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什么是制造业?

制造业是将原材料和零部件转化为成品的过程。它是世界经济的一个关键领域,每年为世界贸易贡献数万亿美元,并雇用数百万人。制造业起源于石器时代。从新石器时代简单的工具,到今天复杂的智能工厂,制造业经过千年的发展,蜕变成了由技术驱动的创新行业,充满各种自动化流程、始终互连的设备和数据丰富的流程。

什么是制造软件?

近年来,更高的客户期望导致需求转换和订单定制不断变化。因此,制造商需要依靠前沿的计算能力和制造软件来实现传统工厂自动化并做出正确的决策。

制造软件可管理整个制造过程中的信息和流程。制造业 ERP 云软件有助于统一整个车间的数据,并使其可用于财务、工程和运营的其他部门系统。通过集成 ERP 软件和供应链管理 (SCM) 软件,基于云的制造软件系统可以成为工业 4.0 计划的重要渠道,帮助制造商通过在多个工厂使用合适的材料和资源更有条理地制造产品,消除浪费并生产高质量的产品、提高效率和增加利润。

制造软件有哪些类型?

制造排程软件考虑人力资源、物料和设备的状态,以创建详细的生产排程。这个软件使用物料需求计划 (MRP) 或即时制造 (JIT) 计划和库存控制系统,以确保在考虑所有供应限制之后满足详细的需求条件。

制造执行系统 (MES) 软件通过执行工作单和监控跨产品线甚至跨多个站点的生产效率和质量控制数据,来管理将原材料转化为成品的物理过程的执行。

制造工厂维护软件十分重要,它能够助力企业充分提高资产(特别是生产线设备)的可靠性和正常运行时间,从而确保连续生产。结合用于资产监控的物联网 (IoT) 传感器和数字孪生等创新技术,该软件可进行预测性维护,即预测可能发生的故障并优化维护程序,以降低人工和备件成本。因此,全新的软件将取代可能导致不必要停机时间和更高维护成本的旧式制造业预防性维护软件。

了解预测性维护的价值 (PDF)

如果将产品生命周期管理 (PLM) 软件或其他不同的软件系统与制造软件相连接,企业就可以确保所有工厂在制造过程中都根据产品设计采用了合适材料和资源,从而大批量生产高质量产品并提高利润率。

了解持续创新如何帮助制造商打造优秀产品

制造业简史

制造业可以追溯到新石器时代,当时首先发明的是研磨食品、染织布匹以及发酵和蒸馏酒的基本工具。在那之后,古希腊人和罗马人发明了螺钉、滑轮和杠杆等第一台机器的基本组件,推动了制造业迈入新发展阶段。在这段期间,熟练的工匠是制造工作的主力,同时也成立了公会来捍卫工艺和权益。

在 18 世纪后期的英国,工厂制度的产生吹响了工业革命的号角,纺织业也从人工纺织转为使用蒸汽机驱动的机器。大约一个世纪后,铁路运输、电报通讯和电力供应的发展推动了第二次工业革命,这一时期的重大发明包括电灯泡和汽车。20 世纪初,福特汽车公司通过在装配线上应用专用机械和固定装置来推广大规模生产。

1947 年,晶体管的发明为数字计算机的诞生铺平了道路,使交通运输和无线通信等通信技术变得更先进,进而引发第三次工业革命。精益制造(也称为即时制造)是由丰田在 1930 年代开发的,但直到日本汽车占据了巨大市场份额的 1970 年代才开始流行。这种生产方法旨在减少工厂内的处理时间和库存水平以及供应商的响应时间。

今天,我们正处于第四次工业革命(即工业 4.0)时代,其特点是使用智能技术实现传统制造自动化。这些技术包括物联网 (IoT)、云计算、机器人、人工智能、机器学习和自然语言处理。工业 4.0 的重要原则是将实时数据和分析工具交到各个工人手中,以支持去中心化决策。

制造技术的类型

我们可以根据用于满足客户需求的各种技术来对制造业进行分类。

按库存生产 (MTS)

MTS 是一种传统的生产策略,根据需求预测进行生产,然后将产品作为库存存放在陈列室或仓库中。其中,需求预测将以过去的销售数据、当前的经济状况和宏观经济趋势作为考量因素。

MTS 可为企业带来诸多优势。企业可通过预测生产排程来高效利用资源,同时利用规模经济效益来降低生产成本。由于库存充足,客户也能够更快收到成品。尽管如此,MTS 的主要不足之处是库存过剩的可能性更高,也会出现缺货的情况,因为天气、经济和地缘政治事件等外部因素会影响需求预测的准确性。

按订单生产 (MTO)

