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跟蹤、追溯和控制:實(shí)現(xiàn)低成本高產(chǎn)能

跟蹤、追溯和控制:實(shí)現(xiàn)低成本高產(chǎn)能

2011/2/17 10:38:12

了解TTC 解決方案如何幫助制造商降低成本,減少浪費(fèi),自動(dòng)化關(guān)鍵制造工藝和提高產(chǎn)率——這些都是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)低成本高產(chǎn)能生產(chǎn)的關(guān)鍵要素。

引言
為了在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)環(huán)境下生存和發(fā)展,領(lǐng)先制造商必須以盡可能最低的成本生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品。生產(chǎn)的總成本需要考慮產(chǎn)品生命周期的全過程,包括保修、召回和維護(hù)。跟蹤、追溯和控制(TTC)系統(tǒng)是成功實(shí)現(xiàn)這一戰(zhàn)略目標(biāo)所必需的要素,其設(shè)計(jì)可使整個(gè)制造工藝實(shí)現(xiàn)材料和資源的最佳利用。


首先,TTC 系統(tǒng)提供工廠車間在制品(WIP)和材料的實(shí)時(shí)可視性。第二,TTC系統(tǒng)消除了與材料管理和設(shè)備設(shè)置相關(guān)的人為錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。第三,TTC 系統(tǒng)提供產(chǎn)品生命周期的完整記錄,確保準(zhǔn)確排除故障,以及萬一發(fā)生召回所需要返回的產(chǎn)品數(shù)量降為最低。在大多數(shù)產(chǎn)品制造的成本結(jié)構(gòu)中,材料占總成本的50%。對(duì)于復(fù)雜的產(chǎn)品,如電子印刷電路板組裝,分立元件的總成本會(huì)占最終產(chǎn)品成本的80%。一個(gè)良好的TTC 系統(tǒng)將消除所有的時(shí)間浪費(fèi)和材料浪費(fèi),可使產(chǎn)品的總成本節(jié)約10%,實(shí)現(xiàn)最低成本的制造。

通常,一個(gè)良好的TTC系統(tǒng)的投資回收期小于1年。在全球競(jìng)爭(zhēng)的制造工業(yè)中,可以認(rèn)為與這一投資相關(guān)的機(jī)會(huì)成本是顯而易見的。


跟蹤
每個(gè)制造商都需要一定程度上跟蹤工廠在制品。在許多情況下,這項(xiàng)工作是通過紙張記錄來完成的。盡管這樣的方法是可行的,但顯然不是最有效率的。原因在于:一是生產(chǎn)數(shù)據(jù)不可能實(shí)時(shí)獲得。二是生產(chǎn)數(shù)據(jù)不是數(shù)字化的,不能進(jìn)行任何形式的性能和質(zhì)量分析,以及創(chuàng)建可追溯性記錄。自動(dòng)化的在制品跟蹤可提供所有生產(chǎn)車間未結(jié)訂單的實(shí)時(shí)可視性。只要在每一操作中對(duì)隨件單的條形碼標(biāo)簽進(jìn)行掃描就可以完成這項(xiàng)工作。利用序列化的ID 或2D 標(biāo)記或RFID 標(biāo)記跟蹤各個(gè)生產(chǎn)部件,可實(shí)現(xiàn)最精確的產(chǎn)品跟蹤。除了基本的產(chǎn)品跟蹤,與某一具體工作相關(guān)的所有生產(chǎn)材料都可通過唯一的ID條形碼標(biāo)記或RFID 標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別。當(dāng)產(chǎn)品部件從一個(gè)工位向另一個(gè)工位移動(dòng)時(shí),掃描這些部件,就可以實(shí)現(xiàn)組裝線內(nèi)外所有生產(chǎn)材料的實(shí)時(shí)可視性。在有些工廠,每天花費(fèi)大量的時(shí)間查找特殊元件或子組裝件。每個(gè)人都知道它們就在某個(gè)地方,可就是沒有一個(gè)人能說出它們的準(zhǔn)確位置。除了直接的人力資源成本外,這還直接影響生產(chǎn)率。在有些情況下,在人們努力地尋找行蹤不明的零件時(shí),整個(gè)組裝線會(huì)處于停滯狀態(tài)。而在另一些情況下,由于所需的材料沒有到位,補(bǔ)充零件又必須訂貨,生產(chǎn)線不得不轉(zhuǎn)換生產(chǎn)其它產(chǎn)品。這將會(huì)浪費(fèi)大量的生產(chǎn)時(shí)間甚至貽誤交貨時(shí)間。了解和控制生產(chǎn)車間所有在制品和材料的準(zhǔn)確位置,可以更高水平控制關(guān)鍵參數(shù),如交時(shí)間、成本和質(zhì)量等。另外,通過獲得的基本數(shù)據(jù),進(jìn)行軟件分析,還可以輕松實(shí)現(xiàn)附加經(jīng)濟(jì)效益。

