工厂中的数据收集不仅仅是关于机器接口和从相关装配过程收集数据，它还涉及直接影响生产操作的交换事件。 在本系列专栏的第二部分中，我们将探讨为何精益供应链物流是“智能工厂”的一个重要组成部分，并且还有很好的理由，尤其是为运营带来的显着效益。

上一次（为了智能而智能 第一部分），我们研究了如何通过对从工厂中所有机器和流程收集的数据进行统一来产生附加的价值，如应用于资产利用率、生产力、可见性和运营改进。 无论我们每个人如何称呼这场电子制造中的数字革命，实际上这对我们中的老牌工业工程师来说是相当熟悉的。这不仅仅是“为智能而智能”，因为其真正创造了能为公司带来成功和机会的投资回报率。 然而，在材料管理中，这个投资回报率是否仍然有效？ 这就是“老牌”工程师可以学到的一些新的技能。

“材料管理”可能是行业中被滥用最多的术语之一，因为它已被应用于一系列的技术和解决方案中，从通用仓库中的材料的简单存储到全功能和自动化精益材料物流解决方案 。

我们需要从最初的接收到货的材料并将其记录到企业资源规划（ERP）系统中开始，以了解材料管理的演变过程。 ERP管理对整个工厂的库存负最终责任，他们需要使用材料需求计划（MRP）工具，根据工厂生产计划和当前库存水平计算出需要订购的材料。 ERP需要减少材料数量的值，同时将其用于保持库存水平的信息，这在传统模型中，代表着产品已完成，准备运输到客户或下一个重要的内部工厂工序，参考相关的材料清单。

这个看似简单的过程对于电子，特别是SMT生产来说是特别复杂的。 材料被过多供应到生产中，而其中仅有部分被使用，因为大多数材料是装在载体中的，例如卷。 在机器上的整个材料设置过程和机器操作期间存在许多损耗的可能性。 未计算的材料会造成在ERP中库存水平不准确，这会导致预料之外的内部材料短缺。 这种情况对于产品组合程度较高的运营来说发生得很快，并且是非常严重的问题。 由于ERP中的库存水平越来越不准确，必须维持较大的缓冲库存，并且必须进行定期的实际库存检查以防止意外的内部材料短缺，这两者对于制造商的运营来说都是非常昂贵的。

即使是最简单的将材料放进仓库的任务也有可能会导致问题。 对于要进行良好管理的仓库而言，必须充分利用空间，同时确保工作人员可以在需要时轻松快速地找到材料。 管理仓库位置的最简单方法是通过零件编号，这对ERP管理人员来说很好，因为他们只需要在系统中记录材料存储的大致区域，甚至可能只是仓库名称。 如果材料按照零件编号的字母数字顺序方式进行存储，则材料很容易找到。

不幸的是，从空间使用的角度来看，这样并不高效，因为每个零件号的存储所需要的体积会根据材料尺寸而不同，并且每个零件需要的量可能会有显着波动。 对于重新订购的材料的存放位置，新的零件编号和报废材料可能产生重大物理问题，以及相关的处理问题。 使用“随机位置”更加高效，因为每个位置都可以在更多的时间内用到其最大容量，其中任何位置可以用于任何材料。

之后出现的问题是记住材料放在哪里了。 必须记录放置材料的位置，并且需要使用唯一ID来管理每个材料的“载体”，例如卷，而ID通常是当材料接收，录入到ERP中时创建和应用的简单条形码。 物流任务通常需要一个移动式条形码读取器，这对于材料操作员来说是些许额外工作。 还需要一个计算机系统来管理材料数据库及其位置，这通常不在ERP中受到支持。 制造执行系统（MES）中的材料管理功能可以为仓库管理提供支持，甚至可以使用专用的仓库管理软件。

材料转盘的使用使得能引入自动化管理存储位置，并且空间利用更加有效。 其仍然需要将材料条形码读入存储，但是至少避免了记住位置的需要。 足够大的转盘，对于ERP而言，可以作为仓库名称存在。 使用转盘的限制是材料进入和离开转盘所花费的时间，这通常是其在使用中的瓶颈。 然而，一些转盘的另一个好处是其能够为材料提供干燥的环境，因此不需要对湿气敏感的材料进行烘烤和分离到干燥的存储位置。 然而，自动转盘不能用于所有材料，特别是大的总成，因此，在实践中的几乎所有情况下，转盘系统必须在更大的整体材料管理系统中共存。

