1 前言
隨著國內外各種環保法規的出臺和嚴格執行,綠色制造正受到越來越多企業的重視。國家十二五規劃中,專門提出了綠色制造科技規劃和智能制造科技規劃,并加大了這方面的科技投入。
本報告分析了目前美國歐洲和中國與綠色制造有關的法規,并針對電子行業制造的特點,分析了電子行業綠色制造/智能制造的信息化管理趨勢。
1.1 定義
為了便于文章的論述方便,對本報告中所涉及到的幾個關鍵名字定義如下:
(1)電子行業:
依據《電子信息產業行業分類注釋(2005-2006)》,電子信息產業包括雷達工業行業、通信設備工業行業、廣播電視設備工業行業、電子計算機工業行業、軟件產業、家用視聽設備工業行業、電子測量儀器工業行業、電子工業專用設備工業行業、電子元件工業行業、電子器件工業行業、電子信息機電產品工業行業、電子信息產品專用材料工業行業,12個行業、產業,共46個門類。
(2)電子制造業
本報告所分析的電子制造業,即電子及通訊產品制造業,包括按照《國民經濟行業分類》(GB/T4754-2002)中的通信設備、計算機及其他電子設備制造業,行業代碼為40。按照國民經濟分類標準,通信設備、計算機及其他電子設備制造業包括通信設備制造、雷達及配套設備制造、廣播電視設備制造等8個子行業。
《工業轉型升級規劃(2011-2015年)》中,按照最終產品形態的不同,將電子制造業分為基礎電子和整機產品。
(3)綠色制造
綠色制造一種在保證產品的功能、質量、成本的前提下,綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造模式, 通過開展技術創新及系統優化,使產品在設計、制造、物流、使用、回收、拆解與再利用等全生命周期過程中,對環境影響最小、資源能源利用率最高、人體健康與社會危害最小,并使企業經濟效益與社會效益協調優化。
(4)智能制造
智能制造是面向產品全生命周期,實現泛在感知條件下的信息化制造。智能制造技術是在現代傳感技術、網絡技術、自動化技術、擬人化智能技術等先進技術的基礎上,通過智能化的感知、人機交互、決策和執行技術,實現設計過程、制造過程和制造裝備智能化,是信息技術和智能技術與裝備制造過程技術的深度融合與集成。
1.2 研究范圍
本報告的研究范圍是,在綠色制造和智能制造趨勢下,電子制造行業所面臨的管理難題,以及在此基礎上,其信息化管理應采取的策略。
2 當前我國電子制造行業的現狀
2.1 我國電子制造行業現狀及發展前景
云計算、物聯網、移動互聯網等新興領域蓬勃發展,電子信息技術對傳統產業的不斷滲入,使該行業邊界正逐漸模糊。電子信息產品已經滲透到我們生活的各個角落;而我國也已是全球第三大電子信息產品制造國。
根據工信部于今年2月份發布的數據顯示:2011年,我國電子信息產業實現銷售收入9.3萬億元,增幅超過20%;其中,規模以上制造業實現收入74909億元,同比增長17.1%;軟件業實現收入18468億元,比上年增長35.9%。規模以上電子信息制造業實現銷售產值75445億元,同比增長21.1%。2011年,規模以上電子信息制造業從業人員940萬人,占全國城鎮新增就業人口的4.9%。上繳稅金1245億元,同比增長31.0%,增速高出全國工業平均水平6.2個百分點。電子信息產品進出口總額達11292.3億美元(同比增長11.5%)占全國外貿進出口總額的31.0%。電子信息產業在國民經濟中的重要性不斷提高。
與實現電子制造業巨大的產值相對的是:2011年該行業銷售利潤率僅為4.4%,與2010年基本持平;行業中規模以上企業虧損的有2497家,同比增長36.7%,企業虧損面達16.6%;虧損企業虧損額同比增長52.9%。
