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1、SmartCrib刀具管理系统技术方案刀具升级项目国内外工业互联发展战略 美国GE工业互联网战略为提升美国制造在国际上的竞争力，2009年金融危机之后，美国政府提出了“再工业化”国家战略，大力扶持美国工业发展。 2009年初，美国开始调整经济发展战略，同年12月，公布重振美国制造业框架，2011年6月和2012年2月，相继启动先进制造业伙伴计划 和先进制造业国家战略计划，实施“再工业化”。 在此背景下，GE 在2012年秋季提出了工业互联网概念，希望通过生产设备与IT相融合，利用高性能设备、低成本的传感器、互联网、大数据收集及分析技术等的组合，大幅提高现有产业的效率。GE将工业互联网定位为一场
2、新的“革命”，未来三年，GE在工业互联网上的投入是15亿美元。德国工业4.0战略2013年4月，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下，德国联邦教研部与联邦经济技术部推出了高技术战略2020所确定的十大未来项目之一“工业4.0”项目，以支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新，意在升级国内的工业体系、保持其在全球的领先地位，德国制定工业4.0战略的目的，就是为了“确保德国制造的未来”。德国工业4.0战略首先从两个方面展开，第一是智能工厂，重点研究智能化生产系统和过程，以及网络化分布式生产设施的实现，属于车间层、生产层。第二是智能生产，主要是企业的生产物流、人
3、机交互等，属于企业的宏观运营、技术研发等层。中国“两化深度融合” 战略中国政府高度重视工业化与信息化融合，十八大以后，已经将“两化深度融合”上升为国家战略。工信部在2013年9月的“两化深度融合专项行动”中重点强调“培育数字化车间、智能工厂，推广智能制造生产模式”以及“在重点行业组织开展试点示范，以传感器和传感器网络、RFID、工业大数据的应用为切入点，重点支持生产过程控制、生产环境检测、制造供应链跟踪、远程诊断管理等物联网应用”。分析：美国GE工业互联网战略、德国工业4.0、中国“两化深度融合”的聚焦点为“设备联网+远程采集”。业务现状及需求背景随着湖南云箭集团生产规模的不断扩大，对生产成本
4、控制的加强，对未来生产制造技术的探索，公司领导及全体工作人员深刻意识到必须通过更为先进的技术手段进行生产组织的管理、分析。同时，工业互联网、工业4.0概念的日益传播，中国两化融合的国家战略的需求，更加坚定了湖南云箭集团提升自身实力，面向未来，实现智能制造的决心。而智能制造系统，除去相关的硬件设备高度自动化、智能化外，很大程度上，其智能的体现就是在信息化的管理系统，而刀具就是最为专业的、定位准确的。可以说刀具系统是实现未来高端制造行业达到智能制造水平的基础平台。目前，集团生产管理基本上初步实现了电子化式模式：具体如下：刀具库房初步实现电子化管理，刀具的基础数据通过工具导入，库存查询等等。目前制造
5、企业在传统模式下的刀具管理存在以下问题：序号使用部门使用人员存在的问题1生产管理部刀具采购员公司刀具总仓管理员刀具采购过多，造成占用资金的浪费。无法将刀具供应商、刀具采购情况及时共享。2工艺技术中心工艺技术主管；工艺技术员；数控编程员无法及时查询刀具库存情况；及时获取所需要的刀具。无法获取刀具当前的使用次数。刀具的参数不能与实际物品关联。无法及时获取刀具供应商推荐的刀具切削参数。无法实现刀具切削参数的知识共享。无法通过编制刀具清单，提交刀具清单准备刀具，实现刀具准备和刀具配送的及时性和准确性，从而提供工作效率，减轻人为犯错的机会。3刀具库房刀具库房管理员；刀具配送员采用手工台帐管理，或者电脑上
