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精益和自动化制造与物流
贝尔纳多·尼可莱蒂
意大利罗马罗马大学维嘉塔大学采购硕士
摘要 本文介绍了如何实现的精益和自动化方法同时简化和自动化生产和物流流程使用精益六来提高质量，减少浪费并提高灵活性Sigma在一些先进技术的支持下。 该方法基于研究表明，精益六西格玛的最佳应用生产和物流，应该改进新的流程帐户也可以使用先进的自动化。 案例研究提供很好的实际应用和先进的含义的例子生产技术，具有理论基础的见解。 调查结果建议Lean和Automate可以成为精益六西格玛的关键推动因素制造业组织。
关键词：sigma，生产，物流，自动化，ICT。
1简介
经济危机促使各组织变得更加敏捷和精简以便迅速适应不断变化的社会经济条件。重新设计生产和物流过程必须考虑到这一要求。精益六Sigma结合了两种不同方法[1]中更好的方法：六西格玛，它有助于减少缺陷的数量和输出的变化，以及精益思维这有助于缩短周期时间。一定数量的组织拥有通过在不同领域使用这些方法取得了优异的成果。有优化未包括的过程的另一个非常重要的方面在这种方法中，这是流程及其活动的灵活整合。精益方法包括流程原理。实现流程的方法是平衡过程中的工作。这种方法通常假定生产不变。它变成了硬编码集成。精益和自动化旨在同时简化和自动化生产和物流流程，同时使他们敏捷和精益。在不同类型的组织和几个研究的长期经验从事生产和物流流程设计和管理以及工具和工作数字化技术[2]，这种方法清楚地表明了活动的顺序整合任何业务流程改进和自动化的方法生产和物流组织。
V. Prabhu，M。Taisch和D. Kiritsis（编辑）：APMS 2013，第二部分，IFIP AICT 415，第278-285页，2013年。copy;IFIP国际信息处理联合会2013。精益和自动化制造与物流。
2。文献综述
Sigma包含一套有助于识别的原则和工具和稳定消除废物（Muda）和减少缺陷和变化过程的输出生产和物流的质量和成本是战略性的元素[1]，灵活性在现代是至关重要的。有必要使用生产和物流世界的灵活自动化技术，现在更多和以更低的成本提供更多产品，将其应用于重新设计的流程。精益六西格玛实施提供了几个好处，其中包括：成本减少，提高生产力，改善质量，缩短交货时间，减少供应减少和提高客户满意度。精益思想已应用于通过精益生产研究的生产环境，然而，这些研究没有考虑到越来越多的新技术。实际上，Sugimori等人。认为使用自动化生产会带来不必要的成本，生产过剩和不确定性[3]。这一理论与此后的趋势形成鲜明对比，80年代，当对MRP和ERP系统，数控机床和全自动生产线一直是巨大的。高度自动化的组织不太容易受到手工劳动的典型问题的影响。但是，有自动化过度投资的例子，使灵活性和灵活性恶化应对需求变化的能力（通用汽车公司在80年代; CIM），仅靠自动化来提高性能仍然不确定[4]。这是为什么自动化必须灵活并与之相关的改进流程。 Powell和Skjelstad [5]应用了特定的传感器技术（RFID）制造过程。他们提出了一种方法和两个商业案例证明了这种先进技术在制造企业中的有用性。本文是一个描述性研究[6]。归纳推理用于提出一个使用先进技术作为推动者的概念框架精益六西格玛方法的开发和进一步支持。首要的研究方法的部署是多案例研究。科学基础对于研究来说，文献来自于生产和物流管理专注于先进的自动化技术[7]和[1]。
3精益和自动化方法
精益和自动化方法可分为六个宏观阶段和20 1个微观阶段
阶段（见图1）1。第21阶段是可选的。
宏观阶段0：初步
bull;背景：确定利益相关者和EHS的要求;
bull;文化：检测组织和社区的文化;
bull;愿景：提高效率，效率，经济，质量和灵活性;
bull;战略：确定需要改进的流程和计划;
1这是[1]中提出的精益和数字化方法的修改版本，以考虑到制造环境的特殊性。
280 B. Nicoletti
宏阶段1：定义一个
bull;启动：启动项目
bull;治理：定义谁
bull;客户之声：L
bull;指标：翻译Vo
bull;原样：映射现有的p
宏观阶段2：分析a
bull;精益：定义如何实现
bull;Kaizen计划：定义i
宏观阶段3：建筑师
bull;建筑设计：Def
宏观阶段4：构建，Tes
