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设计一个符合企业要求的食品饮料行业包装生产线管理系统

 

        如何来鉴定所设计的一条饮料或食品包装线的生产管理系统是否"成功"?取决于用户多快可以回收该项投资的成本,以及该项目可以为企业作出多大的贡献。

         当然我们也需要考虑到其他一些因素︰ 项目是否可以快速按时交付给用户?项目是否支持其后续的生产性能改进规划?是否系统可以量身定制,以满足一些特殊要求?是否可以根据企业的经营规划对系统进行调整匹配,让企业的规划调整工作更易于被内部员工接收,同时还可以增加系统效益。

         合格的最低标准线是︰ 它的产出够赔付其本身的投入吗?现在是否有在帮助我们降低生产成本,或让产品利润最大化了吗?

         对于国际级的食品与饮料制造商来说,普遍会接收、并制度化贯彻这样一种理念,一旦有一个好的方法或工具在试点时证明是成功的,那么它就会变成整个公司的标准,迅速地被部署至整个集团的所有生产工厂的流水生产线上。这样做的原因是 :

        不管是什么动机,事实上,你越频繁地在使用的东西,就越更具成本效益– 显然投资于该项的钱能被更快地偿还。如果您还能在多个工作单位上重复使用它,那投资回收的时间就会变得更短。这就是是我们谈到的"指数式成功"(即随着时间的推移,你所投入的每一元的成本,其所产生的利润和效益会越来越大,二者以指数曲线显现)。

         同样,系统集成商和机器制造商也可以由此获得这种指数式的成功。这是因为,首先设备或技术的供应商常常会直接参与到客户的项目部署工作中去; 而他们的这类参与工作经常会受到时间和成本上的压力。

        其次,系统集成商和机器制造商可以通过重复使用系统、编程或是以他们用户的满求来构建的工程组件(将功能标准化,建立功能库,视客户需要引用不同的标准功能制作实际项目)来实现指数式成功。对于食品及饮料机械生产商或系统集成商来说,需要做到可以持续更新他们的方法和目标,才能提供最好的自动化技术,最好的满足客户的需求。

         为此机器厂商和系统集成商必须选择最适当的自动化技术,来支持实现他们的方法和目标,从而达到满足客户和市场的需求,降低工程成本,加快新产品上市的速度。现行通用的解决方法就是在前面已有提到的:尽可能多重新使用已经在实践中证明了其价值的功能、经验等等. 但重复使用所带来的好处的同时,我们还必须权衡每个项目各自的特点,并将二者进行匹配,因为客户会更容易接受,也会更迅速地受益于一个灵活且定制的应用。

         综上所述,显然在设计食品饮料行业包装线生产管理系统时,选用什么样的工业自动化软件来实现将决定其成败。这一结论适用于系统集成商和机械制造厂家,以及它们的最终用户。

         对于任何软件来说,选用的因素包括:其改善产品生产的决策转化成行动的速度的快慢,执行各项决定的成本的大小,以及任何后续生产线改进的易于实施与否,它还必须提供标准化和定制能力。因为标准化可以确保:

而定制化可以确保:

        由此,主要的问题转变为︰目前部署的自动化软件是否能够支持这些决定性的因素?以及,如果答案是否,如何选择一个恰当的软件,才可以提供这些决定性因素的改进?

        另一个要重点考虑的问题是︰ 如何到整个生产系统中推广有效地利用这些改进?换句话说,你怎样也能达到指数级的成功?

"指数级成功"在包装线管理系统的中应用

         什么是PLM系统?

        包装线生产管理系统 (PLM) 是一个管理产品灌装及包装生产线操作的系统,这些生产线主要是用于可食用的固体或液体包装,此外还包括瓶装饮料。

        在一个PLM系统中同时含有自动化和管理的信息,旨在支持包装生产线的运营管理,并可作为后续改进的关键工具。PLM系统的一个基本而重要的要求就是必须能联接组成包装生产线的各种类的机器和辅助设备,以便采集完整的生产数据,以及集中管理生产参数。这就是为什么,为了让PLM的实施取得成功,作为核心的软件解决方案必须能够方便和迅速地与生产线中的所有不同设备联系。

PLM系统的典型功能有哪些?