6、采用EXCEL表格记账进行管理，工作量大、效率低、数据安全性差。刀具刃磨，刀具报废，刀具的组合，拆卸等没有理想的解决方案。刀具数据无法共享给其他使用部门。4车间生产班组机床操作工人浪费大量的时间在找刀、借刀过程中，造成机床空闲时间长，机床利用率低。5公司管理层公司办无法监控贵重刀具的使用情况。无法监控刀具的全生命周期。无法及时获取刀具损耗报表；无法控制刀具成本的不断上升。因此，实施一套严格有效的管理规范与刀具软件管理系统，实现刀具透明化、自动化、协同化管理，进一步缩短刀具生产准备时间， 降低刀具库存量，提高刀具利用率，可以有效地提升企业的自身管理手段、最大程度地提高生产效率、降低生产成本。 鉴
7、于以上现状，并且借鉴国外先进的刀具管理理念，并结合国内用户的具体需要，经过多年潜心研发而推出了一套真正适合中国企业需要的SmartCrib刀具管理系统，可很好地满足了用户的以上需求。1 刀具管理系统业务流程针对刀具管理过程中存在的问题以及用户的需求，刀具管理系统需要完成以下几个功能模块，后面小节将对其中部分核心功能进行流程分析并给出业务管理规范化建议.通过对系统需求的分析，刀具管理系统涉及的相关用户可以分为五类：系统管理员；刀具库房管理员；工程部经理、工艺技术员、生产部经理、部门主管；采购经理、采购人员、财务经理、财务人员；机床调试人员等。按系统的功能可以将刀具管理系统划分为基础数据模块、档案
8、管理模块、刀具管理模块、后勤管理模块、工装管理模块、量具管理模块、配送管理模块、流程审批模块、统计分析模块、系统维护模块。下面按照不同用户类型在各个功能模块的职责权限进一步描述系统的功能模块如表所示。第 3页 共 88 页1.1 刀具管理系统整体流程图1) 刀具库房管理员根据刀具管理系统的刀具类型分类生成刀具编码，并注册刀具的参数及信息存放位置等信息，对所有刀刀柄进行唯一编码标识，刀柄扫描包装盒上的条形码。在入库时，将刀具编码写入刀柄的RFIR中，或将刀具编码以激光镭射的方式进行雕刻打标，可由立体刀具库自动将刀具存储到相应的架位，刀具管理系统并记录入库刀具数量信息。 2) 车间主管在ERP系统
9、中下达架机计划，刀具管理系统通过集成接口，获取架机计划表和刀具BOM，与现有刀具库存进行刀具齐套分析，如果发现刀具不能满足生产所需，将给车间主管反馈缺刀信息，并将向采购员传递采购清单，由采购员在ERP系统中进行确认并发起采购流程后，在ERP系统进行采购管理。3) 刀具库房管理员可以根据架机计划的刀具BOM，由立体刀具库自动将所需刀具输送至刀具装配区域，由库房人员进行刀具组合，扫描识别刀柄RFIR，刀具包装盒上的条形码，将刀具与刀柄进行绑定，最后将组合刀具的编码信息写入RFIR后，将刀具装到小车上。小车设计为每列可装载18把刀具，每一列都安装有一枚RFIR，用于写入刀具BOM信息，与此列所装载的
10、刀具进行绑定，以防错误用刀。4) 装车完成的刀具，待机床需要加工时，可由库房人员扫描小车RFIR，由人工或AVG小车，将刀具出库，并输送到指定的机床。机床操作者在机床上逐一扫描刀柄上RFIR进行装刀，机床读取刀具刀号及对刀参数信息，并将对刀参数，写入到机床控制系统中。如果机床发现刀具刀号与实际不匹配，则机床将提示：错误刀具。需要检查是否5) 机床加工时，由机床厂家将实时、实际的刀具寿命通过集成接口，传递给刀具管理系统，当机床的某把刀具寿命即将到达寿命极限时，刀具管理系统提前进行预警，通知生产人员、机床操作人员提前准备，避免发生费品，并且通知库房人员，提前配好相应的刀具。6) 刀具库房管理员可以