追溯
可追溯性是由終端用戶根據(jù)專署行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)而推動(dòng)的,通常與具體的投資回報(bào)率(ROI)無關(guān),這種情況下可追溯性是從事這些業(yè)務(wù)的前提條件??紤]到經(jīng)濟(jì)因素也需要可追溯性。在產(chǎn)品生命周期里的每一步缺陷檢查都會(huì)使成本增加十倍之多。更為驚人的是產(chǎn)品的召回成本,除此之外還未考慮到品牌聲譽(yù)的損害和對(duì)未來銷售的影響。下面的案例就充分證明了這一點(diǎn)。

可追溯性案例研究1

隨戴爾,日歷,IBM,聯(lián)想,東芝和蘋果筆記本電腦一起售出的索尼電池被人發(fā)現(xiàn)會(huì)著火。這一下就影響到了960萬臺(tái)筆記本電腦,索尼花費(fèi)了4.3億美元替換了所有的缺陷部件。在這一案例中,如果索尼和使用索尼電池的所有OEM 都有較好的可追溯性系統(tǒng)。可更準(zhǔn)確地指出受損部件在哪里,他們將會(huì)節(jié)約上百萬美元。

可追溯性案例研究2

微軟的Xbox 360被發(fā)現(xiàn)存在叫做紅圈死機(jī)的硬件故障。微軟最終以支出10億美元來延長(zhǎng)保修期為代價(jià)。

可追溯性案例研究3

泰諾公司召回了3 100 萬瓶泰諾,召回成本超過了1億美元。該產(chǎn)品的市場(chǎng)份額從37%降到7%。

可追溯性案例研究4

普利司通公司旗下美國(guó)Firestone公司宣布召回650萬只輪胎之后宣告損失3.5億美元。這只涵蓋了召回的實(shí)際成本,還沒有計(jì)算潛在的法律訴訟或總收入損失。公司的股票一周內(nèi)下跌24%。由于完整的產(chǎn)品組裝和生命周期涉及到非常大量的可變因素和人力資源,在一些地方出問題的可能性是非常大的。它不是一個(gè)是否知道將要出錯(cuò)的問題,而是一個(gè)什么時(shí)候?qū)l(fā)生、將帶來怎樣惡劣后果的問題。在嚴(yán)重的產(chǎn)品失效或安全性問題情況下,基本的可追溯性系統(tǒng)可將被召回產(chǎn)品的數(shù)量降低好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。有些人喜歡把可追溯性系統(tǒng)比作保險(xiǎn)單。很少的投資,但是,當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)卻會(huì)帶來巨大的效果。從生產(chǎn)批次日期到系列化部件,從制造場(chǎng)地、日期到整個(gè)的工藝和材料信息,可實(shí)現(xiàn)各種等級(jí)的可追溯性。每個(gè)制造商所面臨的挑戰(zhàn)是在某個(gè)具體情況下確定哪個(gè)追溯級(jí)別是最適合的。這實(shí)際上是獲取和存儲(chǔ)可追溯性數(shù)據(jù)的實(shí)際成本與可能的召回成本之間的一個(gè)平衡問題。在典型的TTC 歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中,通過掃描序列號(hào),可精確地確定有缺陷的產(chǎn)品在哪里、是什么時(shí)候制造的。也可以追溯生產(chǎn)該產(chǎn)品所使用的每一批零件。如果缺陷與一批有問題的零件相關(guān),那么可以找出使用了該零件的所有產(chǎn)品。最終,使任何產(chǎn)品召回的影響都降低到最小??勺匪菪韵到y(tǒng)的實(shí)際成本遠(yuǎn)小于其預(yù)期成本。如果可追溯性涵蓋在整體TTC系統(tǒng)里,那么整個(gè)工藝和材料級(jí)別的可追溯性將是TTC系統(tǒng)自然產(chǎn)生的結(jié)果。

