【工业4.0案例分析之114】F&M机械制造公司自组织的订单管理系统

金属切削领域的中小企业产品往往具有多样性，并且产量相对较低。因此，与大批量生产相比，这些企业的基础设施和准备工作（非生产时间）成本相对较高。这些企业的竞争优势需要通过减少此类支出来实现。

F&M机械制造公司的订单管理系统使员工实现了自我组织。F&M公司的订单管理系统利用智能软件，把生产所需的第三方服务和预期生产时间都会考虑进去。在处理订单时，员工始终拥有最终话语权。他们略微调整订单处理顺序便可以最大限度地减少更换工具的次数。在工作站内，生产员工通过扫描条形码识别他们的订单。所有与生产相关的数据和文件都可以通过订单管理系统来创建、管理、维护并最终存档。公司管理层也可以利用订单管理系统中的信息，例如查阅哪个订单由哪位员工处理。

此外，通过使用订单管理系统，F&M机械制造公司可利用订单管理系统收集的数据来评估和优化企业流程并消除错误源头，最终达到加速生产流程的目标。

订单数据库的程序由F&M机械制造公司的内部软件开发商开发，灵活的软件开发是稳定程序的保证。设计模式的一贯性实现了在短时间内开发出可用的程序。为了保证最佳的用户体验，F&M机械制造公司邀请专家对程序图形界面进行优化。

F&M机械制造公司在企业里采用订单管理系统，在所有工作站都装配了低成本的计算机终端，除了通常的外围设备，还有条形码扫描仪。另外，还设置了一个中央打印机为员工打印图纸和日程。由于，生产员工能够更多地独自负责工作，他们对工作的满意度也在上升。

"即使是中小型企业，也可以通过数字化改造更好地利用资源并提高其盈利能力。很多中小型企业都面临工业4.0相关的迫切需求，F&M机械制造公司希望在生产过程和系统数字化中以自身的经验和智能解决方案来支持中小企业。这样，客户便可以提高他们业务的透明度，优化生产过程，并改善产品质量。”F&M机械制造公司首席执行官Philipp Fraas说道。

在中小企业实现生产资料和生产装备网络化

F&M机器制造公司的愿景是：如今的中小企业能够用少量的资金投入去实现工业4.0。为此，F&M机器制造公司提出了一些解决方案。这些解决方案能够提高机械加工领域创造价值的效率，能够可持续地重复利用资源，能够避免在运作过程中出现的故障。

与此同时，F&M机器制造公司一直聚焦低成本的服务和可扩展性。F&M机器制造公司提供的解决方案主要应用在生产、自动化和管理会计领域。这些解决方案是：使用基础设施和传感设备获取数据，利用智能软件处理数据，从而规划资源的分配，监督生产过程和预测生产规模。

为了组织生产，F&M机械制造公司研发了一个专门的订单管理系统。这个系统建立在一个数据库的基础之上，这个数据库管理生产订单，并且将订单任务分配给公司的员工。

这个订单管理系统的主要任务在于：

• 组织生产过程：在这个订单数据库中可以进行生产任务的准备工作。数据库由一些如客户、交货日期之类的框架数据和生产任务的具体内容。生产任务具体内容按照不同的参数列入到数据库中，如名称、图号、件数和企业管理的参数（价格、材料成本、外包成本）；
• 数据管理/档案管理软件：在生产过程中，图纸、夹具草图、3D模型和数控机床（CNC）程序都会备份。这个软件就承担起了管理、保护和记录存档这些数据的工作。订单管理系统可以剔除多余的信息，避免消耗大量资源去查找生产中必要的数据；
• 文件汇编：上述软件还可以生成加工检验单、生产记录、检测记录和交货单，这些不仅可以在公司内部使用，也可以供客户参考。F&M机械制造公司正计划推动一个有进出口记账功能的项目，例如账目报告和会计记账，旨在进一步数字化管理和处理订单包含的所有信息。
• 监管生产过程：员工可以自行在计算机终端上登记订单信息，生产过程的每一步都可以被实时追踪。通过扫描加工检验单和员工工作证上以及生产工位旁的条形码，就可以进行登记（F&M机械制造公司正计划将这些过程自动化，例如通过RFID技术）。利用这种方法获取的信息可以和信息库中的参数相结合。这样生产监管员和公司领导就可以随时查看最新工作进度和任务的状态。生产监管员可以随时将计划好的工作量安排下去，并且进行实时控制。

2010年，F&M机械制造公司成立时只拥有一套传统的车床和一套数控自动钻床。自从那时起，F&M机械制造公司在机械装备制造和生产技术方面的能力都在不断提高。如今，F&M机械制造公司可以在众多的计算机控制机床和铣床中心快速并且精确地完成最为复杂的生产订单。

F&M机械制造公司是一个年轻而有活力的公司，它提供机械制造和金属切削服务。其员工对新的技术解决方案有极高热情。F&M机械制造公司总经理Martin Müller和Philipp Fraas毕业于柏林科技大学机器制造专业。F&M机器制造公司一直用最先进的技术推动产品的开发。例如：

• 公司采用最新的塑料材质，由此生产出来的产品耐久性大幅增强；
• 通过使用有限元技术，公司可以用最少的材料制作工件和组件，并且优化它们的坚固性和稳定性；
• 通过采用最新的计算机辅助设计（CAD）系统，F&M机械制造公司可以灵活地生产模具和不同结构的组件。

把自组织权限归还给员工

F&M机械制造公司的订单管理系统使生产员工能够自行确定订单处理顺序。重要的是，在生产过程中，员工拥有对订单顺序安排的最终决定权。将自组织权限归还给员工有助于在处理任务时注意到某些条件的实时变化。

F&M机械制造公司在生产过程中遇到的问题是，软件不能充分捕捉到实时变化。例如，软件不熟悉机器设备各自的调试状态，但是负责每个机器的员工却了解这些，也因此可以优化机器的调试时间。在决定订单处理顺序时，仅依靠软件会影响员工的安排，但是软件能够向员工提供订单期限等方面的信息，为他们安排订单处理顺序提供支持。

将人的优势和机器的长处结合起来是工业4.0概念的又一次成功。人处理大规模数据的能力很差，但是机器（软件）却可以平衡这一点。而且数据必须是结构清楚且明确的，因此员工应该相信，机器（软件）如上面所说的那样，可以注意到准确的规定的交货期限和首要工作。但是，当不清晰的条件必须被处理时，如机器处于调试状态或者一个多级联动机组共同工作，人就必须发挥他的长处，并且找到最好的折衷方案。（机器整理数据，但是只有人能应用这些数据创造出最好的解决方案。）

F&M机械制造公司开发这个订单管理系统数据库的成本是可以预测的。F&M机械制造公司在几个星期之内开发出一个基础版本并对其进行测试。可以在接下来的几周内，在测试过程中发现的问题由高水平的软件工程师改正。结构化查询语言服务器和5~6个由计算机、屏幕和条形码扫码器组成的终端系统也需要投入少量成本。在系统的开发中，除了基础功能，还需要开发一些其他的扩展组件。即使很难去量化计算工业4.0解决方案带来的经济效益和评估企业管理效果，但是整体的优点还是显而易见的。