看板管理系统在样机试制中的应用

罗保发

摘 要：通过研究驱动系统试制样机在试制过程中的业务流程和特点，梳理出驱动系统样机在试制阶段的数字化看板管理系统需求，探索开发了三种试制控制看板，实现了对整个试制进度的实时监控，对试制过程问题无线暗灯控制，对造机状态系统化展示，确保了样机试制的质量和效率；探索出驱动系统开发在试制阶段的看板化管理解决方案，为驱动系统研发试制项目过程看板化管理提供了可借鉴的方向。

关键词：样机试制 看板管理 质量和效率

1 引言

随着汽车行业的快速发展，对研发领域的要求也越来越高，试制质量精益求精，研发周期也日益压缩。样机试制具有很多不确定性，试制管理部门需要和产品设计，项目管理，制造现场，试验认证，仓储物流等多个团队沟通和合作，如何提升试制过程的质量和效率，是一个重要的课题。

信息及时共享是试制过程中提升质量和效率非常重要的一环，看板管理是信息及时共享非常有效的一种方式。看板管理是通过看板的运行控制企业生产全过程的一种现代化管理技术，不仅是一种先进的管理技术和手段，而且是一种现代的管理思想和思维[1]。看板管理系统，有效提升了试制效率和质量，满足了日益增多的研发项目及日益缩短的研发周期对试制工作更高的要求。

2 系统框架设计

2.1 样机试制业务流程及特点

试制要考核新产品设计质量，考验产品结构、性能，验证和修改设计图纸，使产品设计基本定型；同时也要验证产品工艺性，审查主要工艺[2]。样机试制业务流程，主要包括计划发布，BOM释放，物料拉动，仓储物流，现场排产，样机装配，装配完成，终检入库及最终的交付客户等方面，形成闭环控制，具体业务流程如图1所示。

样机试制业务具有如下特点：

（1）跨部门合作，试制人员需要管理和协调多方的需求，把控整体试制进度，确保样机最终按时交付，由于信息分布在不同的人员手中，将样机试制信息汇总管理是必要的要素。

（2）小批量制造，通常会有多个项目多个批次同时进行试制，对于试制零件来说，同一零件也会有多个状态，工艺要求也会有变化，需要将试制过程信息及时、准确的传递到试制相关人员；

（3）试制样机需要满足多种试验工况要求，对试制质量要求比较高，试制过程问题快速，有效的处理并保留相关记录，以确保对造机过程的所有质量问题有效管控，确保交付质量。

2.2 系统需求分析

基于业务流程和特点，完成系统需求分析，看板管理系统需满足如下需求：

（1）实现样机试制全过程的进度监控，确保整个过程信息有效传递；

（2）建立完善的质量问题管理，实现质量问题的有效控制；

（3）清晰的目视化效果，实现试制项目状态实时展示；

（4）规范试制业务流程，优化内部管理，消除不必要的内部损害，提升试制效率；

（5）实现样机试制全生命周期管理，建立每台样机的档案。

3 系统功能开发

看板管理是通过看板的运行对生产过程中各个工序的生产活动进行控制的信息系统[3]。系统框架图如图2所示，以JAVA为编程语言所开发的系统，采用3台服务器，文件服务器，数据服务器和应用服务器；看板管理系统分为试制进度看板，无线暗灯看板，造机状态看板；用户终端，主要有电脑WEB端和移动端，用户可以通过电脑，以及PAD或无线扫描枪等移动端进行查询，录入相关信息；所有看板的显示通过电脑终端显示和制造现场的电子屏显示。

开发看板管理系统，需要同时与其他系统对接，才能确保数据的完整性，实现试制全生命周期管理。如与计划排产系统对接，确保看板数据的来源一致性和计划及时性；与现场管理系统对接，现场根据看板状态，及时现场响应；与零件扫码系统对接，造机进度状态显示和工位校验；与问题管理系统对接，控制虚拟暗灯状态，及后续问题管理；与物料管理系统对接，快速响应现场物料退料，换料，补料等操作。