概括來說,我國電子制造業現狀具有如下明顯特征:
● 行業產值巨大:在國民經濟中有重要地位,未來有非常廣闊的市場前景。如我國有關十二五規劃方案中提出,十二五期間,我國規模以上電子信息制造業銷售收入年均增速保持在10%左右,2015年超過10萬億元。
● 缺少核心技術:我國在集成電路等基礎產業領域,在彩電、移動通信、計算機等主要產品領域均未掌握核心技術,很多關鍵配件仍依賴進口。
● 處在產業鏈低端:多數企業主要以電子組裝生產為主,這些工廠技術復雜度不高,設備容易購買,人員容易培訓,投資也不是很高,成立進入障礙低,生產的產品標準化程度高,被替代的可能性高。這些廠商有的是自有品牌,但更多的是OEM/ODM,通常的交貨對象是下游工廠,所以訂單式生產模式比較普遍。
電子制造業的發展趨勢是綠色制造、智能制造,屬于高端制造業。而高端制造業是七大戰略性新興產業的重中之重。綠色、智能制造體現了高附加值、低消耗、環境友好等高端制造業的基本特征,是高端制造的重要組成和技術支撐。產品的綠色、智能化可在使用和回收循環過程為用戶和社會創造更大的經濟價值。產品的綠色智能設計和研發將不斷減少產品的零部件數量和生產過程中的能耗,圍繞產品的全價值鏈進行綠色管理,推動實現從原材料到廢棄物回收的資源能源節約、可再生循環、綠色低碳的循環經濟。
2.2 電子制造行業的特點
電子制造業的特點如下:
● 整體行業規模大,客戶資源豐富;外向型比例高,重視國際認可的標準化建設;
● 供應鏈構成完整,產業分工明確;產品更新換代快,生命周期短;
● 多數為OEM/ODM產品,但ODM/自有品牌產品的比例在提升;委外加工業務又分二種:一種由企業方提供原材料(包工不包料),一種由加工廠自己采購原材料(包工包料)。
● 產品及零件型號繁多,屬知識和技術密集型行業;市場供應彈性大,自制和委外生產并重;產品毛利率低,成本控制壓力大。
● 企業業務模型:客戶需求—>跟蹤—>報價—>客戶考察—>訂單(考慮產能、原材料等因素)—>MRP運算—>排產—>發貨—>往來。
● 電子類生產企業是典型的離散型制造企業,多品種、多批量/單件的生產組織方式。多數 電子類生產企業按訂單組織生產,臨時插單現象多,通常需要進行新產品試制。生產訂單分為二種類型:一種是小批量多品種,一種是大批量品種少。
● 整個生產過程不是連續的,各階段、各工序間存在明顯的停頓和等待時間,產品的生產過程通常被分解成很多加工任務來完成,每項任務僅要求企業的一小部分能力和資源。生產的工藝路線和設備的使用非常靈活,在產品設計、處理需求和定貨數量方面變動較 多。
2.3 電子制造行業的管理及信息化的特點與難點
電子制造行業在管理和信息化方面,存在如下難點:
(1)客戶需求與訂單管理
企業的大部分工作都是以訂單、合同為核心。交貨期、價格、質量、按訂單設計生產、售后服務成為企業運營的核心工作。產品的性能、質量、價格、交貨期及售后服務是競爭取勝的關鍵。
● 客戶需求不容易掌握,交期短,插單頻繁;
● 客戶個性化要求高,要求制造商提供多種配置的產品供選擇;
● 客戶需求變化快,銷售、制造、采購、質量管理等數據量大;
● 客戶多,需及時掌握客戶信用狀況及提高應收賬款周轉率。
● 企業的各個業務環節強調項目管理。與客戶簽訂每一個合同作為一個項目,以項目為主線,串聯營銷、采購、部品、產品、財務等各個部門;主動的售后服務、了解、收集客戶反饋信息,對產品質量和技術的改進至關重要。
(2)產品管理
● 產品結構可以用“樹”的概念進行描述---其最終產品一定是由固定個數的零件或配件組成,這些關系明確并且固定;
● 產品在設計階段就需要對產品結構及相關變更做記錄;
