如何建設(shè)數(shù)字化工廠？超詳細(xì)剖析來了
“綠色化、數(shù)字化、智能化、融合化”
印刷業(yè)具有意識形態(tài)和文化服務(wù)雙重屬性，承擔(dān)著鞏固陣地、傳承文化、服務(wù)人民的重要職責(zé)。國家新聞出版署在《印刷業(yè)“十四五”時(shí)期發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》中提出“綠色化、數(shù)字化、智能化、融合化”的發(fā)展方向，為傳統(tǒng)印刷行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級指明了方向。
河北省作為京津冀協(xié)同發(fā)展的主要地區(qū)，承擔(dān)著“產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級試驗(yàn)區(qū)”的重要功能。作為河北省印刷行業(yè)從業(yè)人員，筆者根據(jù)出版物印刷企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中的認(rèn)知和需求，提出現(xiàn)階段數(shù)字化建設(shè)的核心關(guān)鍵，探索傳統(tǒng)出版物印刷企業(yè)如何搭上數(shù)字化“快車道”，使企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的路徑和方法。
數(shù)字化技術(shù)和智能化裝備
為出版物印刷企業(yè)賦能
印刷企業(yè)數(shù)字化是指應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)裝備，結(jié)合信息化系統(tǒng)軟件，采取數(shù)字化技術(shù)手段，將傳統(tǒng)印刷生產(chǎn)過程和管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詳?shù)據(jù)為基礎(chǔ)、生產(chǎn)與管理實(shí)時(shí)信息交互的數(shù)字化運(yùn)營模式。
數(shù)字化建設(shè)，對印刷企業(yè)內(nèi)部而言，涉及印刷生產(chǎn)全流程，包括印前制版、印刷、印后加工、質(zhì)量檢測、場內(nèi)物流、倉儲庫房等，同時(shí)在生產(chǎn)與管理之間形成數(shù)據(jù)的閉環(huán)流動，實(shí)現(xiàn)自動報(bào)工、自動排產(chǎn)和人員的量化考核，達(dá)到降本保質(zhì)增效；
對印刷企業(yè)外部而言，涉及與上下游客戶、市場、供應(yīng)鏈等之間信息交互，實(shí)現(xiàn)全生態(tài)的業(yè)務(wù)協(xié)同，提高企業(yè)管理水平和服務(wù)品質(zhì)，增強(qiáng)自身競爭力。
結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況，圍繞自動化、數(shù)字化、智能化、融合化和綠色化等方面的技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用給企業(yè)賦能。
數(shù)字化
為企業(yè)管理體系科學(xué)化賦能
通過生產(chǎn)信息的自動獲取、生產(chǎn)過程的數(shù)字化報(bào)工、生產(chǎn)數(shù)據(jù)與企業(yè)信息化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)交互，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)與管理的協(xié)同運(yùn)行，為企業(yè)管理體系科學(xué)化賦能。
數(shù)字化檢測
為提升企業(yè)質(zhì)量管理賦能
通過離線（在線）印品圖像檢測系統(tǒng)的集成與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)用自動化設(shè)備和智能視覺圖像技術(shù)替代人工品檢，提高品檢質(zhì)量和工作效率。部署印后全流程視覺檢測、膠訂成品在線稱重等數(shù)字化設(shè)備，確保產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化為質(zhì)量管理賦能。
自動化連線
為企業(yè)降本增效賦能