        一个PLM系统需要提供用于生产管理的实时信息。举个例子:

       所有信息必须以清晰、便捷的方式呈现给生产线操作人员。生产团队应该能接受到为他们做出正确决定、迅速及时地采取行动所需要的那些信息,从而确保生产总是符合质量和效率要求。

        需要的功能还应包括如下的数据分析和文档化工作: 

        获得这种信息(并将其统计和汇总成相关报告)意味着,通过实施PLM系统,团队获得了分析和了解生产进程的能力,自然,也就可以找出隐藏的潜力所在,为其作进一步的优化。

          一个PLM系统所创造的价值还必须从它是否对整厂的基础设施进行整合产生影响的视角来考虑. 例如,该系统是否可以提供: 

 安装PLM系统常见的理由 

        实施一个PLM系统往往有多重目的,主要包括以下目标: 

        我们已经了解了企业应用PLM系统的主要原因。这些实实在在的利益往往能通过短期内实现的投资回报率 (ROI)来测算。除了这些"实在的‟的可测算投资回报率的因素之外,也可能会存在一些不那么容易用投资回报来测量的"潜在的‟获益之处。 此外,当然我们必须了解实现投资回报(ROI 周期)的时间长短还将取决于特定的应用需求(和后续的安装成本),及该PLM系统是否被有效地使用。 

为何要推广PLM系统?

         一旦一个PLM 已被证明的成功的(如通过了ROI测算),我们有理由相信企业会将其推广至旗下的所有适合的包装生产线和工厂。

         我们已经讨论过,一个成功的系统的推广,通过其所附带的新知识的传递,及其推广后达到的规模经济效应,可让企业获得巨大的竞争优势。可以改进其投资回报率,这是因为: 

       但是,对于许多企业来说,推广PLM 最具有说服力的理由是 :

       当意识到PLM系统可以作为更大创造力的一部分,在如何更好地执行公司政策和程序,落实本地或国际的标准,更好的实践及其他的改进工作时,它在各生产单位的推广甚至会变得更有效率。 

如何标准化你的系统?

          推出PLM系统的决定是基于需要在同一个地方的各个生产单位的多条生产线上实施共同的概念或功能. 这些共同的概念或功能已转化为这个PLM系统的标准化组件列表. 通常该列表会包括:

怎样符合本地特色?

        虽然PLM系统中的各种组件都需要被标准化,但如上文所述,各包装生产线及他们所执行的任务并不总是完全相同的。需要重点考虑的,是在推广PLM系统的过程中,要允许这些差异和地方特色的存在. 需要考虑的差异化包括:

        决定推广一个系统将不可避免地导致需要系统的哪些元素可以在整个组织内成为共识,哪些元素可以在由局部自定义的讨论 — — 和通常情况下,更多的争论来自于是否需要定制。 

        自然,我们需要在标准化的推广部署(重复利用技术,降低成本,充分利用现有已证明有效的工程设计)以达到利益最大化,和可以满足各地的具体需要之间达成平衡. 任何可以将二者的优势结合起来的系统将会具有明显的优势。 

Zenon的方法︰通过"自动工程设计"加快实现投资回报

        投资回报率的高低会受投资回收期内的各种因素的影响。减少投资回收期最简单的方法 — —让该系统尽快可以为自己买单,并贡献利润 — — 就是减少安装调试和推广的成本. 工程设计占这些费用的很大一部分,所以任何有助于降低工程设计时间和成本的系统将会为其成功的推广贡献良多。 

         一个有助于降低工程设计时间和成本的系统,加上可提供支持生产线持续改进,且遵从法规及标准的丰富功能的系统,其投资回报率必将最大化。 

什么是"自动工程设计"?

         大多现有的自动化软件产品都会采用"经典"的工程设计方法,即工程师必须为每个功能编写大量的程序代码。为此需要拥有大量编程技巧的专家级程序员,这让每个项目的集成和后期维护变得更加耗时,因此也更显昂贵。

        一种更先进的工程设计方法是基于用"参数化替代编程"的理念。 它允许用户通过配置好预置的模块来生成所需要功能。因此,用它来集成和维护会变得很容易,而且仅需很少的编程知识,或是完全没有此类知识的人员也能胜务。这类软件平台最重要的机制,就是要确保可重复使用和标准化– 及由此相关的利益。对PLM系统推广来讲,参数化工程设计的方法在项目的试点开发阶段会显得特别有前途。