我们的智能解决方案的第一部分是管理材料位置，可能在多个仓库中，确保没有材料丢失，良好利用了空间，以及对材料物流有效地管理。

跟进入仓库一样，材料也必须离开仓库投入生产。 以前的做法是在生产线上产品更换之前就准备好下一套材料套件。 准备材料套件有两个挑战，首先是我们的“智能”仓库定位系统应该解决的找到材料，但另一个问题是，经常发生没有足够的可用材料的情况。 这可能是由于对车间的其他套件过量供应材料，以及材料损耗或材料磨损随着时间累积，已经消耗完了额外的缓冲库存。

因为这种情况经常发生，并且会对生产产生严重影响，所以提前准备好套件是一种常见的做法。 通常在较高混合的环境中，会为每条生产线预先准备整条生产线所需要的材料套件。 这种传统方法的成本是高的离谱；例如，过多的材料缓冲库存的投资、排队中的套件占用的库存、制作和维护多个套件的工作量（因为材料经常从一个套件移到另一套件）、存储套件所需的空间以及如果有短期的时间表改变造成的拆除和重新制造套件的需要。

所有的这些成本都是运营的负担，因为在ERP中不能保持和更新准确的物料清单。 如果它们是准确的，则可以去除大部分不需要的缓冲材料库存，并且能根据需要仅仅准备要立即用于生产线上使用的材料。 这里有机会再次使用我们从工厂机器和过程中获得的的“智能数据”。

智能或“精益”材料管理是一个简单的概念。 从机器和过程中收集到准确的材料使用和消耗数据意味着精益材料管理软件可以在材料清单和计划数据的帮助下计算材料使用的速率。 他们还可以预测何时需要新材料，或者作为现在正在使用中的卷的补充或者作为产品转换的一部分。 按照精益“即时”基础来交付材料能减少超过95％的不必要的车间存储材料量。

部分使用的材料有基于每个载体的自动和准确维护的计数，因此它们可以可靠地直接返回到仓库以重新分配到其他的生产中。 在材料装载到给料器上和当给料器装载到特定的机器位置上时，材料验证过程会同意材料流动。 这通常是使用“智能进料器”的机器软件的标准功能，其中独特的材料

ID可以将以机器为中心的材料管理环境无缝集成到整个工厂的材料管理环境中。

在工厂一级，所有物料的物流工作都可以合并在所有的流程中，其中包括将材料装入仓库，从仓库中挑选用于生产的材料（包括诸如“先进先出”等等规则），将材料转移到机器和加工，返回的材料从机器进入仓库，还有当有可用时间时对仓库位置的完整性检查。 物流“引擎”内的逻辑判断可预测物料需求，预测物流的繁忙时间，并提出一些措施以均衡负载。 使用这种物流管理系统已经减少了约30％的对物料管理员的需求。

然而，这种解决方案有多个层。 例如，机器制造商提供的本地材料转盘或存储塔，其能够在接近生产线的地方存储材料，这在将特定产品的生产限制在特定的生产线的情况下是有价值的。 如果可能，应该避免将材料从一条生产线或生产车间转盘运输到另一条生产线。 但是也能针对仓库之间甚至能够按照需求包括外部供应商仓库的材料流动设置动态看板控制，来对整个工厂材料物流引擎进行简单的看板扩展。 对于很多公司来说，单个仓库足以用于整个厂。 在其他情况下，可以使用分级系列的仓库，特别是在有指定客户产品专用生产线的EMS公司中。

我们可以看到，智能精益材料解决方案与以前的材料管理方法截然不同。精益“拉取”系统确保只有所需的材料在车间，并且材料的每次消耗都计算在内，而不是基于工厂计划“推送”出材料套件。 ERP和相关的MRP操作现在可以更高效地运行，通常能够帮助将仓库库存减少大约50％，因为库存的准确性提高了。通过所有其他的优点，例如减少车间的WIP材料，节省空间，节省物流，减少对物理库存检查的需要，以及消除内部材料短缺，可以保证快速的投资回报率，在某些情况下，几个星期内就能达到这一点。再次，这显然不只是“为了智能而智能”。这有真正的，有形的好处，同时适用于EMS制造商和OEM，即使使用指定材料。这种温和的投资很少有其他的例子能达到对运营有如此重大的影响。

这只是我们现在能够运用诸如OML的工厂标准收集到的数据的高级应用的又一个示例。 在本系列专栏的第一部分中，我们讨论了使用仅基于资产利用率和生产率进行增强的方法。 现在，我们能添加上其对供应链的好处。 下一篇专栏中，我们会讨论其更多的优点。

Michael Ford是Mentor Graphics Corporation Valor部门的高级市场开发经理。

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