● 產品結構在打樣、試產階段與正式量產階段不能很好的控制轉換,采購物料與生產用料容易出錯;
● 產品升級換代迅速,生命周期短,變更頻繁,版本控制復雜;
● 產品質量管理受到普遍重視,質量控制要求高。
● 需要對一種產品的不同的BOM版本進行管理,并同時要求MRP運算時能自由選擇BOM的版本;所用的原材料和外購件具有確定的規格,產品結構可以用樹的概念進行描述,最終產品是由固定個數的零件或部件組成,形成非常明確和固定的數量關系。
(3)生產過程管理
● 產品生產周期短,對生產計劃、物料計劃等方面的協調配合要求非常高;
● 生產過程容易出現瓶頸資源和缺產缺件等現象,為不使生產中斷,常通過加大庫存量來調節生產。
● 對于元器件產品,有多道工藝,需要適時掌握各產品工藝生產進度和質量;
● 產品零配件品種、型號繁多,采購、裝配相對復雜,自制與企業間協作生產并重;
● 產品種類多、批量小、返工頻繁,成本核算費時費力,難以掌握真正的成本。
● 終端產品具有售后維修管理需求,需記錄管理產品的序列號,維修記錄,還需根據序號追蹤原始生產狀況。
(4)物料與供應商管理
● 供應商眾多,需要對供應商進行考核;
● 某些主零件交期長,需根據市場預測提前購買或保持一定的庫存;
● 替代料普遍,在做物料計劃時,需要充分考慮;
● 容易產生呆滯料。
3 電子行業綠色/智能制造的趨勢
3.1 電子行業綠色制造趨勢研究
3.1.1 電子行業綠色制造涉及的范圍
綠色制造是以保護環境和合理高效利用資源為目的的制造模式,涉及到產品的整個生命周期,它對產品的設計、材料的選擇、生產工藝、生產設備、能源利用、廢物產生、售后回收和處理等都有環境意識,有可持續發展意識。
(1)綠色設計
綠色設計是綠色制造的一個主要內容。傳統設計只考慮產品的功能、質量、壽命和成本等因素,很少考慮環境方面的因素,不利于可持續發展。綠色設計主要有以下幾方面:
● 綠色材料及材料的選擇:設計時,應優先選擇綠色材料;在不得不使用非綠色材料時,應選擇無毒、無污染、易被自然界分解和吸收的材料,以及選擇易回收、易處理、可重復使用的材料。
● 節能設計:節能設計就是設計合理的產品結構、功能、工藝或利用新技術、新理論使產品在使用過程中消耗能量最少、能量損失最少。
● 可回收性設計和可拆卸性設計:可回收性設計是在產品設計時充分考慮其零部件或材料的回收可能性、回收價值大小、回收處理方法、回收處理工藝性等一系列問題,以達到資源優化利用和污染最小的目的。可拆卸性設計是考慮在產品報廢后能方便拆卸、回收利用為目的,明確哪些零部件或材料要被拆卸并實現回收再生利用。
● 長壽命設計:對產品功能和經濟性進行分析的基礎上,采用各種先進的設計理論和工具,使設計出的產品能滿足當前和將來相當長一段時間內的市場需求。
(2)綠色生產
綠色生產對環境無污染或少污染,達到清潔化生產。在生產過程中排放大量廢水、廢氣和固體廢棄物以及產生噪聲是環境污染的重要來源。綠色生產積極地預防污染的產生,它是高質量生產的需要,也是可持續發展的必然要求。綠色生產的內容主要有:
● 綠色工藝:優化毛坯生產,或采用少無切屑加工技術,可以減少材料的消耗量,減少切屑;采用干式切削加工,即在加工過程中不用冷卻潤滑液以減少廢液;用新的工藝方法取代傳統的噴漆、電鍍和熱處理等。
● 綠色設備:對于高電磁輻射設備應在結構上增加防護用的屏蔽裝置,對于產生高噪聲和強振動的設備采取降噪措施和減振、消振措施。
● 綠色能源:盡量使用可再生能源和清潔能源,以減少對自然環境的影響。
(3)綠色包裝
實施綠色包裝主要考慮以下幾點:
● 實施綠色包裝設計,優化包裝結構,減少包裝材料,考慮包裝材料的回收、處理和循環使用。
