摘 要:将数字化转型和精益生产相融合实施数字化精益生产,能使两者共同提升。鞋企作为传统产业面临许多挑战,需要通过数字化转型提高企业竞争力。本文分析了鞋企数字化精益生产的背景、必要性以及推行数字化精益生产须具备的基础,分析了鞋企数字化精益的主要内容及数字化精益管理实践,提出了鞋企数字化精益生产的推行路径。
关键词:数字化精益生产;业务场景数字化;全链数字化;数字驱动;精益运营管理
Research on the Path and Practice of Digital Lean Production in Shoemaking Enterprises
FAN Zikun
(Jihua 3515 Leather and Leather Shoe Co.,Ltd,Luohe 462000,China)
Abstract:Combining digital transformation with lean production and implementing digital lean production can improve both. As a traditional industry, shoemaking enterprises face many challenges and need to improve their competitiveness through digital transformation. This paper first analyzes the background, necessity and foundation of digital lean production in shoemaking enterprises. Then it analyzes the main content of digital lean in shoemaking enterprises and the digital lean management practice of a shoemaking enterprise, and finally proposes the implementation path of digital lean in shoemaking enterprises.
Keywords: digital lean production, business scenario digitalization, full-chain digitalization, digital drive; lean operation management
第一作者简介:范子坤(1967-),男,高级工程师,邮箱jihua3515@qiangren.com,主要从事鞋企生产经营与管理工作。
1 数字化精益生产概述
我国制鞋行业市场集中度较低,鞋企之间竞争激烈,企业面临着多重挑战,如消费需求多样化和快速化、生产及营销成本增加、绿色环保及产品库存压力、利润率下降等问题。当前,党和国家大力推动企业高质量发展,加快发展新质生产力。鞋企作为传统制造业,要持续加大数字化转型力度,加快数字经济与实体经济的融合,用新业态和新模式获取竞争优势。
精益生产的目标是用低成本制造高质量、卖得出去的好产品。要实现这一目标,就要尽量消除浪费、提高效率、降低成本,按照客户的需求准时化提供产品。鞋企通过实施精益生产的6S整顿和可视化管理,梳理、优化和标准化生产流程,以客户为中心及时了解客户需求,培养员工的创新和准时化生产意识,培养团队协作精神,进而建立持续改善的企业文化。精益生产的推行为数字化转型提供了良好的支撑和保障。
数字化转型是通过物联网、大数据、云计算和人工智能等数字技术对鞋企的商业模式、运营流程、企业文化等方面进行革新,消除浪费、降低成本、全面提升企业运营效率,从而提升企业的竞争力。具体而言,可运用数字化技术、平台和工具进一步优化鞋企的生产流程、供应链管理、质量管理、现场管理等环节,从以上环节挖掘实时准确的海量数据,利用大数据和人工智能等技术进行智能化柔性化生产、智能监测、分析与预警、智能物流、智能供销等活动,大幅提高精益生产的效果。