3.1 试制进度看板

试制进度看板实现对试制进度监控，实现从EPPPR需求提出开始，到最终交付客户全生命周期管理，每一步完成都会自动通知下游的责任人，并自动记录其完成的时间，如图4所示，就是记录的某A项目在B平台的编码为C001样机，目前已经交付客户，时间为2019年9月2日9点19分。通过移动鼠标到不同节点上如EPPPR审批通过，BOM冻结，Launch等，显示对应节点完成的实际时间，如果某一进程没有完成，对应绿框将会显示灰色。通过这个看板，试制计划管理工程师或者项目管理人员可以直观的看出样机具体进程，如果进程会影响项目节点，可以提前预判，并采取对应的措施，从而确保项目的研发节点。

3.2 无线暗灯看板

工厂传统的暗灯系统布线成本高、周期长、柔性差，记录及显示的信息有限，与试制的变化频繁、状态多样的特征不匹配[4]。无线暗灯看板，基于现场WiFi网络建立，通过连接现场的无线扫描枪，PAD，将现场过程信息传递到服务器，工位状态信息通过现场电子显示看板实现实时显示。无线暗灯看板工作流程如图5所示，在试制阶段，无线暗灯看板的暗灯定义也与工厂传统的暗灯定义不同，工厂传统的暗灯分为无色，绿色，黄色和红色。试制阶段，由于试制的特殊性，没有设置黄灯，暗灯分为灰色，绿色和红色，灰色是指该工位没有样机制造，也未安排计划，处于idle状态；绿色是指该工位样机制造正常；红色是指该工位样机制造出现问题，处于停线状态。现场管理人员和相关工程师从个人电脑端查询到所有工位实时状态，班组长从现场电子显示屏看到工位实时状态。

由于试制产品尚在开发阶段，因此试制过程发现问题的数量会比较多，问题解决的响应速度对等待时间的影响就显得极为重要[5]。为了确保所有问题能有效解决并传递到工程人员，设计质量暗灯和工位暗灯管理相统一。操作工反馈问题后，则现场工位直接显示红灯，质量工程师牵头相关责任人对问题研究和解决，问题解决后，质量工程师将红灯变成绿灯，操作工才可进行后续操作，确保质量问题的三不原则“不接受，不制造，不传递”，提高试制样机的交付质量。

如图6为已开发完成的现场工位暗灯看板案例，工位名称和数量可以按照不同现场实际工位情况开发和设计，从图中可以看出，可以显示每个工位暗灯状态，一目了然，每个工位会显示正在进行造机的样机编号及完成百分比，以及下一台计划造机的样机编号，并可将工位锁定，通过扫码系统控制，只能装配显示样机编号的样机，避免错装。

3.3 造机状态看板

无线暗灯看板主要针对是现场工位的状态显示，但是对于试制管理人员或管理层相关人员更关注样机的完成状态，及是否存在问题可能影响停线即红灯状态，所以，我们又开发了造机状态看板。造机状态看板针对物料已经拉动，现场已经排产的样机，即所有进入到现场准备造机和造机进行中及造机完成入库的样机状态进行监控，如图7所示，可以看出在造样机的造机编码，其所处的造机工位，红绿灯状态，以及造机进度完成百分比。通过造机状态看板，试制管理人员可以快速分析现场造机状态，以及某台样机后续预计还需要的造机时间，是否会影响到后续客户交付，以便快速的调整试制计划。

4 结束语

看板管理系统是制造生产现场使用最有效的一种管理系统，看板的可视化、即时性和信息及时共享等特点可以满足试制管理部门对多变的试制状态有效管理的需求。实现了实时直观地了解试制现场的运行情况，极大的提升了试制现场和各个功能块的相互协作的效率，未来也将在智能制造的发展下，发挥更大的作用。

参考文献：

[1]单丰武，曾宝根.看板管理在现代企业中的推广与应用[J].江西社会科学，2002（2）.

[2]王連骁，张兆明，邢正双.制造执行系统在发动机试制中的应用及发展趋势[J]．柴油机设计与制造，2018（4）.

[3]杜文江.看板管理在汽车制造业中的应用[J]. 企业科技与发展，2014（7）.

[4]耿一飞，冯昊，王昉.无线暗灯系统在试制车间的应用[J]. 制造与工艺.

[5]王昉.精益生产在样车试制中的应用[J].时代汽车．