結(jié)合企業(yè)自有生產(chǎn)環(huán)境，研發(fā)并部署“印刷及碼板聯(lián)動線”“膠裝聯(lián)動線”“打包（或打捆）及碼板聯(lián)動線”等自動化生產(chǎn)線，將離散的生產(chǎn)工藝通過生產(chǎn)聯(lián)動線進(jìn)行整合連線，減少人員投入，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。
AGV應(yīng)用
為企業(yè)廠內(nèi)物流自動化賦能
基于企業(yè)的合理工藝布局，在如紙庫到切紙機(jī)、切紙機(jī)到印刷機(jī)、印刷機(jī)到半成品碼放區(qū)再到膠裝聯(lián)動線，成品托盤到成品存放區(qū)等環(huán)節(jié)，以及原輔材料的搬運(yùn)，增加AGV搬運(yùn)機(jī)器人，開發(fā)TMS智能搬運(yùn)系統(tǒng)，與生產(chǎn)管理系統(tǒng)協(xié)同融合，實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)物流自動化。
WMS倉儲管理系統(tǒng)
為庫房管理智能化賦能
通過智能倉儲改造，采用自動化立體庫和WMS管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)紙張和物料的入庫、出庫、調(diào)撥、庫存盤點(diǎn)等數(shù)字化管理，為企業(yè)倉儲管理智能化賦能。
現(xiàn)階段企業(yè)生產(chǎn)
數(shù)字化系統(tǒng)集成的探索
當(dāng)前，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)深入到產(chǎn)業(yè)各個(gè)領(lǐng)域，帶來了智能化、效率化、精細(xì)化的印刷生產(chǎn)方式，同時(shí)涌現(xiàn)出了一些新興的業(yè)態(tài)和模式。因此，出版物印刷企業(yè)要積極適應(yīng)數(shù)字化時(shí)代，按照協(xié)同融合的發(fā)展理念，推動數(shù)字化升級換代，改變傳統(tǒng)生產(chǎn)經(jīng)營方式和運(yùn)作模式。
生產(chǎn)數(shù)字化，離不開MES系統(tǒng)。印刷業(yè)屬于離散制造業(yè)，MES是生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)，是對ERP和生產(chǎn)現(xiàn)場管理的實(shí)時(shí)反饋與響應(yīng)，更是生產(chǎn)過程中人、機(jī)、料、法、環(huán)的相互協(xié)同，其核心價(jià)值是降本保質(zhì)增效。MES是一個(gè)龐大的多組件軟件系統(tǒng)，企業(yè)在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)需要有選擇地部署功能模塊，以合理的投入獲得最大的收益。
結(jié)合出版物印刷企業(yè)特性，現(xiàn)階段主要圍繞印刷和印后加工的生產(chǎn)過程開展數(shù)字化升級改造。
數(shù)據(jù)采集是數(shù)字化的基礎(chǔ)，通過多種方式獲取生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)信息和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)提供大量的生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和上傳，實(shí)現(xiàn)印刷設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)集成。
數(shù)據(jù)采集技術(shù)的選擇應(yīng)基于工廠的需求和實(shí)際情況，包括生產(chǎn)線的規(guī)模、設(shè)備的類型和數(shù)量、生產(chǎn)過程的復(fù)雜程度等。特別說明的是，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不是簡單的采集數(shù)據(jù)，而應(yīng)具備收集、傳輸、臨時(shí)存儲數(shù)據(jù)的能力，同時(shí)還需要具有高可靠性、高可擴(kuò)展性和易于維護(hù)等特點(diǎn)。
對出版物印刷企業(yè)而言，在數(shù)字化、智能化建設(shè)過程中，所需要采集的數(shù)據(jù)主要包括以下幾點(diǎn)：
開機(jī)運(yùn)行、正常待機(jī)、故障報(bào)警、維護(hù)保養(yǎng)等信息。
累積產(chǎn)量、實(shí)時(shí)產(chǎn)量、生產(chǎn)速度、班產(chǎn)等信息。
原輔材料和半成品供應(yīng)信息