数字化精益生产是把鞋业数字化转型和精益生产相融合,以系统化思维解决数字化转型和鞋企管理体系相匹配的问题,使两者相互促进、共同提升。一方面是通过精益生产为数字化转型提供标准化作业、价值流分析、准时化生产、持续改善、现场管理等基础,保障数字化转型的顺利实施;另一方面是数字化转型可为精益生产提供更准确、及时和详细的运营数据,大幅提升精益生产推行和应用效果。
2 鞋企数字化精益生产的关键要素
当前,部分鞋企已具备较好的精益生产基础,以此为基础上进行数字化精益生产融合,需协调好三个关键要素:数据互通、标准化操作和数字化平台。
2.1打通信息技术(IT)和运营技术(OT),实现数据互通
鞋企以前的ERP、MES、PLM、APS、WMS、EMS等系统各自独立、信息割裂,数字化精益生产融合首先要打破信息技术IT和运营技术OT之间的壁垒,通过数字孪生、物联网等技术让生产和运营数据互通,实现数字驱动的精益生产管理。
如将鞋企的数字化研发设计系统数据和智能裁断机、划线机、自动缝纫机等数据相连接,即可实现根据鞋款电子样版数据进行智能套划和裁断、智能划线、智能缝纫等操作,在提高生产效率的同时减少原材料浪费。
2.2标准化和再造业务流程,保证数据的准确性
标准化流程产生的准确数据是数字驱动运营的基础,因此流程的优化和标准化是数字化的起点和基础。鞋企利用收集的数据和智能系统自动生成价值流图(VSM),自动识别流程瓶颈,结合生产计划排程软件(APS)实现跨部门协作,进行价值管理。
2.3建立合适的数字化平台,加强数据管理的适用性和质量
选用适合鞋企的数智化系统或平台,集成各系统采集的实时数据,建立精益生产指标和图表等数字化可视化看板工具,让数据驱动精益生产管理。
3 鞋企数字化精益生产的研究内容
数字化精益生产通过把精益生产理念融入制鞋企业数字化转型,利用信息化、数字化、智能化技术助力精益生产的高效实施,并持续进行改进和创新。进行鞋企数字化精益生产研究,可结合精益生产主要内容和数字化转型的具体实践,从以下两方面展开。
3.1基于“数据驱动”的精益生产工具和方法
传统的“经验驱动”通过人工观察和纸笔记录识别浪费,效率低下、成本高且不稳定。鞋企数字化转型基于“数据驱动”的精益生产工具可以提高效率和质量、缩短交期、减少浪费,创造更多价值。
(1)柔性化智能生产。柔性化智能生产线可以快速高效地实现单元化生产和多品种切换的柔性化生产,满足鞋类产品多品种小批量和个性化生产需求,有利于产品质量和合格率的大幅提升。
(2)价值流分析。通过物联网(IoT)可以采集实时数据,用数据分析软件自动形成价值流图,识别制鞋生产工艺流程中的瓶颈和浪费,分析出优先级别,持续改善优化流程,提高价值。
(3)预测性维护和故障预警。通过物联网和安装的各类传感器采集设备运行数据,利用数据平台进行维护保养和预测,自动识别设备和环境异常并进行警报,及时采取预防和解决措施,有效防止设备故障带来的浪费。
(4)不合格品监控。智能监控系统及时识别不合格品,不让不合格品流入下一个环节。
(5)可视化管理和准时化生产。鞋类产品订单采用AI技术进行动态智能生产计划排程,大大缩短产品生产周期,保障订单准时交付。实时监控和可视化制鞋订单信息、生产进度等信息,追踪生产信息和库存信息,有效保障订单准时化生产。
(6)6S管理。运用二维码、RFID标签等数字化技术对物品进行标识和管理,借助AGV智能搬运机器人在仓库和车间进行搬运管理,运用数字化监控系统监测工作区域的摆放和整洁。
(7)库存管理。利用大数据技术收集和分析线上线下鞋靴历史销售数据、消费者行为、市场趋势等信息,建立更精准的存货预测模型,进行精益存货管理,减少制鞋企业存货过多的问题。
(8)持续改善文化和机制。信息化、数字化和智能化为QC小组持续改善提供创新思维和数据支持,激励员工结合数字化和精益生产提出创新想法和改善建议,挖掘潜在问题,提出改善建议和计划,通过数字化平台跟踪评估效果。
3.2数智化技术拓展精益生产的边界
数智化技术的运用可以高效实现智能生产、仿真模拟、跨部门协作、质量追溯等传统精益生产难以实现的内容,拓展了精益生产的边界。
