在行业数字化转型升级的背景下，传统的生产产线在效率､效益､生产管理等方面的劣势越来越明显，公司借助整体搬迁契机，基于精益管理体系，依托于数字化系统打造了两轴构架智能焊接产线｡该智能产线从根本上颠覆了原有产线，在各个方面均取得了显著的提升｡

产线在前期方案设计直至建成后的优化提升过程中，持续秉承以提高产线单位面积产出率､单节人员需求､产线平衡率等重要指标以及计划管理､物流管理､现场管理等管理板块能力为主线，依托于数字化､信息化手段，实现彻底的改善｡

产线人员依托于智能化技术的深入应用，最大限度的让数字化､信息化手段深入到管理过程中，同时在深入使用的过程中不断反馈问题，反向优化，提升数字化､信息化手段，进而解决各个管理模块的痛点问题，提升整体管理能力｡

同时，产线在推进数字化､信息化手段，优化管理的过程中遇到的问题和解决思路，也对后续持续开展数字化转型，打造更多的智能化产线提供了参考和思路｡

1 寻找当前痛点问题

对产线各个管理模块进行拆解分析，寻找各个板块目前存在的症结痛点｡通过解决这些痛点问题，提高管理水平，进而改善关键数据｡

直接影响到现场组织效率效益的主要有信息传达､物流管理､人员管理以及工艺管理四个模块，主要痛点如下:

1.1 信息传达效率低､统计难

比如生产计划等信息编制繁琐复杂，而且一经确认下发后，更改成本巨大，且会因效率问题导致更改滞后｡其他各类信息的编制､传达环节也都面临着效率低下的问题，比如图纸和标准作业的下发､临时更改等｡

同时，由于管理层级较多，各类信息并不是直接传达到一线员工，比如生产计划信息是先由计划室传达至产线长，再经过产线长传达给工位长，最后才到具体的操作人员｡

信息传达流程长､效率低下的问题导致的信息差极大影响了现场工作的正确与否，直接影响到工作效率｡该问题多次导致现场信息滞后或不正确，进而导致返修､顺序错乱等问题｡

另外，现在越来越注重信息的收集､统计､对比，以便找出差别，提升管理质量｡仅生产管理中，常用的统计数据就包含生产完成率､计划完成率､节拍达成率､异常占比､异常闭环率等一系列数据，这些数据往往需要人工统计汇总｡效率低､准确率差，同时极大的占用了人力资源｡

1.2 物流配送效率低､准时性差

产线的物流配送一直靠人工完成，受限于叉车､吊车数量和状态，物料配送往往达不到准时准点｡同时，为了减少配送次数，一次性会尽可能多的配送单种物料，导致配送的齐套率低，现场配送的物料不齐套情况时有发生况｡

在制品转运方面，经常会占用员工大量时间等待吊车，而且在制品转运的准时性得不到保证会直接影响下工序的正常开工，因此只能通过积压在制的方式确保下工序正常进行，导致产线在制品数量大幅度上升｡

造成物流效率低下的另外一个主要原因是产线的工艺流设置不合理，物流路线较长，无意义的往返路程较多｡

1.3 人员管理不细致，单节人员需求大

人员管理作为现场管理六要素第一位，其重要性是毋庸置疑的｡但是仅靠产线长以及班长进行管理一方面主观因素大，第二也受制于产线长和班长的个人能力，其管理效果差距较大｡直接反映到结果上的就是单节产量下的人员需求数量较大｡

另外，人员单日､周､月的完成量基本无法准确统计，代表着无法准确衡量人员的工作量情况，在奖金分配时存在着主观因素，无法充分调动员工积极性｡

1.4 工艺手段落后，工作效率及一致性差

作为以组焊工序为主的生产产线，其主要工装设备如组对工装，焊机等使用年限长，设计功能落后，效率低下，重复性差｡导致现场作业的效率低，产品一致性差，产品质量不稳定等问题｡

2 智能化产线对于产线提升

2.1 利用 MES 系统提高信息传递速度

在智能化产线中，MES 系统对于信息传递效率的提升是巨大的, 以繁琐的生产计划传递为例:

产线虽依旧遵守月计划与周计划，但仅到产线长一级，产线长根据现场实际情况以及与分厂计划的符合程度，在系统上编制四日计划，纸质计划不下现场，派工不通过现场指派，一切生产安排均通过系统进行安排｡

图 1 在 MES 系统上排布计划

该计划排布后将直接发送到员工的个人账号上，员工可以根据自己的账号中的任务排布信息精准的了解到当日任务要求，不存在模糊不清的可能性｡

2.2 智慧物流系统保证物料定时､定量､定置 管理

产线配备了两种智慧物流系统和设备，即 AGV 和 RGV｡AGV 承担物料配送和在制品周转的任务；RGV 则承担在制品在立体库和焊接站之间的配送和周转｡智慧物流系统使用以来，已基本取代了的吊车､平板车､叉车的工作内容，除了工序间偶尔使用吊车吊取物料进行组对外，基本已经很少使用上述传统的运输工具｡