● 選擇綠色包裝材料。使用綠色包裝材料是實施綠色包裝的關鍵,應該使用無毒、無污染、可以再用和再生及易降解的材料。重點推廣紙包裝,因為紙易回收,無污染,易降解,且資源相對豐富。
● 產品的包裝本身在原材料購買、材料加工和生產、運輸、回收、再生過程中都不應產生環境污染。
● 加強宣傳,強調綠色包裝是綠色產品的一個重要組成部分。
(4)綠色使用
指產品在使用過程中應最大限度地節約能源,減少污染或無污染,達到保護環境的目的,主要體現在以下幾方面:
● 宜人性:利用人機工程學的原理,讓使用者感到舒適、方便、心情愉快,無壓抑感;另外,也要避免電磁輻射、噪聲、有毒氣體、有刺激性的氣體和液體對人的危害。
● 清潔性:在使用過程中應無污染、少污染,量減少和消除“三廢”的排放,達到使用環境的清潔化。
● 綠色能源:產品使用過程中盡量使用可再生能源和清潔能源,如太陽能、風能、電能等。
● 合理使用。
(5)綠色回收和處理
報廢后的產品應及時回收和處理,一方面防止污染環境,另一方面,經拆卸后,零部件或材料可以重新使用,能節省大量原材料,節省獲取材料和生產零部件時所消耗的能量,也就保護了環境,減少了污染。在回收和處理過程中應避免二次污染。涉及到如下方面:
● 廢舊電路板的回收和再利用。
● 廢舊電路板的綠色回收和再利用是電子垃圾處理的難題之一。
● 塑料外殼的回收和再利用。
● 生產過程中廢料的回收利用。
● IT產品的廠商回收。
● 真正的綠色回收和再利用,依然要依靠科技的發展和法規的完善,以及各個方面的協作努力。
電子產品綠色回收目前的主要難點是:由于沒有應用綠色材料,造成各類物質難以分離;塑料、有害金屬離子和添加劑等組分的回收價值相對較小,甚至還需要做大量的無害化處理工作,這降低了部分企業回收的積極性。隨著有關法規的嚴格執行、綠色設計和綠色材料的廣泛使用,電子產品的綠色回收也會快速發展。
另外,在綠色制造中還有一個重要的分支——再制造工程(AgainManufacturing)。它是利用多種表面工程的技術和其他技術形成的先進再造成形技術,引入全壽命周期的設計,通過恢復和提高廢舊產品零部件的尺寸、形狀和性能的途徑制造新產品,從而為解決資源浪費、環境污染和廢舊裝備翻新創造了一個最佳方法和途徑。再制造在一些價格昂貴的機械行業應用更多。
3.1.2 電子制造業綠色制造發展的必然趨勢
綠色制造正在不斷迫使人們對制造系統、制造系統的驅動目標、總體衡量和評價制造系統的效能和效率的方法進行徹底的重新思考。這種變化壓力主要來源于:政府(通過法規)、消費者和他們的期望、環境行為團體等。
(1)政治/政府的壓力
環境廢物和污染往往都是國家政府使用政治手段制訂法規和條例來解決。如歐盟相繼出臺了WEEE、Rols和EuP 3大綠色指令,利用政府和政治的壓力制定法規制度,對符合環保要求的綠色制造給予支持,制定經濟機制、市場策略有效引導綠色制造的實施發展。很多國家都已經出臺環境條理約束和引導制造業的發展,這必然導致企業的綠色化進程,法規條文從立法制度上推進了制造業綠色化進程。
(2)社會支撐系統的逐步形成
可持續發展已經成為社會發展的必然趨勢。世界主要經濟體積極推進綠色計劃,促進社會的可持續發展。如美國政府提出了可持續制造促進計劃,并出臺了可持續制造度量標準。歐盟第7框架計劃設立了“未來工廠”重大項目,開展新型生態工廠模型和綠色產品研發是其中的重要內容。日本公布《綠色革命與社會變革》的政策草案,提出至2015年將環境產業打造成日本重要的支柱產業和經濟增長核心驅動力量。
(3)全球化特征和企業自身壓力