(1)用仿真模拟技术选择最优方案。制鞋企业可通过数字孪生和虚拟仿真技术对不同设计或生产方案进行仿真模拟,从而选择最优方案,降低试错成本。
(2)生产过程的全面数字化管理和跨部门协同精益管理。采用智能划线机、智能下裁设备、自动缝纫机、智能涂胶系统、运输机器人等智能设备进行生产和监控,提高鞋类产品质量和效率的同时,相关实时可视化数据信息可以提高现场管理水平,实现跨部门协作。
(3)全链产品质量追溯。鞋类产品的数字化信息可以实现从原材料到客户端的全链质量追溯,扩展了价值流的范围。
(4)数字化供应链。供应链数字化可以打通制鞋企业上下游,精准预测消费者需求和潮流,生产和调整生产计划,准时提供稳定的绿色高质量原材料,为按需生产、提供满足消费者需求的鞋靴产品提供保障。
(5)全链数字化管理。全链数字化将打通制鞋企业内部和外部的信息壁垒,实现从原材料采购到销售终端的全链路数字化管理,通过AI分析实时数据,快速响应市场变化,优化设计、采购、生产、库存、物流、销售等环节的效率,实现资源优化配置,减少浪费,提升产业链韧性。
4 块数字化精益生产探索与实践
际华 3515 公司已经推行精益生产管理多年,全体员工积极学习和践行精益管理。近几年,在精益管理的基础上积极开展数字化转型实践,把数字化转型与精益生产管理相融合,践行“匠心铸就舒适,科技定制安康”的经营理念,探索多个场景下的数字化精益生产方案,取得显著成效。如公司实施基于精益管理的智能调度排产,全面提升了车间排产方案的准确度,有效提高了资源利用率,缩短了订单交期。公司申报的柔性化智能鞋靴生产制造项目成功入选国家工业和信息化部的2024年“数字三品”应用场景典型案例名单,公司荣获新兴际华集团“科技创新先进企业”称号。可见,数字化精益生产可为制鞋行业数字化转型提供方向和示范。
4.1在多个业务场景探索数字化精益生产,实施柔性化生产,助力降本增效
在裁断车间,智能排版算法通过数万次运算规避瑕疵区域,皮革综合利用率提升至78%,可节省5%〜15%的损耗。如图1所示,智能裁切技术通过视觉识别与智能排版实现鞋面特征点位的精准识别与自动校正,不良率从传统8%降至0.5%。以某特定款式皮鞋为例,经过综合测算,智能裁切技术的应用使得材料消耗显著降低,实际减少2.75%,从而每双鞋的生产成本降低了0.69元。此外,该技术减少了刀模制作成本,每条产线的劳动力需求减少3人,生产效率提升30%以上。智能裁切机能够根据研发阶段生成的电子样板直接进行排版和切割,实现了研发、技术和生产环节的无缝对接。当订单通过制造执行系统(MES)下达后,自动裁剪机能够立即对原材料进行裁切,显著缩短了产品投产前的准备时间。通过智能下裁技术和流程优化,生产周期至少可以缩短5天。通过“视觉+振动刀+数据驱动”的技术闭环,推动制鞋业从劳动密集型向智能制造的转型。
在缝制车间,批量引入电脑花样机,大大提高生产效率。某款自动化缝制覆盖率达到60%以上的鞋靴,使用该设备后劳效提升26%。
在成型车间,德士马全自动制鞋生产线可以根据订单需求,同时生产多种产品,实施柔性化生产,提高市场保障能力,提升企业产品结构和档次转变。公司新建的高端精品智能注射线和高端精品智能胶粘线分别用于不同品种高端产品的生产,促进了公司产品的升级。如图2所示,智能胶粘生产线使得生产切换时间由5.5天缩短至3天,可同时小批量生产3个品种。
在仓储物流车间,如图3所示,自动化立体仓库使仓库的账目管理和资料数据通过计算机存储,精确高效。如图4所示,AGV无人叉车具备激光雷达地形扫描、路径记忆、自动避障、入位和统计货物等功能,与公司的智能立体库无缝对接,减少了人工操作,增强仓库管理的准确性和可靠性。
MES系统接入数字化平台,实时监控生产进度,提高产品一次下机合格率,有效控制产品质量,保障各项生产任务完成。通过智能应用场景建设和精益管理的结合,公司新产品上市周期缩短20%,公司年度产能利用率、订单交付及时率、产品质量合格率均达到100%。
4.2构建数字化精益运营管理体系,探索数据驱动企业的运营管理