bull;构建和测试：实施
bull;变革管理：马云
bull;部署：实施ch
bull;文档：问题/更新
宏阶段5：验证
bull;验证：控制改进
bull;好处：评估外部因素
bull;经验教训：学习f
bull;庆祝活动：Acknowledg
可选的宏观阶段6：
bull;推出：复制溶胶
为了连续性的目的
使用DMAIC。这是典型的
网络连接
测量并通知利益相关者;以及如何管理项目;成立团队;倾听客户的声音（Voc）;
oC关键质量（CtQ）因素;处理;和流程设计在研讨会期间漫游这个过程;改善干预计划。设计精细的过程和自动化架构;st和Deploynt并测试所选择的解决方案;转变;解方案;确定新自动化流程的文件;ovements，内部和内部利益;从倡议;团队的工作;在类似情况下复制lution到不同的部门。一旦项目完成，一个改进导致需要技术变革。G。 1.精益和自动化方法必须使用DMAIC。
组织必须将最初的精益和自动化项目视为开端一个产生持续改进的迭代循环 流程改进，不应该由问题引发，而应该成为组织文化的一部分。
4不断变化的环境对生产趋势的研究表明，这是最相关的方面之一改进是过程2的技术优化。现代技术提高流程效率。制造商将购买越来越多设备，以节省成本和优化业务流程。我们声明从机器自动化转向机器是很重要的流程自动化。加工中心是精密的计算机数字可控制的机器，可以执行铣削，钻孔，攻丝和钻孔操作与各种工具相同的位置。他们仍然是孤立的。一个重要的开发是为了使整个过程自动化，而不仅仅是其中一个组件。在为了实现这一目标，必须整合不同的机器或整个部门生产周期。本文主要研究基于四的架构可以在这方面提供帮助的技术：物联网（IoT），传感器技术，条形码或RFID;大数据;和业务流程智能。以下部分定义了这些技术中的每一种并分析了每种技术他们及其对过程改进的可能贡献。他们的实施应该按照几代人来完成，实现一种技术时间和使用一些通用的中间件来管理更多的接口标准化方式3。
4.1物联网
物联网（IoT），也称为机器到机器（M2M），是指允许无线和有线系统与其他系统通信的技术设备。 这种通信可以通过具有远程网络来实现机器将信息传递回中央集线器进行分析。 通常，多层次架构用于在较低级别交换信息物联网与互联网和云计算相结合是一种很好的方式与供应商合作增加灵活性和投资节省[8]。 一个物联网的变化是使用ZigBee网络。
射频识别（RFID）是使用无线非接触系统
允许射频电磁场从附加的标签传输数据一个东西。 目的是自动识别，可能存储数据，以及跟踪。 与条形码不同，标签不需要在视线范围内，它可以嵌入在被跟踪的对象中。 附在产品上的RFID标签，在其制造过程中可用于跟踪其在生产线上的进展。在过去几年中，三个关键因素推动了RFID使用量的显着增长：降低设备和标签的成本，提高性能，可靠性达到99.9％，和改进的国际标准[9]。
4.3大数据
大数据是一个数据集合，具有高容量，多样性（结构化和数据）非结构化的）和速度（就访问速度而言）如此复杂以至于变得如此使用传统的数据库管理工具或数据处理很难处理应用。数据集的大小增加部分是因为它们越来越多地被收集信息传感移动设备，航空感应技术（遥感技术）实例RFID），软件日志，视频，相机，麦克风，射频识别读卡器和无线传感器网络。
4.4业务流程智能
业务流程智能（BPI）是一种不仅专注于创新的方法测量和报告，但也管理过程。 通过他们的数据和工作流程，与传统商业智能不同。BPI还支持分析，生成统计信息，报告和仪表板。它们可以更好地了解流程。 例如，在生产的情况下，分析工具允许分析KPI并帮助采取行动。
4.5灵活的集成技术
随着传感器技术和网络技术的发展，计算机系统（或机器）正在变得能够收集有关现实世界的信息，在没有人类帮助的情况下与其他机器通信。在传统的物联网系统，用于收集和分析信息的服务器机器是单独开发的。现在，虚拟化和云技术已启用物联网云或ZigBee网络，其中包括所有功能与各种设备的通信以及大数据的收集，存储和使用BPI可以集中管理。这些云具有以下功能：（1）数据收集和存储：物联网云可以与任何设备通信，收集，存储数据和管理设备。多个数据的组合由于有大量可用信息，因此可以轻松分析来源;（2）数据分析：大数据允许进行统计计算;（3）BPI可以灵活地实施决策。集成解决方案的一个示例可以是使用e-Kanban来替换带RFID标签的看板卡。这允许完全自动化“识别”流程的状态，可靠性更高，无需操作员干预[10]和[11]。 E-Kanban可以降低正在进行的工作的库存水平（WIP），保持严密控制，并与供应商整合。
