应对线缆制造的复杂性：数字化解决方案

本文探讨线缆制造的诸多复杂性，以及可降低复杂性的数字化解决方案。

无数次的产品迭代、不断变化的客户和市场需求以及特定的参数要求，都很容易导致出现错误。

本文探讨：

• 应对线缆制造复杂性所带来的问题。
• 设定和使用设计标准。
• 管理质量和成本。
• 持续改善和解决问题。
• KPI 和管理层审核。
• 现代管理和数字化解决方案。
• 适于线缆企业的数字化解决方案。

简介

线缆类型、材料、标准——错综复杂

线缆工厂是复杂的制造环境。工厂的同一套工艺和机器通常会生产很多不同的产品，即使专门生产某个特定系列线缆的机器也是如此。

一般来说，工厂会搭配使用不同的材料来生产多个产品系列。例如，这些线缆或材料可能包括：

• 低、中或高压电缆
• 绞线、柔性或实心导体
• 铜、铝、铜铝或更多特殊材料
• 电信电缆，包括光纤、数据或电源线
• 橡胶、PVC、聚乙烯、纸
• 埋地、地面或海底电缆

还可能要依据不同国家和国际标准生产线缆，尤其在向全球出口线缆时，更是如此。除了规格材质不同，制造工艺也存在很大差异。

线缆的生产非常复杂。

需要准确制造

线缆必须按照指定参数进行制造，例如尺寸、重量、导电率、长度和光学性能。在规定的成本内实现这些参数才能实现目标利润。

此外，一旦各方同意计划，就必须在流动资金整体投资的限制下，按时全数将产品交付给客户，无论是库存产品还是定制产品，也不管是原材料、半成品还是成品。

这些高度复杂的工艺和程序反过来会产生更多的错误、浪费、低效和延误风险。因此，生产经理、主管以及支持职能部门（维护、工艺工程、设计工程、规划、采购、质量和技术）的经理和技术专家通常需要进行跨部门会议来应对此类问题。这些工作将增加实现业务目标地可能性，并且每日、每周或每月的生产符合要求的参数。

需要测量和报告多个数据点，并且必须及时量化和突出差异。还需要采取行动纠正生产偏离以减少甚至避免差异，如果已发生差异，则采取隔离、折价、返工、报废、重制等必要的措施。

解决线缆制造的复杂性所带来的问题

设定设计标准并在业务中使用

线缆设计要遵守各个相关国家和国际标准，还要考虑客户的特定要求。这些设计以及构成设计组成部分的公差将生成物理参数，而制造工厂必须遵循这些参数。

设计也会自动确定材料要求，这反过来可助力生成成本计算，包括加工材料的直接成本以及管理费用。因此，可助力为客户加速生成准确的报价。

此外，也会考虑浪费的允许量。这些允许量可以是任意值，也可以基于历史数据，而成本标准则通常基于历史数据和人员配置模式。

线缆设计师使用设计表来记录物理设计参数。而如何在业务中使用这些参数取决于运行的系统和工艺。

纸质方法

纯纸质的通信方法仍是很多线缆制造工厂的常见做法。

他们使用的作业卡会包含一系列打印的文件，包括：

• 特定线缆设计和相关参数
• 每单位长度的重量
• 产品/线缆图纸
• 预期加工时间

数字化中央数据库方法

与纸质方法相对的，则是数字化中央数据库方法，数据会输入这个数字化中央数据库中，然后作为单一信息来源在整个公司内广泛使用。

纸质和数字化方法使公司的其他系统（例如制造执行系统和机器控制系统）可以在需要时提取数据。如果计算机系统能够访问中央数据库，那么该过程可通过软件程序自动完成，如果使用纸质方法，则由操作员手动输入数据。

集中式数字化数据库的好处是可以包含有关加工时间、所用材料和浪费等参数的实时信息。而另一种替代方案，即由操作员手动计算并输入数据，则风险更高，且容易出错。

管理质量和成本

管理质量和成本需要比较实际产值与内部标准。质量检查通常在制造的每个阶段执行，其频率则取决于测量方法。操作员可以通过人工离线检查，或者通过观察联机设备读数，然后在作业卡上记录质量和生产率数据。