控制
第三是生產(chǎn)控制,生產(chǎn)控制是TTC 軟件最關(guān)鍵的一個(gè)方面。“控制”涉及到防錯(cuò)技術(shù)的各個(gè)方面。當(dāng)然,獲得在制品和材料的實(shí)時(shí)可視性,并能夠追溯歷史數(shù)據(jù)是很重要的,但是,更加重要的是從一開始就制造正確的產(chǎn)品。如果TTC系統(tǒng)的主要目的是收集可追溯性數(shù)據(jù),控制功能將保證操作者使用正確的產(chǎn)品和材料,把正確的生產(chǎn)信息掃描進(jìn)入歷史數(shù)據(jù)庫(kù),保證可追溯性數(shù)據(jù)100%正確。自動(dòng)化機(jī)器視覺檢查也可用于進(jìn)一步降低人為錯(cuò)誤的可能性。在跟蹤產(chǎn)品的在制品情況下,根據(jù)預(yù)先確定的組裝路線連接每一個(gè)掃描點(diǎn)是合理的和有益的。在這一情況下,TTC 軟件將對(duì)產(chǎn)品的實(shí)際狀態(tài)和位置與其應(yīng)該的狀態(tài)和位置進(jìn)行比較。如果產(chǎn)品繞過了任何操作都將產(chǎn)生報(bào)警。在從一個(gè)操作到另一個(gè)操作的產(chǎn)品掃描期間,額外與產(chǎn)品相關(guān)的信息如質(zhì)量數(shù)據(jù)或檢測(cè)和測(cè)試結(jié)果都可被快速高效地記錄下來。在跟蹤系列化的產(chǎn)品時(shí),基本的周期時(shí)間信息可成為監(jiān)控操作效率的強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)庫(kù)??蓪?duì)實(shí)時(shí)信息和計(jì)算的生產(chǎn)能力進(jìn)行比較,當(dāng)加工速率低于一定的臨界值時(shí)產(chǎn)生報(bào)警。這將帶來更好的設(shè)備利用率和整體設(shè)備效能(OEE)。類似地,在跟蹤組裝線的材料時(shí),TTC 軟件可以驗(yàn)證正確的零件被設(shè)置在正確的位置來制造某個(gè)特定產(chǎn)品。設(shè)備初始設(shè)置期間的報(bào)警,可消除人為出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)和相關(guān)的時(shí)間和材料的浪費(fèi)??晒┻x擇的報(bào)警塔燈和物理互鎖也可以與TTC 軟件捆綁在一起,提供更好的聲光報(bào),在臨界錯(cuò)誤的情況下停止生產(chǎn)。跟蹤組裝線內(nèi)外的材料也可以實(shí)現(xiàn)下列應(yīng)用:
*離線設(shè)置驗(yàn)證,加快轉(zhuǎn)換
*電子看板,在空轉(zhuǎn)前獲得零件
*材料預(yù)定/配套管理
*對(duì)易腐壞材料跟蹤,防止使用過期材料
這將更高效地利用材料以及提高設(shè)備的利用率/OEE。

 

閉環(huán)控制
制造車間的自動(dòng)化可消除人為因素的干擾,防止錯(cuò)誤發(fā)生。采用TTC 系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),用固定安裝并集成在設(shè)備、工作站和傳送帶上的閱讀器代替手持式條形碼閱讀器,將各種互鎖機(jī)構(gòu)與閱讀器和TTC軟件相連接,如果發(fā)生錯(cuò)讀或不按操作規(guī)程生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí),將停止組裝或生產(chǎn)。在有些情況下,用RFID 標(biāo)簽替代條形碼也可實(shí)現(xiàn)完全非手工的數(shù)據(jù)獲取和設(shè)置驗(yàn)證。RFID技術(shù)通常用于創(chuàng)建智能系統(tǒng),將標(biāo)簽貼裝在各種工具、夾具或托盤上,RFID天線/閱讀器則集成到設(shè)備中。

 

TTC 的好處
*減少庫(kù)存
*減小了高代價(jià)的產(chǎn)品召回風(fēng)險(xiǎn)
*發(fā)現(xiàn)和消除瓶頸
*避免元件短缺
*提高直通率,減少缺陷
*縮短交貨周期
*提高準(zhǔn)時(shí)交貨率
*提高生產(chǎn)能力,使生產(chǎn)線停機(jī)時(shí)間最小化
*減小勞動(dòng)力成本
*提高庫(kù)存準(zhǔn)確性和可視性
*消除了配套錯(cuò)誤
*消除了設(shè)備設(shè)置錯(cuò)誤
*消除了數(shù)量盤點(diǎn)(周期性盤點(diǎn))
*監(jiān)控、改進(jìn)物流和工作流程
*提高質(zhì)量
TTC 定量的好處
*減小了制造周期時(shí)間(35%~45%)
*減小了制造研制時(shí)間(30%)
*減小了設(shè)備/生產(chǎn)線轉(zhuǎn)換時(shí)間(50%)
*減小了數(shù)據(jù)輸入時(shí)間(36%~75%)
*減少了在制品(17%~32%)
*減少了兩班之間的文字工作(56%~67%)
*減少了庫(kù)存(4%~6%)
*提高了產(chǎn)品質(zhì)量(+18%)

 

結(jié)論
大多數(shù)情況下,制造商希望短期內(nèi)構(gòu)建一個(gè)小型項(xiàng)目來解決具體問題。因此,一個(gè)好的TC 軟件應(yīng)該是高度模塊化并具備大的升級(jí)空間。定向的TTC 項(xiàng)目成本一般在1.5 萬美元~5.0 萬美元之間,在幾天之內(nèi)就可以完成,具有非常好的投資回報(bào)率和快速償付能力。基本的TTC 系統(tǒng)可分步擴(kuò)展,每一步都會(huì)提高經(jīng)濟(jì)效益,并具有很高的投資回報(bào)率。

 

參考文獻(xiàn)
1. MESA International Survey
2. Positron case study, Cogiscan Inc.
3. Return on Investment Calculation, Dynamic Systems Inc.

 

其它文獻(xiàn)資源
1. Technology Fails: 8 Extreme Electronic Disasters, Compute

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