隨著世界經濟全球化,綠色產品的市場競爭將在全球范圍展開。如今歐盟已經出臺一系列法規對進口產品要進行綠色認證,制定苛刻的產品環境指標來限制國外產品進入本國市場,設置“綠色貿易壁壘”。綠色制造將為企業提高產品的綠色水平提供技術手段,為企業消除國際貿易壁壘進入國際市場提供有力的支撐。
全球消費市場綠色環保意識日益增強。綠色消費成了一種全球性的現代消費浪潮。在歐盟和美國購買過綠色產品的消費者中,認為綠色產品比普通產品質量要好的消費者分別占41%和43%。
作為制造業產品出口大國,雖然歐盟EuP指令對我們大多數制造出口企業的影響暫時沒有突顯出來,但隨著指令法規的逐步實施,其影響是巨大的。如果不及早改變自身,迎接已經來臨的挑戰,我國制造業的發展將受到極大的負面影響。
開展綠色制造,有利于提高企業競爭力,提升企業形象,打開國際市場。
3.2 電子行業智能制造趨勢研究
3.2.1 電子行業智能制造涉及的范圍
智能制造從本質上看,可以概括為產品的智能設計、加工過程的智能監控、產品的在線智能測量、機器故障的智能診斷、制造系統的知識處理與信息處理、制造系統的智能運籌管理與決策等六大方面。具體如下:
(1)智能設計
利用各種計算智能技術進行產品的可靠性分析、優化設計及設計效果的綜合評判;利用圖像分析與處理以及智能模式識別技術,實現工程圖由光柵圖到矢量圖、以及由零件的三面投影圖到三維立體圖的智能轉化;對產品進行基于專家系統與計算智能技術結合的智能CAD造型、有限元分析與虛擬制造。
(2)加工過程的智能監控
利用各種計算智能技術對加工狀態(如刀具磨/破損狀態)進行實時識別,并對非正常狀態進行自適應控制與決策,實現加工狀態智能檢測、預測與監控;在優化(或約束)目標下,對加工參數進行自學習、自組織或自適應控制,實現加工過程智能控制與優化。
利用智能工業機器人實現產品的裝配與包裝、材料搬運、表面噴涂、焊接、高壓水切割等。
(3)在產品的在線智能測量。
實現大批量生產過程中的產品在線測量、抽樣檢查、工況辨識和質量控制。
(4)機器故障的智能診斷
利用各種智能技術對機械設備故障進行智能診斷。
(5)在制造系統的知識處理與信息處理方面
利用各種計算智能技術進行多傳感器的融合與信號處理;利用基于實例的機器學習獲取制造系統工藝知識;利用小波分析和計算智能技術進行數據壓縮、數據挖掘和圖像處理;利用AI的大規模知識獲取和自然語言理解等技術進行互聯網環境下的制造知識獲取、知識組織、智能檢索和知識應用。
(6)在制造的智能運籌管理與決策方面
利用專家系統、知識獲取、機器學習、各種計算智能技術等在優質、高效、低成本等優化目標下對制造過程進行優化選擇,實現智能工藝規劃與優化、制造資源的智能規劃;利用遺傳算法對多資源作業車間進行智能動態優化調度;利用知識獲取、MAS實現分布式網絡化智能制造,使制造系統的活動并行進行,解決系統集成問題,實現敏捷制造。
3.2.2 電子制造業智能制造的發展趨勢
(1)智能制造快速發展的原因
90年代以后, 智能制造快速發展的深層次原因如下:
● 電子產品的精密度越來越高,生產過程中各種自動化設備的使用廣泛(使用手工生產難以保證產品質量的穩定性),生產線的智能化程度要求越來越高。
● 機器智能化比較靈活:可以選擇系統智能化,也可以選擇單機智能化。
● 有豐富經驗的機械工人和技術人員日益缺少,產品制造技術越來越復雜, 促使使用人工智能和知識工程技術來解決現代化的加工問題。
● 智能化制造的經濟效益較高。工廠生產率的提高更多地取決于生產管理和生產自動化。
(2)電子制造業智能制造發展的物質基礎
以計算機信息技術為基礎的高新技術得到迅猛發展 ,為電子制造業的智能化制造提供了新的發展機遇。
● 數控機床和加工中心。數控機床和加工中心是柔性制造的核心單元技術。