同时，产线在实际应用过程中逐步对 AGV 和 RGV 的使用逻辑和交通管制逻辑进行优化，使其使用效率进一步提高｡

智慧物流系统以及设备的投入使用，在物料配送和在制品转序的准时性､便捷性､可靠性､安全性等各项性能上均展现出了对比人工吊运和叉车运输的巨大优势｡除设备异常情况外，物料配送的准时率基本达到了 100%｡

同时，通过重新排布工艺布局，合理优化物流路线，单个构架物流距离从 1220 米降低至 850 米，降低了 30%｡极大缓解了物流压力｡

2.3 基于 MES 系统的精准人员管理

在 MES 系统上新增人员管理模块，包含人员考勤､派工､完工统计等功能｡完成了对人员管理的闭环｡

首先是每日早会清点人员后，由产线长登录人员出勤情况，在人员满勤时系统会按照当日计划，根据由员工技能等级和培训情况预设的派工模板进行派工｡如果当产线人员有缺勤情况发生时，系统会提示产线长临时对人员的派工范围进行单点的修改，但修改不得超出技能等级需求以及培训范围｡

在人员接到生产计划进行开工时，封闭了账号密码的登录方式，全部改为二维码身份铭牌扫描登陆，防止人员登陆混乱｡

完工后，系统会自动记录､汇总当日产线完成信息以及个人的完工信息，自动生产当日､周､月的完工情况｡产线长可以以此作为奖金分配的主要依据｡

2.4 全面提升工装设备，效率效益大幅跃增

针对产线的组对､焊接､打磨等工序的重要工装设备以高智能化､高效､精准､快速切换､重复性强为核心要求，进行全面更新｡

比如组对工装，重新设计制造的组对工装采用了模块化设计，非常便于不同车型间的快速切换，同时采用了大量的自锁结构保证了工装的精准度和可重复性｡工艺师在设计工装时还充分考虑了制造时的工艺顺序以及产品干涉情况等细节，有效的缩短了单个产品工作时间，提高了工作效率｡单个工序组对作业人员也由 2 人降低至 1 人，甚至是 1 人同时肩负两个组对工序｡

图 2 模块化组对工装

焊接机械手采用了德国 CLOOS 公司最新的七轴焊接机械手，其焊接精度以及焊接可达性较产线原有的六轴机械手有了极大的提升，自动化焊接覆盖工序也由之前的只能焊接侧架外缝工序扩大到可以焊接侧架内腔､侧架外缝､侧架部件､横梁组成以及构架一次焊接 5 个主要个焊接工序，这基本已经覆盖了构架 90% 以上的焊缝，重要焊缝覆盖率更是达到了 100%｡机械手具备了自动焊缝寻位､电弧传感跟踪､自动预热以及温控感应等功能，完全满足现场产品的工艺需求｡产品一致性强，一次校验通过率以及一次探伤通过率几乎达到 100%, 极大提高了产线生产效率，并大幅降低了人员需求｡

图 3 七轴焊接机械手

2.5 生产数据驾驶舱实现信息整合，实现精准 管理

生产数据驾驶舱看板作为辅助产线长掌握现场动态的有效途径，能够极大的节约产线长的时间和精力，实现精准管理｡

产线结合实际情况，对驾驶舱看板进行了多次优化更新，最终确定看板上所展现的数据基本覆盖了现场管理的各个方面｡如生产相关数据就涵盖了产线人员的出勤情况､产线计划兑现率及七日滚动计划兑现率､物流配送率等数据｡除了生产相关数据外，设备､环境､异常､质量等板块也均有涉及｡产线长可以通过各类数据直观的对现场情况进行掌握｡

图 4 数据驾驶舱

同时，数字孪生系统在业内首次应用｡该系统主要有两个功能，其一是实现了由产线实时数据驱动的全场景､多维度､三维虚拟可视化的展示和监控｡产线长可以实时掌握产线各个数字化设备的工作状态，设备位置，工作参数 (如数字化焊机的实时电流､电压､焊接速度等信息); 其二是具备全场景的工艺过程仿真的能力，实现了产前的精准验证､评估与优化｡

上述功能根本上改变了产线长需要不停的在产线巡查以确定各个工序工作状态的工作习惯｡

图 5 数字孪生系统上快速查阅实时焊接参数

3 结论

智能化技术的应用一定程度上颠覆了传统的产线管理模式，在尤其在信息传递､物流配送､人员管理､工艺管理等方面｡

这些管理能力的提升促使产线在重要数据上实现了飞跃｡比如产线节拍时间从 210 分钟降低至 105 分钟，单节人员需求从 42 人降低至 22 人，单位面积产出率提高 42%, 产线平衡率提高 20% 等，实现管理增效的目的｡

作者：中车大连机车车辆有限公司转向架分厂 杨国伟