实现全车间数字化-
中小型机加企业该如何重新规划整线生产？
Sistag AG 充分认识到了数字化生产的潜力——当其用Fastems柔性制造系统进行现代化改造时，从数字化生产的角度对全产线进行了深度审视。这一改造带来了令人振奋的新经验，也催生了宏大的发展计划。
活跃于全球市场的Sistag AG，总部位于瑞士卢塞恩州埃申巴赫，为多个行业（包括造纸工业，食品饮料，废水处理以及生物燃料）提供隔离阀产品。“我们的核心产品是名为Wey Valve的刀型闸阀，可用于石油化工，石油生产和矿产等领域。我们为机加生产车间聘请了165名员工，年产量大约在25,000件到30,000件，”Sistag AG 生产总监Manuel Schmidlin 介绍道。
高水平生产自动化的专家
与其他瑞士中小型企业一样，Sistag也面临着昂贵的生产成本。Manuel Schmidlin指出： “地皮价格高，用工成本高，并且公司很难招到技术工，因此我们一直在加大内部培训力度。” 为了实现经济高效的生产，Sistag的设备必须保持不间断地运行。“我们在特种阀门领域拥有突出的竞争优势，在高度集成的生产自动化系统的加持下，我们同样具备产品价格优势，” Schmidlin补充道。
数字化引领的现代化机加生产
MLS-MD（中型负载）系统在2022年已完成升级，从硬件到软件都符合最新标准。
刀型闸阀的核心部件——阀体，是在两台卧式加工中心上完成加工的。2005年公司投资了一条Fastems的柔性生产线：MLS多级定制化系统，集成一台OKK HM630机床。在稍后的2010年该系统扩展至35米，并添加了第二台同型号的OKK设备。
2022年，Sistag再次决定升级改造MLS系统。 Manuel Schmidlin 进一步阐释： “控制系统的运行还基于32位架构，且这套系统的生命周期即将结束，备件也已无法更换。在升级至64位系统的过程中，我们对控制系统和机械结构进行了全面改造。”由于Sistag近4年来对数字化战略的持续追求，这套柔性自动化系统的升级不仅仅是针对MMS软件，更是把整个生产过程也考虑其中。
产能和利用率信息的缺失
如今，这条柔性产线配置了3个装载站和2个物料站，双层立体库可容纳74个机加托盘和82个物料托盘。
从Manuel Schmidlin了解到，公司拥有60多年的发展历史。生产经理早已对”我们向来如此操作”这类说辞耳熟能详。
“我们的业务量大幅度提升。如今单个客户的采购量不再是3-4件而是400-500件。就目前我们的生产能力来看，我们无法消化如此大的订单量。受限于订单队列管理模式，我们既难以及时追踪生产进度，又无法有效识别订单优先级，导致设备产能长期处于失控状态。
因此，我们的目标是利用MMS软件集中控制整条产线的运行。”
生产体系中的“新发现”
数字化战略全覆盖：即便是无法联网的老设备，例如图示的这台龙门刨床，在WCO单元的管理下也能成为MES（制造执行系统）和整个生产架构的固定组成部分。
Fastems的智能生产管理软件MMS为这一数字化转型提供了必要条件，它目前是生产计划、运行和监控自动化机加工生产的前沿的工控软件，能提前96小时自动计算可用资源（例如原材料，NC数控程序，刀具及刀具寿命）情况并安排生产计划。
Manuel Schmidlin意识到, 如果想实现设备的持续运行，还需将线外的单机，手动操作台和产品检验流程也考虑进来。实现全生产线的集成并不容易，这在过去的机加生产中从未实行过。然而Sistag通过工作单元WCO实现了对线外单机的管理。
为非自动化产线提供数字化管理
这台车铣复合中心可通过网络接口由MMS统一管理，以此实现生产计划、执行和监控的无缝运行。
