到。這(zhè)些計劃都需要考慮能力需求與車間實際提供的(de)能力是否平衡。如果能力足夠，就會自動生成車間作業計劃；若能力不足，則會給管理(lǐ)者提醒，以采用(yòng)加班，或是增加生産員(yuán)工的(de)方法來(lái)解決問題，如果還(hái)是達不到要求，則必須将信息反饋給計劃員(yuán)，便于計劃員(yuán)及時(shí)修改生産計劃。計劃管理(lǐ)主要由生産計劃員(yuán)負責。

(4)WMS倉庫管理(lǐ)：倉庫管理(lǐ)涉及到原材料、半成品以及成品當前庫存單、出入庫表單和(hé)原材料的(de)當前庫存、出入庫表單的(de)添加、删除、保存。主要由倉庫管理(lǐ)員(yuán)來(lái)完成。其中原材料等的(de)庫存數量将根據原材料的(de)出/入庫單自動生成。

(5)數據分(fēn)析：查詢打印則包括上述各種報表，如原材料訂購(gòu)報表、生産進度報表、原材料的(de)出入庫表單等。各種報表是幫助管理(lǐ)層決策的(de)重要依據，涉及到庫存資金的(de)占用(yòng)、生産進度的(de)把握、以及員(yuán)工工資的(de)發放。

●PLM與ERP集成：PLM将BOM和(hé)工藝路線傳給ERP。

ERP根據零件的(de)标準成本、建議(yì)成本、現行成本基礎數據，結合加工中心和(hé)成本中心，自動生成物(wù)料清單。

●PLM與MES集成：PLM将BOM、SOP傳給MES，指導MES生産管理(lǐ)。

當産品發生設計變更，會将變更數據實時(shí)同步到ERP、MES系統。

●ERP與MES集成：将生産基礎數據(物(wù)料、銷售訂單)傳給MES。

MES裏面的(de)排産功能将分(fēn)解後的(de)制造工單回傳給ERP，MES将生産數量、物(wù)料消耗數量，按照(zhào)一定周期回傳給ERP。

●ERP與WMS集成：實時(shí)同步物(wù)料基礎數據、倉庫基礎數據、庫存數量。

使用(yòng)上述系統的(de)好處在于縮短計劃需求的(de)時(shí)間，與此同時(shí)能及時(shí)向計劃人(rén)員(yuán)和(hé)倉庫管理(lǐ)員(yuán)提供當前庫存信息，使得(de)車間庫存得(de)到充分(fēn)利用(yòng)，庫存資金的(de)占用(yòng)得(de)到有效的(de)減少，大(dà)大(dà)提高(gāo)了(le)企業的(de)生産率。同時(shí)，通(tōng)過系統可(kě)以使車間一線員(yuán)工的(de)生産進度及時(shí)反饋到車間辦公室甚至最高(gāo)領導者，使管理(lǐ)者随時(shí)了(le)解産品信息，以便及時(shí)安排發貨計劃和(hé)下(xià)達新的(de)生産計劃，減少庫存，減少信息流通(tōng)的(de)中間過程，達到提高(gāo)生産效率的(de)要求。

充分(fēn)整合ERP、PLM、WMS、MES幾個(gè)信息化(huà)系統，讓數據互連互通(tōng)，充分(fēn)發揮數據協同的(de)優勢，提升效率。

不影(yǐng)響生産的(de)情況下(xià)加裝采集網關，實現數據采集。采集的(de)設備信息需要包含工單号、人(rén)員(yuán)、産線信息，如此設備數據才能納類到具體的(de)工單上面，便于後續的(de)生産追溯。

設備數采監控後，當發生故障和(hé)缺料預警後要急時(shí)報警，需要将數據上雲做(zuò)實時(shí)分(fēn)析，及時(shí)發出報警信息給巡檢人(rén)員(yuán)。

KPI大(dà)屏，将全廠的(de)數據通(tōng)過大(dà)屏有效的(de)展示，便于工作快(kuài)速調度協同，提升可(kě)視化(huà)管理(lǐ)的(de)效益。

四、項目實施成效

立久佳智能跑步機數字化(huà)車間項目主要采用(yòng)數字化(huà)、智能化(huà)先進技術和(hé)工藝，通(tōng)過購(gòu)置六軸機器人(rén)、翻闆式多(duō)用(yòng)激光(guāng)割、三卡盤數控激光(guāng)切割機、高(gāo)速激光(guāng)切割機、全數字多(duō)功能焊接機等具有國内領先水(shuǐ)平的(de)自動化(huà)産線設備，結合ERP、MES等信息化(huà)管理(lǐ)軟件，接入工業互聯網平台，實現了(le)生産過程的(de)少人(rén)化(huà)、可(kě)視化(huà)、數字化(huà)，實現勞動生産率提高(gāo)25.49%，能源利用(yòng)率提高(gāo)16.67%，産品不良率降低了(le)44.44%，産品研發周期縮短了(le)31.81%，運營成本降低20.34%，達到數字化(huà)智能工廠的(de)管理(lǐ)要求。

項目基于自動化(huà)、大(dà)數據、移動互聯等技術，建設數字化(huà)、可(kě)視化(huà)的(de)一體化(huà)平台，讓設備、人(rén)員(yuán)、物(wù)料等互聯，達到數據透明(míng)化(huà)、生産自動化(huà)、管理(lǐ)可(kě)視化(huà)，生産過程實現了(le)自動化(huà)、智能化(huà)、信息化(huà)生産過程的(de)管控。

立久佳智能跑步機數字化(huà)車間是跑步機行業首個(gè)數字化(huà)車間，爲行業試點企業，項目的(de)技術性能和(hé)質量指标達到國内先進水(shuǐ)平，該項目集國際上衆多(duō)先進技術于一身，體現了(le)當前自動化(huà)集成的(de)最新發展水(shuǐ)平，适應時(shí)代的(de)發展要求，在全球跑步機行業處于先進水(shuǐ)平。

（浙江立久佳運動器材有限公司供稿）