紙張、專用油墨、覆膜材料、打包用紙、半成品托盤等信息。
印刷環(huán)境溫濕度、印刷機(jī)潤版液酸堿度、水墨平衡度等信息。
印刷環(huán)境溫濕度、印刷機(jī)潤版液酸堿度、水墨平衡度等信息。
生產(chǎn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對采集到的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次加工，把不同類別、不同單位、不同量化概念的數(shù)據(jù)和ERP互通數(shù)據(jù)，進(jìn)行清洗、分類、標(biāo)簽、計(jì)算、存儲、查詢等數(shù)據(jù)管理，形成人員、設(shè)備、產(chǎn)品、工單、PMC等多緯度系統(tǒng)可用數(shù)據(jù)。
生產(chǎn)數(shù)量、生產(chǎn)米數(shù)、上班時(shí)長、有效生產(chǎn)時(shí)間、轉(zhuǎn)版效率、當(dāng)班累計(jì)產(chǎn)量等。
實(shí)際產(chǎn)出時(shí)間、停機(jī)時(shí)間、生產(chǎn)時(shí)長、開機(jī)率等。
平均投入產(chǎn)出率、平均剔廢率、一次入齊率、成品欠數(shù)率等。
各工序已完成數(shù)量、已生產(chǎn)時(shí)長、單小時(shí)產(chǎn)出量、合格品數(shù)量、廢品率、完成率等。
待生產(chǎn)總量、半成品庫存量、停機(jī)待料時(shí)間、計(jì)劃達(dá)成率等。
考慮到大量數(shù)據(jù)處理需要消耗高資源的特性，生產(chǎn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)作為一個(gè)獨(dú)立部分，為評價(jià)指標(biāo)查詢及展示系統(tǒng)提供處理后指標(biāo)數(shù)據(jù)。
對于離散制造模式的印刷生產(chǎn)而言，機(jī)臺工人報(bào)工，一般要到車間報(bào)工臺登錄報(bào)工系統(tǒng)，計(jì)算產(chǎn)量后填入到系統(tǒng)軟件中。對應(yīng)工單的生產(chǎn)開始與結(jié)束時(shí)間、訂單實(shí)際完成情況等基本信息，經(jīng)常出現(xiàn)不及時(shí)、不準(zhǔn)確等情況，對計(jì)劃排產(chǎn)、人員考核、OEE生產(chǎn)管理者而言，經(jīng)常會出現(xiàn)訂單生產(chǎn)進(jìn)度不清晰、生產(chǎn)流程銜接不暢、績效考核費(fèi)時(shí)費(fèi)力、報(bào)工填報(bào)管理難度大等問題，極大影響生產(chǎn)效率和員工生產(chǎn)積極性，增加企業(yè)管理成本。
生產(chǎn)過程的數(shù)字化報(bào)工是將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，實(shí)時(shí)上傳給企業(yè)ERP系統(tǒng)，使生產(chǎn)排產(chǎn)和管理考核等部門及時(shí)掌握生產(chǎn)信息，把控生產(chǎn)節(jié)奏，統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)數(shù)量、分析生產(chǎn)效率和質(zhì)量，并生成生產(chǎn)報(bào)表。數(shù)字化報(bào)工系統(tǒng)還應(yīng)具備可視化報(bào)表展示、報(bào)警提醒等功能，以便管理人員及時(shí)了解生產(chǎn)情況。
建設(shè)數(shù)字化報(bào)工系統(tǒng)，要最大限度降低一線員工的自主輸入數(shù)據(jù)量，以操作簡單、確認(rèn)確權(quán)為主，降低操作復(fù)雜度，最大限度地保證報(bào)工數(shù)據(jù)的真實(shí)性、及時(shí)性和有效性。
按照企業(yè)管理要求，與生產(chǎn)、質(zhì)量、運(yùn)營等部門進(jìn)行細(xì)化和梳理，制定出適合企業(yè)特點(diǎn)的數(shù)據(jù)分析評價(jià)規(guī)則，促進(jìn)企業(yè)管理數(shù)字化水平的提高。
結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況，從設(shè)備、工單、生產(chǎn)進(jìn)度、人員、產(chǎn)品、質(zhì)量、訂單等維度，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用。