● 計算機輔助設計與制造提高了產品的質量和縮短產品生產周期 ,改變了傳統用手工繪圖、依靠圖紙組織整個生產過程的技木管理模式。
● 工業控制技術、微電子技術與機械工業的結合,使制造過程更富于柔性,擴展了人類工作范圍。
● 制造系統為智能化開發了面向制造過程中特定環節、特定問題的 “智能化孤島”,如專家系統、基于知識的系統和智能輔助系統等。可以通過智能制造系統將其相連。
● 智能制造系統和計算機集成制造系統的發展。用計算機一體化控制生產系統 ,使生產從概念、設計到制造聯成一體 ,做到直接面向市場進行生產 ,可以實現柔性生產。
(3)電子制造業智能制造發展的趨勢特征
電子制造業的智能制造趨勢表現在三個方面,即信息化、自動化、集成化。如下:
● 信息化。制造業信息化將信息技術、網絡技術、現代管理與制造技術相結合,帶動了技術研發過程創新和產品設計方法與工具的創新、管理模式的創新、制造模式的創新,實現產品的數字化設計、網絡化制造和敏捷制造,快速響應市場變化和客戶需求,全面提升制造業發展水平。
● 自動化。將完備的感知系統、執行系統和控制系統與相關機械裝備完美結合,構成了高效、高可靠的自動化裝備和柔性生產線,將實現自動、柔性和敏捷制造。
● 集成化。電子制造業正向技術集成、系統集成的方向發展,在信息化和自動化的基礎上,將專家的知識不斷融入制造過程以實現設計過程智能化、制造過程智能化和制造裝備智能化,將實現集成化擬人化制造。使制造過程具有更完善的判斷與適應能力,提高產品質量、生產效率,也將會顯著減少制造過程物耗、能耗和排放。
電子制造業在發展智能化制造的同時,趨向綠色化。法規、資源、客戶的壓力,使電子制造企業必須考慮從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的全生命周期中,降低環境負面影響極,提高資源利用率,并使企業經濟效益和社會效益協調優化。
我國電子制造業規模大,但是總體水平還比較低,迫切需要通過智能制造技術的發展,提高其創新能力和附加值,實現節能減排目標。智能制造也將成為中國從“制造大國”向“制造強國”轉變的重要途徑和有力支撐。
3.3 綠色/智能制造對電子制造業管理的挑戰
電子制造業的綠色制造、智能制造是高端制造業的重要組成部分,當前電子制造企業發展綠色制造和智能制造還存在很大的困難,尤其是中小企業。這種挑戰主要表現在如下方面:
(1)意識不足
除了大企業,大多數中小企業對于環境和企業社會責任問題通常很少關注和理解。國內在環保有關法規執行的不嚴,在有效強化中小企業的綠色制造意識上不夠。
大多數企業對綠色設計認識不足,對綠色制造、智能制造帶來的長期效益缺乏了解。
(2)管理水平有待提高
為了滿足這些指令的需求,比如WEEE、RoHS和EuP指令,公司內部和外部都需要進行培訓和教育,甚至組織結構都需要做相應調整。如中興通訊為了應對國內外有關電子信息污染法規,對供應鏈管理、市場、研發、生產,以及質量監控組成的整個體系都作出調整,還設立了專門的污染防治工作委員會和污染防治工作組。
(3)技術能力欠缺
不具備生態設計的能力;無法掌握供應商的綠色技術;無法提供符合性文件。
沒有智能制造所需要的智能設備,談不上將這些設備的集成。
(4)供應鏈管理水平有待提高
需要從適用時間、技術研究乃至整個供應鏈(或網絡)上進行改革滿足要求。
缺乏產品環境績效評估能力,當前我國正大力完善此方面的標準,企業需要根據相關法規建立自身的產品環保評價體系。