11、根据刀具库存预警和刀具需求情况提出采购申请，经过上级领导批准申请后，刀具经由采购部门购买后经过质检部门或设备管理部门检测合格后方可进入企业刀具库房。7) 刀具档案和刀具库存台账信息可以通过EXCEL表格方式导入刀具管理系统，刀具使用者、刀具库房管理员、工艺人员皆可通过系统的库存查询模块查询所有刀具的相关信息。依据各种刀具的上下限数目，刀具在经过一段时间的使用后，会自动形成预警清单，通过预警清单，采购部门通过预警清单，合理安排采购计划。8) 工艺人员可以根据生产需求和加工工艺的要求，结合长期的用刀经验，可以查询检索各种刀具，针对加工不同的材质等条件，补充更加合适的切削参数，便于更好的提高刀具的加
12、工效率。9) 刀具使用者可以通过刀具管理员从刀库借用刀具，并由刀具管理员记录借用信息。刀具管理员根据工人的历史借刀信息，灵活控制借刀数目。10) 刀具借出后，刀具使用者在车间刀具室装配数控刀具并进行生产加工。刀具在借出使用过程中，相关权限的人可以查看当前各台机床、各操作工人所拥有的在线刀具分布情况, 支持多种借刀流程，完全符合中国企业管理模式。 11) 刀具使用结束后，由刀具使用者送还刀库，并由刀具管理员记录归还信息。如果刀具需要进行修磨，则由刀具管理员填写报修单使刀具进入修理环节；如果刀具需要报废，则由刀具管理员向采购部提出报废申请，使刀具进入报废环节。无论报修还是报废都需要记录最后使用人员
13、的信息。12) 刀具管理员根据刀具库房盘存统计信息检查刀具的库存情况，并根据生产需要制定刀具请购申请单，提交给采购部进行采购或定制。2 刀具管理系统模块介绍SmartCrib采用目前最前沿的B/S架构，充分利用Internet技术，实现网络内刀具信息共享，网络内任意一台计算机无需任何配置均可通过浏览器登录系统，并获得自己需要的刀具信息。可以轻松获得刀具的最优资源配置，有效地降低生产中的刀具成本，并在最短时间内完成刀具准备，明显地提高机床的利用率。主要包括：刀具申购、刀具入库、刀具调拨、刀具返修、刀具盘点、刀具库存查询、刀具借用、刀具归还、在线刀具、刀具刃磨、刀具报废等日常工作进行规范管理，以及
14、工装档案、工装申购、工装入库、工装借用、工装归还、工装报废、流程审批管理、权限管理、统计分析等模块。具体配置及特点如下：2.2.档案管理模块 档案管理物料类型物料编码物料档案库存管理条码管理物料附件2.2.1.物料类型“工具类型”界面的左边是工具类型数，右边是某一级工具类型子节点对应的“工具类型信息”，“工具属性”和“工具图片”信息工具类型树包括“刀具类型树”、“组合刀具类型树”和“量具类型树”2.2.1.1. 刀具类型树 刀具类型树是创建刀具编码的基础。 刀具类型树可以通过EXCEL表格导入来创建；2.2.1.2. 工具类型信息选择刀具类型树子节点，例如：“整体合金球头铣刀”，就进入了“工具
15、类型信息”维护界面；2.2.1.3. 组合刀具类型树组合刀具类型树是创建组合刀具编码的基础。组合刀具类型树可以通过EXCEL表格导入来创建；鼠标点击“导入”按键，点“选择文件”，选择EXCEL表格，点“导入”，导入完成后，即可创建组合刀具类型树。2.2.1.4. 量具类型树量具具类型树是创建量具编码的基础。量具类型树可以通过EXCEL表格导入来创建；2.2.2.物料编码2.2.2.1. 刀具编码刀具管理系统刀具编码通过SmartCrib系统与ERP系统集成获取。以下刀具编码规则供参考：刀具编码由12位数字组成,如下图所示：085100101001结构分类四级分类三级分类二级分类一级分类08-一级分类：两位数字，代表“刀具”，固定代码，固定为08。51-刀具二级分类：两位数字，从01到99，包括“车刀类”、“铣刀类”、“孔加工类”等。001刀具三级分类：三位数字，从001到999，代表二级分类下面的三级分类，例如：“车刀杆”、“车刀片”。01刀具四级分类：两位数字，从01到99，代表三级分类下面的四级分类，例如：“螺纹刀杆”、