設(shè)備考核指標(biāo)是指從設(shè)備的實(shí)際產(chǎn)出時(shí)間、停機(jī)時(shí)間、機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度、時(shí)間段總產(chǎn)出、產(chǎn)量MAX、產(chǎn)量AVG、投入產(chǎn)出率、時(shí)間利用率、設(shè)備性能率、質(zhì)量合格率、設(shè)備OEE等角度，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
工單考核指標(biāo)是指從工單的轉(zhuǎn)版時(shí)間、生產(chǎn)時(shí)間、單小時(shí)產(chǎn)出量、投入產(chǎn)出率、剔廢率、一次入齊率、成品欠數(shù)等角度，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
生產(chǎn)進(jìn)度（PMC）考核指標(biāo)是指從生產(chǎn)進(jìn)度的停機(jī)待料時(shí)間、計(jì)劃達(dá)成率、待生產(chǎn)總量、半成品庫存等角度，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
人員考核指標(biāo)是指從人員的轉(zhuǎn)版效率、作息時(shí)間、實(shí)際產(chǎn)出時(shí)間、單小時(shí)產(chǎn)出、時(shí)間段總產(chǎn)出等角度，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
品種考核指標(biāo)是指從品種的平均轉(zhuǎn)版時(shí)間、平均生產(chǎn)時(shí)間、單小時(shí)產(chǎn)出量、產(chǎn)量MAX、產(chǎn)量AVG、平均投入產(chǎn)出率、平均剔廢率等角度，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
質(zhì)量考核指標(biāo)主要從工單工序生產(chǎn)廢品率等角度，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。此外，公司如配備質(zhì)量檢測設(shè)備，可以與設(shè)備系統(tǒng)直接互通對接，基于質(zhì)量檢測設(shè)備的質(zhì)量數(shù)據(jù)，開展質(zhì)量數(shù)據(jù)分析、應(yīng)用和可視化展示等。該部分需要與質(zhì)量檢測設(shè)備廠商溝通對接，開發(fā)接口通訊單元。
訂單考核指標(biāo)主要從訂單的交貨率、按時(shí)交貨率、缺貨率、合格率等角度，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
數(shù)據(jù)分析結(jié)果不僅在信息化系統(tǒng)中進(jìn)行交互應(yīng)用，還要進(jìn)行展示，要直觀看到。根據(jù)企業(yè)不同職責(zé)管理崗位，一般分為四級展示應(yīng)用場景。
為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的生產(chǎn)管理全局把控服務(wù)，主要展示3方面內(nèi)容：一是從產(chǎn)量角度，包括累計(jì)印刷數(shù)量、產(chǎn)品數(shù)量等；二是從訂單交付和生產(chǎn)質(zhì)量角度，包括業(yè)務(wù)訂單按時(shí)交付率、產(chǎn)品合格率、投入產(chǎn)出率等；三是從生產(chǎn)管理角度，包括設(shè)備OEE、勞動生產(chǎn)效率等。
為生產(chǎn)管理和設(shè)備管理部門服務(wù)，主要展示以下3類內(nèi)容：一是各生產(chǎn)車間綜合數(shù)據(jù)報(bào)表，包括產(chǎn)量數(shù)據(jù)（年產(chǎn)量、月產(chǎn)量、日產(chǎn)量）、時(shí)長數(shù)據(jù)（年生產(chǎn)時(shí)長、月生產(chǎn)時(shí)長、日生產(chǎn)時(shí)長，年待機(jī)時(shí)長、月待機(jī)時(shí)長、日待機(jī)時(shí)長）和工單數(shù)據(jù)（年工單數(shù)，月工單數(shù)，日工單數(shù)）等；二是各生產(chǎn)車間效率數(shù)據(jù)，包括按時(shí)交付率、產(chǎn)品合格率、設(shè)備OEE等；三是各生產(chǎn)車間當(dāng)日任務(wù)排產(chǎn)完成進(jìn)度等。