產品生態性能資料庫不足:對于整機廠來說,供應鏈的管控是重中之重。在電子產品污染的控制鏈上,成品廠往往位于塔尖,原材料供應商位于塔底,中間是元器件和組件供應商。成品商根據控制程序對供貨商進行摸底調查,對存在有害物質的零部件供應,由供貨商進行整改,并指定要求提供第三方實驗室的檢測報告。中間供應商和他的上游也采用類似的方式,層層“聯保”,直至最底層的原料供應商。成品廠檢測任務的目的僅在于監督檢查或復查供貨商提供的產品或做整機檢測。
(5)成本
缺乏具有成本效益的生態設計能力。
缺少資金來購置綠色制造、智能化制造的有關的設備和軟件系統。
綠色制造在短期內增加了企業有關環節的成本(檢查費用、綠色材料更貴、后期回收成本等);同時,當前我國的勞動力成本仍相對低廉,使用智能制造的有關產品盡管質量更高,但將設備成本攤銷后使產品成本也相對更高。這導致很多中小企業缺少引入綠色制造、智能制造的動力。
4 在綠色/智能制造趨勢下,電子制造業信息化管理創新
綠色/智能制造是電子制造行業發展的主流趨勢,對該行業的經營管理也提出了新的挑戰。研究電子制造業的信息化系統中如何有效整合綠色/智能制造模塊,具有重要意義。
4.1 電子制造業綠色制造、智能制造的交叉分析
為了進一步分析綠色制造、智能制造的交叉融合,如何可以更好地在電子制造業中發揮作用,下面根據電子制造企業一般業務過程,對這兩者進行交叉分析。如下表:
4.2 綠色/智能制造下的信息系統新增功能
根據上節對綠色/智能制造的分析,對企業的信息化系統改進如下:
4.2.1 ERP系統中的新增綠色/智能模塊
在ERP系統中,應新增設綠色數據庫模塊、產品回收管理模塊。
(1)綠色設計數據庫
公司的綠色數據庫是公司關于產品綠色制造方面的知識體系大全,可以根據不同的類別設置不同的密級,并在不同范圍進行共享。包括:
● 綠色標準庫:不同國家/地區產品環保標準及檢測分析資料(如涉及到的產品類別、不同污染物的含量標準等)、不同綠色證書認證流程;綠色認證申請管理等。
● 綠色供應商庫:合格供應商/潛在供應商綠色原材料庫;
● 綠色產品庫:物料編碼與BOM(非綠色物料應有差異化標記,如設一個附加碼);
● 各種原材料、成品綠色檢測報告;不同綠色原材料的壽命周期;
● 不同原材料/成品的可回收性、循環利用等方面的資料(回收可能性、回收價值大小、回收處理方法、回收處理工藝性等)。等等。
(2)產品回收管理模塊
產品回收管理模塊與綠色制造數據庫、綠色設計模塊、綠色制造決策模塊、綠色BI等ERP模塊功能緊密結合。在該模塊下,主要功能包括:
● 基本信息:可回收物料/產品清單;可循環利用的物料及編碼;
● 回收回來的物料/產品信息:回收入庫信息、檢測信息等、轉售信息;
● 生產過程中廢料回收利用管理;
● 拆卸管理:拆卸后可循環利用的物料部件及數量、檢測信息、再入庫信息等;拆卸過程污染管理;回收后的廢棄物料部件處理信息等;
● 再制造過程管理:再制造加工工藝;再制造計劃;等等;
● 再制造后的部件/產品數量;期初、在制、質量檢測、入庫、出庫等。
目前有一些專業的電子產品回收處理的公司,隨著有關法規對產品回收管理的趨嚴(如對汽車等回收),產品回收管理模塊甚至有可能發展成為一個獨立的軟件產品。
4.2.2 PLM管理系統
通過引入智能設計手段等,利用三維CAD、CAE等進行輔助設計時,增加綠色設計和評審。對PLM系統的影響,重點包括如下幾個方面:
PLM系統將和ERP系統中的綠色數據庫進行無縫銜接。
(1)綠色產品庫:引用綠色數據庫資料。
(2)綠色工藝規劃
對產品的綠色工藝規劃進行分析:哪些制造工藝過程可能產生污染、應對措施;制造過程有哪些副產品/污染物,應如何利用或處理?
綠色制造過程中重點工藝控制方案;等等。
(3)再制造分析:產品/原材料哪些部分可以回收進行再制造?再制造的工藝如何?
