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印包企业如何加速数字化转型?这一步很关键

发布时间: 2023/11/28 9:57:44   来源: 印刷技术杂志   人气: 189

面对行业市场竞争日趋激烈的态势,越来越多的印刷企业加入数字化车间和智能工厂建设的行列,希望从根本上变革生产方式和资源组织模式。智能工厂和数字化车的发展,离不开生产物流的支撑,需要通过物流的数字化、智能化升级实现内部整合,从而实现订单交付全过程的打通。

生产物流作为印刷车间的重要部分,直接影响到物料需求计划和生产调度等问题,是影响印刷企业数字化建设的关键因素。

印刷企业中的生产物流

对于制造型企业,生产物流是指将采购的物料入库、保管、出库,将生产的产品运到物流中心、厂内或其他工厂仓库的过程。印刷车间的生产物流主要包括原料和辅料的采购、存储、运输以及成品的生产、包装和出库等环节。其中,原料与辅料的存储和转运需要各个环节的协调和配合,是印刷车间生产物流的重要环节,存储环节在产品生产过程中起着缓冲、平衡产线的作用,转运环节将各工序环节连接起来。生产物流是一个企业进行精益布局规划的试金石,能有效验证生产活动是否有序进行。生产物流贯穿于印刷车间生产的全过程,物流规划的合理程度影响转运通畅度、生产节拍以及物料仓储管理成本。建立合理的生产物流逻辑与降低物流生产成本是高效执行生产任务的重要因素。

因此,对印厂进行物流规划建设是促进传统印刷企业向数字化转型升级的关键举措。劳动密集型的印刷包装企业基于现有厂房规格和设备布局,建设厂内智能物流系统可提升生产物流水平,极大地提高印刷企业的竞争力。

印刷企业生产物流特点

印刷企业生产物流受到生产区域划分、设备布局和选型、半成品流转、生产节拍以及生产安全等多方面因素的影响,而不同类型企业由于订单类型、生产工艺、基础建设等,其场内物流差异也很大。

从事社会包装印刷业务的企业,由于产品订单呈现出“小批量、大批次”的特点,属于高度离散型的传统加工企业,由于产品形态复杂、工艺多变、产品标准程度低导致内部物流情况复杂,旺季仓储压力较大。以某大型综合印刷企业为例,其生产物流呈现以下特点:

PART.01

产品经印刷工序后进行干燥,静置处理以保证印品质量。在此过程中,物料占用了大量线边库位置导致线边库容量不足,从而导致现场线边库堵塞问题较为严重,人工转运物料耗时较长且效率低下;

PART.02

生产设备配置不集中,生产工序模块划分不利于订单高效生产,且区域职能划分不明显,导致物料搬运路线迂回,工作区物流走向没有呈单向进出状态,造成物料堵塞;

PART.03

车间内线边库分配规划不符合生产节拍,现场线边库利用率不足,人工搬运以及生产计划的滞后性导致物料转运受阻;

PART.04

现场物流设备资源以及物流人员缺乏规范化管理,物料转运依靠人工完成,物流设备利用低下。

相较于社会印刷包装类企业,从事烟包类印刷包装企业接收的生产订单呈现出“大批量、小批次”的特点,标准化、数字化、智能化程度较高。以某知名烟包企业为例,其生产物流呈现以下特点:

PART.01

生产状态稳定,生产计划可进行弹性调整;

PART.02

车间内设备布局分布合理,区域职能划分明显,减少了物料和人员的移动距离和时间;

PART.03

机台生产信息和订单信息直接通过MES系统统计,解决了信息统计不准确等方面的问题;

PART.04

车间内的物料搬运通过AGV完成,且物料周转灵活,解决了物料转运效率低下的问题。

印刷企业生产物流规划

目前,由于欠缺合理的生产物流规划,无法高效、有序地配合生产系统的运作,导致生产现场混乱,等待周期长、资源浪费甚至停线等各种问题,增加了企业的生产成本。为解决印刷企业内存在的物流问题,结合上述影响因素综合分析,可从车间布局、线边库规划、物料搬运三个方面改善。

车间布局


合理的车间布局是精益物流的基础,对于离散型制造业,柔性化、精益化的布局是构建智能化印刷工厂的基础。对于印厂车间布局要注意到以下几点:

01考虑消除瓶颈和拥堵点,使产线均衡,同时最小化物料转移和运输;

02避免印刷和印后工序工时的浪费;

03让原料和辅料成为成品的等待时间最短;

04有效利用立体空间,利用除了机器设备占地以外的空间,以容纳更多的物料;

05提高印刷生产效率,改进产品质量,同时降低生产成本。

线边库规划

线边库又叫做暂存库、缓冲区,是印刷生产过程中,为了保证生产的连续性和稳定性而设置的一个中间物料存放点。当存在机器不能正常运行需停机调整,或某一工序后半成品需静置处理等情况,印刷企业会配置线边库。线边库规划是体现布局规划柔性化、精益化的关键之处,线边库可以有效地将半成品数量控制在一定范围内,其在复杂的生产系统中有着不可替代的作用。线边库主要有以下四个方面作用:平滑生产流程、延迟生产决策、增加生产过程中的灵活性、减少生产过程中的压力。

通过企业生产订单构成以及工序间的物流频次确定工序间的物流强度,物流强度越大,距离就越近,线边库需求以及设备利用率就越高。在考虑物流强度、车间环境以及生产需要的因素下可以确定各车间线边库需求配比,后续通过仿真软件就可以得到各车间的线边库容量。

物料搬运

物料流转过程中,AGV(自动引导小车)作为印刷车间物流系统中重要的物流运输设备,其物流配送能力直接影响着车间的生产效率。印刷车间由于其离散生产特征,物流转运中离不开人工拉料运输,合理的AGV数量配置会提高印厂车间内的自动化水平,减少人力搬运,降低企业的生产成本。如何配置AGV以及人工拉料资源,是智能物流设计的重要环节。     

基于数字仿真的生产物流优化

传统印刷包装企业在进行车间物流规划时,往往依赖人工经验,受个人主观意愿影响较大,效率低下,缺乏科学依据和有效验证。近年来随着数字化智能工厂的建设,可通过建立基于精益思想的数字仿真模型来模拟车间生产时况。

借助数字化仿真工具,能够在企业进行物流规划的初期将原材料的调动、产品的生产加工、产品的搬运以及出库等活动有效地结合起来,对生产物流系统进行模拟和数据分析,使得生产企业的物流系统规划更加具有科学性。

如图1所示,为某印刷包装企业生产物流数字仿真模型。通过在印厂车间实时采集具有代表性的订单数据,此模型能反映车间实际生产情况。



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图1 某印刷公司物流系统数字仿真模型

如图2所示,通过数字仿真模型可得到最有的线边库配置以及AGV配置方案,以数据支撑车间物流系统规划方案,提高企业的生产效率。 

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图2  AGV、产线产能、库存时间关系

总结与展望

对于传统印刷企业,生产车间布局已固定,不会再有大规模的整改,实施生产物流规划可以通过对线边库进行规划,以提升车间布局柔性。对于刚开始建设的新厂区,在初期规划阶段,从厂区的布局规划开始,按照工艺流程对厂区进行精益布局,然后通过数字仿真去挑选AGV配置以及线边库容量配置方案,建立科学合理的物流规划系统。

作者:西安理工大学  林 珂  刘琳琳  王国琴

          山东中烟工业有限责任公司 李志勇


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