如果物理参数在设计公差范围内，则子组件可以进行下一项作业。质量控制人员也会通过抽样检查参数。

用于线缆制造的很多机器都安装了联机仪表、直径、偏心、火花探测器和警报装置。数据记录仪可以记录数据，而仪表可提供统计摘要。这些设备还可以将数据发布至中央数据库。此外，还可记录生产率数据并定期进行检查。

根据标准比对实际质量和生产率数据时，通常采用人工方式离线进行。可能需要主管签署或由操作员自行批准。如果记录的数据指示不合格，则可能需要上报。对应轴具会被隔离并标记，然后等待决断。

可根据生产管理职能的技术基础和关注重点，报告生产差异的问题并采取行动。例如，如果在中央数据库中管理数据，则可自动执行检查。

产品生产出来如果没有问题，可在批准后继续用于下一个作业阶段，如果存在问题，则会暂扣该产品。例如，如果对工艺间轴具进行条形码扫描，会拒绝将不合格的半成品用于后续步骤。还可以分析生产率数据，并将关键绩效指标 (KPI)（例如整体设备效能 (OEE)）反馈给生产人员。

持续改善和解决问题

计划、执行、研究、行动 (PDSA)

PDSA 过程是一项日趋成熟完善的管理工具，在大多数管理课程中都有所提及。 

戴明研究所将其定义为：“PDSA 循环（计划-执行-研究-行动）是一个系统性的过程，用于获得宝贵的经验教训和知识以持续改进产品、流程或服务。”

但其在线缆工厂中的系统性应用往往有以下几方面的欠缺：

• 计划（Plan）可能很少或很差。
• 研究（Study）（检查）可能是临时的。
• 行动（Action）（或更确切地说，纠正措施）往往缺乏，或更多的是为了救火而不是有规划的改变。
• 线缆工厂很少会缺少执行（Do）人。

在采用人工数据通信的工厂中，操作员检查是唯一的检查步骤。但仍可执行有效的 PDSA 过程。不过，这确实需要监督和管理部门格外努力。

而在使用更成熟的数字化方法进行数据通信和管理的工厂中，系统可完成该过程中更多的 PDS 元素。当然，操作员、主管和经理仍然需要采取行动。

五个为何及一个如何 (5W1H)

在研究问题之后和采取行动之前，还有另一个著名的问题解决工具，即“五个为何及一个如何”方法。问五次“为何？” 是揭示问题原因的方法，“如何”则是商定的解决办法。支持调查的数据和事实越多，发现问题的可能性就越大。

操作员是宝贵的信息来源，而包含记录信息的数据库可进一步补充操作员的观察结果，让结果中的信息更详实。

传达目标、关键绩效指标和管理层审核

自上至下的设定和传达目标的过程是制造公司实现目标绩效和进行改进的前提条件。高级管理人员应每年设定目标并使这些目标与业务战略和预算相契合。还需要定义业务的 KPI 并设定目标。

应以结构化方式向下传达这些业务目标，通常至少传达三个级别，例如业务线级别、产线级别和班组/机器级别。低级别设定的 KPI 要与业务线级别相契合。

在发布之前，应审核并批准衡量框架和目标。该流程将确立一个框架，确保业务部门的每个人都致力于实现符合业务需求的目标。还能实现深入分析，这样在高级别发生绩效差异时，通过分析低级别的 KPI，就可以明确差异来源。

可应用诸如“五个为何及一个如何”等问题解决方法来审核数据和信息，以加快找到问题原因并制定针对性行动来纠正问题。

管理层应系统地对绩效数据进行定期审核，专注于行动并进行后续跟进。例如，应每天与每班的班长进行正式审核，也应该对之前 24 小时的制造绩效进行综合性审核。通常通过此类审核会议，可提出短期的纠正措施，并及时上报更复杂的问题。

应根据目标审核每周的趋势和绩效信息，并制定纠正措施和审核上报的问题。相关业务职能的负责人通常每周开会以审核上一周的工作并评估本周的计划。此类会议可让各个职能充分了解绩效好坏对整体业务的影响。