另一个应用是更新数字广告牌。并允许快速生产所以问题音频警报，文本或其最终的架构是有远见的地方每一代都会带来组件在一起5支持和自动化这种架构允许重新数据和业务流程
bull;RFID可以带来好处
bull;物联网可以改善灵活性
bull;大数据可以帮助您民主的智慧
bull;BPI可带来收益
流程管理所有这些技术多亏了他们的特点本土化。精益和自动
Sigma方法：bull;定义和测量，和管理生命周期
精益和自动化制造与物流
使用自动传感器，无线网络和Big Dat可以纠正。一些现代警报系统纳入显示器。图2.最终架构如图2所示。构建需要时间。这是重要的我想到达，然后建立一个好处。最后一代带来了并获得了协同效应。精益新技术方法实现灵活集成的好处。物联网，RFID，
情报本身带来了额外的好处。适合自动传感的过程。能够在价值流中整合活动;
通过允许添加，客户拉动的流量客户的要求;适合商业智能和商业智能的结合
工作流程。
标准组件，任何失败或失窃，并有助于分析根本原因;
通过识别不能逐步淘汰的成分来减少库存。
6个案例研究
为了探索精益和自动化的实际相关性，我们报告了一个两个案例研究的摘要，比较了先进的情况使用技术与不使用时相比[12]。在这两种情况下，工程制造公司被认为每项工作都与另一项工作不同一个，每个都有一个或几个项目。这些产品是用于铝的模具挤压。在这两种情况下，我们分析了2500个工具库存的管理用于加工和生产热通道的十个工作站的工具塑料材料。在其中一家公司中，RFID标签被应用于工具架加工中心锥。 BPI软件用于分析和管理流程。机器侧面的工具管理可能效率低下它们可能造成的损坏，数据输入的时间和设置工具。工具侧面可能的低效率是找到合适的时间工具，减少工具的使用寿命，超大工具库存，工具选择不当，历史信息丢失。先进技术可以影响上面列出的所有低效率。量化效益是整体设备的节省和改进有效性 - OEE，一种评估效率的指标层次结构利用制造业务[13]。 OEE基于三个独立但是可衡量的组件：可用性，性能和质量。暂且不谈两个案例的细节，采用先进技术带来的在计划外的事件中，清单中工具数量的减少数据输入中的错误;实施工具共享政策的可能性机器;选择合适的工具：减少机器停机时间精益和自动化制造与物流285并行操作和搜索合适的工具，阅读零件程序和预置。从数量上看，先进技术带来了每次加工的OEE平均值的增加中心占27％[12]。
7结论
精益和自动化响应文献中缺乏一致的方法管理和整合精简生产和物流的经典活动
具有灵活自动化活动的流程。 我们的研究暗示：
命题1：与传统的生产和物流环境不同，精益所在
六西格玛方法需要减少数字化，自动化是必不可少的改进过程，特别是使它们变得灵活;
命题2：自动化不精简的流程会适得其反。本文中的实际例子代表了应用的起点先进的自动化功能，可以在整个过程中部署精益和自动化制造和物流流程。 更多例子是必要的。 进一步的研究应该研究先进技术在优化中的适用性，通过使用实时信息进行生产调度等字段
参考
1. Nicoletti，B。：精益和数字化。高尔出版，阿宾登（2012）
2. George，L.，et al。：什么是精益六西格玛。麦格劳希尔，纽约（2003年）
3. Sugimori，Y。，等：丰田生产系统和看板系统。国际期刊
生产研究15（6），553-564（1977）
4. Cheung，C.F.，et al。：面向代理人和知识型战略系统
电子采购。专家系统21（1），11-19（2004）
5. Powell，D.，Skjelstad，L。：用于扩展精益企业的RFID。国际期刊
精益六西格玛3（3），172-186（2012）
6. Arbnor，I.，Bjerke，B。：创建商业知识的方法论。 Sage，伦敦
（2009年）
7. Bell，S。：精益企业系统：使用IT进行持续改进。威利，
霍博肯（2006）
8. Nicoletti，B。：金融服务领域的云计算。伦敦帕尔格雷夫（2013年）
9. Glover，B.，Bhatt，H。
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