        当一家公司决定推广这一试点项目时,工程师们会面对在整合所有的标准组件的同时,还要让系统保持有根据各地特点,以最低的成本、最灵活的方式来作调整的能力。此时此刻是"自动化工程设计"进场的时候了。自动工程设计概念的核心是创建应用向导程序。此向导程序可以简化设计过程,并节省工程设计时间。 

          向导程序超越了简单地重复应用项目组件或对象的范畴。通过向导程序的指导,用户能够一步步地完成整个项目的创建。然后向导程序还可以让用户交整个项目文档化:仅需一次单击整个项目即以用户希望的方式记录在文档中。

         向导程序既允许只有很少或完全没有编程知识的用户创建完整的项目。同时它也能为有经验的开发人员进行工程设计提供巨大的便利: 

       由于减少了编程工作,因此投资回报期也会减短。成功在项目推广的过程中得以成倍地增长︰ 越是经常使用向导程序,投资回报率就越高。 

        自动工程设计向导程序可以像应用程序开发人员一样来实现相同的操作– 并且更为迅速。通过运行向导程序,标准功能将自动包含于最终的用户应用程序中。然后向导程序会要求用户选择一组特定的应用程序参数,以便在后续的应用程序部署过程中,让他们更容易适应各地的要求。 参数可能包含如下信息︰ 包装生产线使用了什么类型的机器?需要哪些功能?该向导程序最后会选择相应的软件模块并封装它们以为可靠使用。

          显然,使用向导开发的应用程序可能需要一些微调以完全适应最终的要求。为此,开发人员可能需要重新排列屏幕上显示的生产可视化组件。而符合"参数化替代编程"的开发环境会使得这种定制更方便且高效。

使用"自动工程设计"的包装生产线管理系统的推广

        任何涉及项目推广部署工作的工程师都会对他们所使用的软件技术有明确的认知︰迅速、可靠地集成应用程序中标准化的那部分,同时保持适应各地的具体定制要求的能力。 这就是为什么的"自动工程设计"向导程序是确保成功的推广的一个重要因素。

           一个项目工程设计的起始点应当是这台设备的标签(PLC控制器中需要与PLM系统通讯的变量名),这些标签的创建首先就必须符合标准化要求。然后是正确的选择驱动(通讯协议),以确保与对应的生产设备的数据通信。所有这些信息,和PLM系统应用参数一起按照要求被输入向导程序以生成相应用程序。从设计角度来看,向导程序已经包括了所有的标准化组件以及"自动工程设计"所需要的完整智慧。 最后向导程序会生成一个遵循商定的标准,几乎可以适应实际需求的应用程序。 为了符合最终的要求,用户可以使用标准的开发系统访问、编辑该应用程序以进行微调.最后的结果就是创造出一个完全符合公司的标准和应用需求的PLM系统。 

高效PLM系统布署快速指南

        1.定义您想要试点的PLM系统的要求。

        2. 要选择一个软件,必须能够满足您的需要,可以为工程设计提供快捷而方便的系统配置(能够使用"参数化替代编程"的方法),并通过重复使用且标准化的元素来完成应用程序的部分组件,或完成其全部功能("自动工程设计"能力)

         3. 设计该试点PLM系统,将您的经验文档化。

         4. 对试点系统进行分析。用你的公司所希望达到的目标来测评它(如标准化)。通过这种分析可以帮助您定义标准功能和个性化要求。

         5. 确定用户选项以在使用自动化工程设计时更适应需要。

         6. 在VBA、.NET或C#编程专家的支持下,开发向导程序工具包,并在实际运行条件下对其进行测试。

         7.在新包装生产线管理系统上使用该自动化工程设计向导程序。

         8.如果需要对该系统的功能进行补充定制,可以使用的标准开发环境(编辑器)来调整应用程序,以创建完美包装生产线PLM系统。

结论

        像包装线生产管理系统这样的自动化系统实施成功与否,往往取决于所选的基础软件技术是否合适。通过"参数化替代编程"和"自动辅助工程设计"的方式可将复杂的理念转化为简单的应用技巧,会提供用户显著的优势以获得取得更大成功。再加上采用本文所述的种种方法,这一成功必将在项目推广时成指数级增长。


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