Schmidlin进一步说明， “我们希望由MMS控制整条产线的运行，包含每一道流程，从激光切割机，订单排产，铣削工艺，钻削工艺，磨削工艺到质量控制。” WCO工作单元在这里起到了关键作用。WCO工作单元是一种能够实现非自动化线外单机及工艺流程的数字化管控的解决方案。该软件能够对线外设备及工作单元的生产与订单排产和利用率进行实时追踪。WCO工作单元集成了离线机床的NC程序与刀具管理功能，既可单独控制离线设备，也可与托盘或工件交互自动化系统同步运行。在初始阶段，Sistag计划先将8台线外设备集成到WCO工作单元，并逐步增加设备数量。
生产流程的全方位整合
Fastems瑞士销售经理(左边)Gennaro Teta和Sistag AG生产总监（右边）Manuel Schmidlin就项目合作留影
对于Fastems的生产管理软件MMS，Manuel Schmidlin给出了独到的见解：“WCO工作单元可以集成单个线外设备或者工作台，也可以集成多台离线设备。例如我们将所有车床集成到了一个WCO工作单元里面。在该工作单元内，我们仍可以为不同的设备分配工作任务。其他可联网的单机直接由MMS软件集成，但有一些无法联网的老设备，像我们的金属刨床，作为相对简单的金属机加解决方案，无法接入互联网，但可通过WCO工作单元将其集成到整个柔性系统当中，所需的生产数据和信息都能通过平板电脑联网传输。”
“它能做到ERP做不到的事情” ，Schmidlin如是说。
WCO工作单元通过智能生产管理软件MMS基于ERP系统的订单信息制定生产计划，运行模式与Fastems其他柔性系统相似，可自动为各独立工作单元排产并根据交付日期动态调整订单优先级。收到订单信息后，机床操作员可根据优先级顺序依次处理。当工作单元内的设备完成调试或开始生产，状态更新信息可通过联网的设备或平板电脑直接回传到MMS软件。
“用这种方法我们保持着柔性生产，” Schmidlin强调, “因为我可以随时调整工作单元的订单优先级并给机床安排新的任务。这在以前是不可能做到的。在整个过程中，我可以实时查看完整的生产计划与进度、设备利用率（OEE）以及后续订单排程，即所有生产相关的关键信息和数据——这些正是传统ERP系统无法提供的。”
全生产线透明化管理
Sistag AG 生产总监Manuel Schmidlin提到“我们的目标是利用MMS软件控制整条产线的运行。哪怕是在市场竞争激烈的今天，我们还能以较少设备和员工保持较高的产出。产线的透明化管理给我们提供了不断优化产能的机会。”
要让通过MMS软件和WCO工作管理模式下的数字化战略真正见效，从生产经理的视角出发，项目启动越早越好，尽早将ERP的订单信息如数传输至MMS软件实现输入端信息透明化管理。
“这需要费时费力，但非常值得，因为通过这种方式我们可以全方位透明化管理详细的生产数据，即便是没有联网的设备信息和工艺单元。仅需配置MMS与ERP之间的通讯接口，便可以实现数据的双向传输，即可使MMS同时承担MES（制造执行系统）的功能。着眼于持续增长的业务，该转型标志着向前迈进的一大步——通过获取大量的有效生产数据，我们不仅能实现更精准的计算，还能在ERP主数据出现偏差时及时修正。”
未来的自动化投资
在2023年12月，公司的第二条柔性线—集装箱式柔性系统FPC落成。与此同时，Sistag还投资了一台OKK设备。公司的目标是将所有设备集成到柔性系统中。
“许多企业通过采用Fastems自动化系统，已具备某种程度的透明化生产管理的解决方案。然而，此类解决方案通常无法全面覆盖柔性系统中的所有生产潜能。然而我们早已认识到这一点。即便在今天，我们仍能以较少的设备和人工实现较高的生产效率。持续提升的（生产）透明度使我们能够精准优化整个生产流程。” Manuel Schmidlin总结道。