為車間管理者的車間及時(shí)統(tǒng)籌管控服務(wù)，展示內(nèi)容主要包括：一是該車間的綜合數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表，包括產(chǎn)量數(shù)據(jù)、時(shí)長數(shù)據(jù)和工單數(shù)據(jù)等；二是該車間的效率數(shù)據(jù)等；三是該車間當(dāng)日任務(wù)排產(chǎn)的綜合進(jìn)度數(shù)據(jù)等。
為生產(chǎn)機(jī)臺負(fù)責(zé)人及時(shí)了解當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行情況和訂單執(zhí)行情況服務(wù)，展示內(nèi)容主要包括：一是機(jī)臺的基本操作信息，包括機(jī)臺名、機(jī)長名、班組名等；二是當(dāng)前班組的產(chǎn)量和生產(chǎn)時(shí)長信息，包括當(dāng)班產(chǎn)量、已生產(chǎn)時(shí)長、已待機(jī)時(shí)長等；三是當(dāng)前機(jī)臺的任務(wù)排產(chǎn)執(zhí)行情況等；四是機(jī)臺當(dāng)前執(zhí)行工單明細(xì)內(nèi)容等；五是當(dāng)前工單已完成進(jìn)度百分比和預(yù)計(jì)完成時(shí)間等。
在印刷企業(yè)智能化升級改造過程中，通過數(shù)字化手段實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的自動化集成是一項(xiàng)關(guān)鍵工作，對企業(yè)發(fā)展起著重要作用。通過自動化生產(chǎn)設(shè)備、智能化裝備、數(shù)字化手段，運(yùn)用系統(tǒng)集成技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)。
一是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的自動化和數(shù)字化，使生產(chǎn)過程更加高效、準(zhǔn)確和快速。
二是能夠顯著減少用工人數(shù)，提高生產(chǎn)線的安全性和可靠性，降低生產(chǎn)成本。
三是提高印刷質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，減少人為因素造成的產(chǎn)品質(zhì)量波動。
四是有助于減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，降低能源消耗，符合綠色環(huán)保的發(fā)展要求。
五是推動出版印刷行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，推進(jìn)企業(yè)的數(shù)字化/智能化升級轉(zhuǎn)型，提升企業(yè)競爭力，為企業(yè)拓展新業(yè)務(wù)領(lǐng)域和市場提供支持。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成為印刷企業(yè)應(yīng)對當(dāng)下市場挑戰(zhàn)的核心策略。傳統(tǒng)出版物印刷企業(yè)如何搭上數(shù)字化“快車道”，筆者認(rèn)為，一是出版物印刷企業(yè)管理者要擺脫傳統(tǒng)思想的束縛，不要在落后的工藝基礎(chǔ)上搞自動化，不要在落后的管理基礎(chǔ)上搞信息化，不要在不具備數(shù)字化基礎(chǔ)時(shí)搞智能化，要補(bǔ)齊企業(yè)數(shù)字化短版，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)營管理數(shù)字化；
二是要加大數(shù)字化建設(shè)步伐，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備之間、各類信息化系統(tǒng)軟件之間、設(shè)備與軟件之間業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、信息數(shù)據(jù)的交互，推進(jìn)全業(yè)務(wù)的信息化、數(shù)字化、流程化，形成數(shù)據(jù)閉環(huán)管理、業(yè)務(wù)協(xié)同；
三是要建立企業(yè)級大數(shù)據(jù)中心，開展歷史數(shù)據(jù)分析，建立多維度評價(jià)體系，通過數(shù)據(jù)暴露出企業(yè)生產(chǎn)及管理等方面的問題和薄弱環(huán)節(jié)，優(yōu)化管理流程、細(xì)化生產(chǎn)工藝，推動企業(yè)提質(zhì)增效。
作者：河北新華第二印刷有限責(zé)任公司 李宏中