(4)智能仿真系統中增加綠色仿真模塊
結合各種智能設計軟件,對產品的可靠性、節能性、可制造性、可拆卸性等進行仿真分析。使用過程環境污染仿真分析。
(5)綠色產品成本分析系統
選用不同綠色/非綠色原材料、不同工藝過程(綠色/非綠色),對產品成本的影響分析。
(6)綠色設計評價系統
在公司傳統的產品設計評審系統中,增加綠色設計評審內容:產品是否符合綠色設計要求、綠色程度評價體系、是否按時取得有關綠色認證等等。
4.2.3 SCM管理系統
(1)綠色供應商庫
● 在對供應商及其物料檢測中增加環保要求,列入考核指標;建立綠色供應商庫;
● 對電子原材料的環保認證作為采購的必要條件之一。
(2) 采購管理
● 物料在入庫前增加綠色環保檢測;電子物料的綠色證書。
● 盡量使用循環材料、包裝等。
(3)委外加工
● 對委外工廠的制造環境、工藝、檢測設備等增加綠色檢測內容,看是否符合綠色生產標準,檢查委外工廠的環保認證狀況。
4.2.4 CRM管理系統
CRM系統中,主要涉及到綠色產品的部分新增功能。如下:
(1)客戶管理平臺
對客戶所在地區/客戶產品銷售地/使用地等涉及到的有關環保法規要求。
(2)商機過程管理
● 提供商機評估:訂單要求產品所適應的環保標準
● 報價:報價中考慮銷售所在地要強制繳納的產品回收處理費用。
● 訂單評審:增加評審訂單所要求達到的綠色標準,公司目前的產品設計制造工藝等是否滿足要求。
(3)訂單跟蹤管理系統
● 訂單執行跟蹤:產品符合訂單綠色要求的有關證明。
● 新增產品回收跟蹤管理(和產品回收管理系統對接,依據產品條碼跟蹤產品是否被收回);(對昂貴的電子設備有意義;對一般便宜的消費電子意義不大)。
(4)服務管理
● 產品壽命期內,客戶產品使用過程中,產品維護跟蹤系統(對高價值電子設備而言)。
● 售后服務的綠色物料管理。
4.2.5 BI管理系統
在現有BI系統上,應新增綠色智能制造有關的一些功能。如下:
(1)產品綠色評價
利用綠色產品評價標準,對公司產品進行綠色評價。
(2)產品綠色成本差異化分析
對不同物料,是否選用綠色產品,最后對產品總體成本的差異化影響比較分析。
(3)環保處理成本分析
● 回收成本分析:如政府強制收取的產品回收費用、回收費用(回收購置費、物流費等)。
● 回收物綠色處理成本分析:拆解成本、污染處理成本等。
● 再循環使用價值分析:再循環使用價值、及與處理費用的對比分析;等等。
(4)再制造成本分析
再制造的制造成本分析;再制造可能獲得的收益分析;等。
4.2.6 MES管理系統
MES管理系統,也許增加部分功能后,升級為綠色制造執行系統。
(1)資源分配:管理各種制造資源,如機器、工具、設備等。
(2)操作/詳細排產:與生產單位的優先級、屬性、特征等;系統限制和識別生產路徑并考慮生產的重疊性與并從性,計算精確的時間和設備載負并對生產進行調整
(3)分配生產單元:系統以人物、訂單、批次及生產指令對生產物流進行管理。注意對綠色生產線(設備)、非綠色生產線(設備)的差異化管理(由于銷往不同地區的產品綠色標準不一樣,需注意這些生產線的兼容性)。
(4)文件控制:增加在綠色生產方面的管理控制文件,如,原材料綠色檢測、在制品綠色檢測標準、車間環境綠色檢測標準、工藝綠色檢測標準等等。
(5)數據采集與綠色質量管理:
● 除了對產品質量的實時測量信息,還需要對制造過程中產生的廢棄物進行監控分析、回收利用,使環境污染最小。
● 對工廠生產環境的監控也應增加更多綠色指標采集管理,如電磁輻射、噪音、有毒氣體、有毒液體對環境的污染,最大限度地避免或減少對員工和周邊居民的危害。
(6)生產管理
● 對人員進行綠色設備、工藝的操作使用,綠色檢測辦法的方面的培訓教育;
● 建立綠色產品和非綠色產品生產環境、工藝的柔性兼容性方面的研究和管理。
(審核編輯: 智匯胡妮)
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