高级管理人员通常会召开每月会议，并在该会议上审核年度目标的达成进度。

员工（操作员）全面参与

在控制系统中，触动器（通过转换系统输入能量和信息产生运动的装置）为了保持所需性能，对设定值的调节越快，系统的受控性就越高。在制造企业，对于将材料从一种形式转变为另一种形式的制造工艺，操作员通常是驱动这一转变的关键元素。

在线缆制造过程中，生产线上配备很多自动控制系统，可将质量控制在规定的范围内，但并非所有参数都是如此。理想做法是为操作员实时提供需要的信息以减少甚至避免错误，或在发生不合格之前进行纠正。

因此必须先提供相关设计目标值和工艺设定值，然后据此提供实时的性能反馈。还必须充分发挥操作员的作用，让其能在限值范围内做出所需调整。

通常还可能需要主管的介入。为此，主管必须迅速注意到出现的问题，并接收到即将发生的问题的警告，这样才能做到真正有效。

线缆制造的现代化管理

线缆制造需要高效且持续的双向乃至多向通信，来应对线缆制造的复杂性和可能出现的众多潜在问题，并通过有效且及时的性能反馈，来推进纠正措施。

通过纸质指令卡和数据记录，再加上视觉控制技术可以实现这一点；但这种方法非常耗时，需要大量劳动力，并且易于出错。数字化流程和设备能够有效地提供必要通信、数据记录和报告。

实施数字化流程、采用数字化设备的好处

• 加速流程之间的通信
• 有利于过滤基本问题
• 加速问题上报
• 根据多样化的指标快速报告和控制绩效
• 能够使用比人力更广泛的指标范围（实时）进行制造

将数字化工具用作优化管理流程的一部分时，无疑有助于推动实现和保持出色制造绩效状态，因为经理和主管能够以行动为导向，及时进行指导，同时操作员也被充分赋能。

为操作员、主管和制造经理及时提供绩效信息，无论是交货计划、材料浪费、生产率还是质量状态，这是目标导向型文化的重中之重，在这种文化中，员工能够充分掌握所需信息，并积极推动达成绩效。

数字化解决方案

线缆设计解决方案

设计、成本计算和报价软件 CableBuilder Enterprise 现逐渐用于全球数百家工厂，从初始的设计概念到直接向 ERP 系统提供完整物料清单，可助力简化复杂的线缆设计数据管理。

CableBuilder Go 是对 CableBuilder 产品的补充，专为单工厂和小型线缆企业量身定做。该创新软件可助力加快实现改进，例如加快设计和报价速度并提高成本计算的准确性。

线缆制造执行系统 (MES)

CableMES 的下一步目标是协助支持线缆企业有效地规划、管理和控制制造工艺。CableMES 采用新型工业物联网 (IIoT) 技术，以有助于优化大规模线缆制造运营。

可提供相关产品的演示并接受咨询。

总结

要知道，大家都想把工作干得漂漂亮亮，为制造员工提供相关信息可以有效协助他们出色地完成工作。

投资数字化方法是公司制造战略的必要组成部分，也是 IT 战略不可或缺的一环。

有关制造工厂、设备和测量设备的采购决策也必须一致。

但由于缺少综合战略，很多公司要由不同的职能部门做出这些决策。手动数据输入、记录和分析会产生自动化的孤岛。这可能最终会限制业务的有效性和竞争力。

关键要点

线缆制造是复杂的过程并且易于出错

太多不同的工艺、机器、标准和无数次的产品迭代使线缆制造变得很复杂。而且，必须根据指定参数制造意味着这些高度复杂的工艺和程序存在很多的错误、浪费、低效和延误风险。

克服日常障碍的步骤

这种复杂性要求制造经理、主管和技术专家参与跨部门会议。实施先进的数字化方法进行数据通信和管理，可获得宝贵的经验和知识，来持续改进产品和生产工艺。

线缆企业可用的数字化方法和解决方案

要有效、及时地反馈绩效信息，促进纠正措施的实施，就需要进行流畅、持续的双向或多向通信，而数字分析和通信是有效方式。

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