公司利用互联网、大数据、云计算、人工智能等技术,建立际华股份皮革皮鞋分公司数智化指挥中心,对各基地的生产运营系统、市场经营系统、仓储管理系统、设备与动环系统等进行集成和运营一体化操作,从研发、订单投产到产品发运、营销等运营数据全过程实现互联互通,为公司运营管理提供数据信息。图5所示为鞋业板块数字化精益生产系统设计框架图。
公司在调查消费者需求的基础上,大力开拓国内外市场,通过数字化转型和精益生产管理结合,推进技术创新、产品创新和管理创新。公司相继引进智能胶粘生产线、智能下裁生产线、德士马联邦注射生产线、智能立体库、模具模板车间、电脑花样机、电脑缝纫机等数智化技术和产品。同时,公司各生产分厂通过加强与际华皮革皮鞋研究院、营销、生产管理部、品质管理部、工艺技术部等部门的一体化协作,不断进行协同创新,提高了生产效率和市场响应能力,提升了产品质量,提高了产品在市场的竞争力。
对接ERP系统和MES系统,对订单进行全周期的高效管理。客户小批量、多品种、个性化需求订单已经成为常态,对接ERP系统和MES系统,实施监控全流程信息,及时发现生产异常,并进行及时处理。人均劳效、订单进度等实时跟踪系统如图6所示。
公司利用OA办公系统发布周常态化值班问题及整改情况通报。全员积极践行“马上就办,真抓实干”精神,及时发现和解决问题。强化全面质量管理,公司各QC小组群策群力,用科学方法解决发现的问题,保质保量按期完成订单。不仅提升了产量和质量,还提高了客户满意度。综上所述,际华 3515 公司在数字精益管理方面进行了积极探索和实践,已经取得了初步成效。未来,将继续在多个场景进行深入探索,逐步形成整个运营体系、全链路的数字化精益生产。
5 鞋企推进数字化精益生产的路径
际华 3515 公司的实践表明,精益生产和数字化转型的有机融合有效提升了数字化转型的效果。鞋企需要结合各自企业特征,从理念、路径和执行等方面努力探索数字化精益生产,持续改善和创新,培育新质生产力,提高企业的竞争力。
5.1在企业战略与运营管理中融入数字化精益生产理念
数字化转型不仅仅是数智化技术的应用和创新,还是企业思维模式和运营管理模式的深刻变革。因此,制鞋企业要顺利推进数字化转型,就需要结合精益生产从理念、技术、管理、企业文化等多方面协同开展。在制定制鞋企业战略时,把数智化融入企业经营管理目标,系统规划和设计基于精益生产的数字化转型。在企业日常运营中,把精益生产管理与数智化技术相融合,用信息化手段和智能技术优化和创新运营流程,培养精益数字化人才和建设企业文化,以持续提升管理效率和决策水平。
5.2探索适合制鞋企业自身的数字化精益生产路径
数字化精益的实施不是一蹴而就的,是一个复杂的系统工程。可以借鉴成功企业的案例,结合自身实际选择合适的路径逐步推进。
(1)以精益生产为基础进行业务场景数字化
鞋企的业务流程很长,需要数智化的环节很多。首先要结合自身实际运用价值流分析法梳理企业的业务流程,找出痛点和瓶颈,为数字化转型确定方向,先从最急需的业务场景开始探索数字化。
通过现场管理和业务流程标准化、全面质量管理等精益生产理论优化生产和管理流程,提升价值链数据的可测性和可视化,使其与数智化技术形成高效协同。例如智能鞋靴设计系统、智能划线机、智能下裁机、智能成型机、智能胶粘生产线等具体场景的数字化转型与精益生产的融合。通过具体业务场景数字化转型的顺利开展为更深层次转型提供经验,树立信心。
(2)通过数据互通实现跨部门协同管理
用信息化和数字化技术打通制鞋企业不同部门和业务线的数据连接,收集、汇总、分析、可视化精益生产数据,通过数据共享和业务联动实现协同管理,提升整体运营效率。例如可以在业务场景数字化基础上,打通APS、ERP和MES等系统,实现不同部门和业务线的协同管理,建设柔性化制鞋生产线、智能制鞋车间等,有效提高生产效率和数字化水平。
(3)构建数字化平台和精益运营体系,逐步实现全链数字化驱动的精益运营管理
构建数字化精益运营体系,建立数字化平台,实时监控核心运营指标,进一步优化鞋企运营管理。逐步实现基于产业链和供应链的精益数字化建设,加强与上下游企业的合作,提升供应链的韧性,形成持续改善的长效精益运营机制,推动企业全链和行业整体的数字化升级。已经有一些头部制鞋企业在探索构建全链数字化运营,以数据驱动企业内外部协同,进一步提高企业竞争力