视频:Alcar Ruote SA 利用 Oracle SCM 和 ERP 实现智能制造 (2:04)

MTO 是一种生产策略,其中产品是根据客户规格进行定制,并在收到订单后才开始生产。它在航空航天、建筑和高科技等专业行业中很常见。这种制造类型的一个子集称为按订单设计,适用于需要大量进行预先工程设计的产品。

MTO 的主要优势是不存在库存积压问题,更无需涉及折扣出售或报废出售。企业可以履行所接收的每一个订单,客户也会收到符合规格的成品。然而,MTO 的劣势在于客户需要较长的时间才能收到成品,同时制造商也会面临原材料供应波动的风险,因此需要维持更高的安全库存水平。此外,由于工厂需要高的生产线使用率才能获利,如果需求不均导致工厂停产,企业就需要付出高昂的代价。

按订单装配 (MTA)

按订单装配结合了 MTS 和 MTO 两种策略。制造商根据需求预测生产组件或子组件,只有在客户下订单时才会开始进行总装。由于产品配置仅在总装期间进行,因此制造商仍然可以接收定制订单,成品交付速度也比 MTO 策略更快。但如果客户不下订单,制造商可能就需要持有大量组件库存。

制造流程的类型

制造业的另一种分类方法是根据其生产方式和成品类型进行分类。

离散制造

离散制造的产品一般由易于识别和列举的零部件装配而成,例如个人计算机和家用电器,并使用物料清单来管理不同成品所需的组件和原材料。生产通常在装配线上进行,该装配线复制不同的货品以满足生产计划要求的数量。由于使用同一装配线生产不同的产品,因此工序转换和设置会使这个过程变得复杂。

流程制造

流程制造与离散制造的不同之处在于产品的创建方式。流程制造涉及各种配方,通过化学和物理作用将原材料和成分转化为产品。尽管流程制造以大批量生产为主,货物也能够以小批量出售给客户。

流程制造有两种方法:批量处理和连续处理。批量处理制造涉及以标准运行或批量生产由容器尺寸、生产率或标准运行长度确定的产品。它通常在食品和饮料等行业使用。相比之下,连续处理制造全天候运行,且停机间隔非常长;通常在石油和天然气等行业中使用。

混合模式制造

为了满足不断变化的客户期望,某些行业会同时使用离散制造和流程制造方法,比如快速消费品行业就是通过批量混合流程来生产某些产品,然后再进行独立包装。对于需要使用制造执行系统 (MES) 应用在单一生产线上运行此流程的制造商而言,这种方法具有一定的挑战性。

阅读解决方案简介:面向快速消费品行业的 Oracle 混合制造云 (PDF)

作业车间制造

作业车间制造适用于小批量的定制产品,可以采取 MTO 或 MTS 策略。它涉及对流程步骤进行个性化设置和排序,因此需要使用特定的生产区域来代替装配线,例如为工业机械、飞机或高科技设备的其他制造商生产定制部件的机器车间。

阅读解决方案简介:Oracle 项目驱动的供应链云 (PDF)

重复制造

某些行业,比如汽车和耐用消费品需要提供稳定的产品流,因此制造流程涉及的设置较少,工序转换时间也较短。在重复制造流程下,制造商为相同的产品或产品系列设置专用装配线或制造单元。生产全天候运行,同时在制品材料不会被移动到临时存储区。

智能制造和智能工厂

视频:Oracle 智能制造解决方案 (2:37)

智能制造是通过结合更智能的设备、设施、产品、数据和流程来实现工业实践现代化的总称。这个术语包含两个并列的概念,即工业 4.0 和智能工厂。

借助新的工业制造技术,智能工厂的生产环境不需要很多人为干预来运行,比如传感器可在故障发生前检测设备问题,从而避免成本高昂的停机时间。增材制造俗称 3D 打印,可让您进行定制、快速制作原型并大批量生产形状复杂的零件。此外,数字孪生是物理对象的数字表示,采用持续更新的物理对象数据,从而加快原型创建并持续监视设备性能。

这些技术都需要应用软件,从用于运行传感器的本地程序到监视和协调多条生产线资源的制造执行系统。此外,通过与企业资源计划和其他供应链管理软件相集成,企业可确保有条不紊地生产产品设计,以及使用跨多个工厂的合适材料和资源来生产优质产品并提高利润率。

制造业的未来发展

制造业将继续是我们将原材料转化为成品的主要方式。现在,大部分国内生产总值依赖于农业及其他产业的国家也将逐渐转向制造业,从而推动制造业发展并增加就业机会。技术企业和制造商将继续推动计算和软件的进步,以兑现智能制造的承诺,塑造工业 4.0 的未来。