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从制造到“智造”的十条必经 路径
发布时间:2019-03-22 15:51 发布作者:新北仪 浏览次数:

一般来讲,以下十个路径 方向是中国工业从制造迈向智造的必经之路,只不过对于不同的行业和不同的企业来说,由 于市场需求模式不同、产品工艺不同、管理基础不同等,侧重点有所不同而已,但总能从中找出几条通往智能制造的可行之路。

  精益化

  精益生产,最早就是面向多品种小批量的 个性化需求而设计的,其两大支柱就 是“准时化”与“智能自动化”。

  至今为止,精益已经 演变为一种涉及营销、研发、供应链、生产、流 程乃至创业的全价 值 链的精益管理理念和方法,带动了全球产业的转型,从制造业到服务业,她所追求的“创造价值消除浪费”的思想、方法和工具促 进 了生产资 源的优化配置,获得质量、效率和反应速度 的快速提升。

  遗憾的是,精益在中国的很多企业中并未得到有效实施,大多因为急功近利以及缺乏导 入经验方法 等,无法坚持下来半途而废。在电子行业,中国企业的平均库存周转 时间为51天,而美国则为8天;在纺织服 装行 业,中国企业的平均库存周转时间为120天。也就是说,即使利润率相同的情况,投资回报率也会低。

  智能制造不可能建立在这种低效的生 产模式之上,精益是必须要走的第一步,而且是投资回报最高的一条路径。因为精益几乎不需要企业做出额外的投 资,只是在现有 基础上重新配 置生产资源就可以获得超出想象的回报。

  精益的成功实施并不难,关键 在于领导的决心与管理层观念的转变。

  标准化

  标准化是自动化的基础,也是智能制造的前提。

  国内企业感叹汽 车行业的自 动化程度之高,为何汽车这么复杂的产品都可以,而家电这种简单产品却不行,一个重要原因就是标 准化。

  汽车行 业普遍采取的共用 平 台、通用零部件等策略极大地降 低了产品成本。通过将原来的根据整车进行零部件生产 改 为根据零部件进行整车 生产的方法,也就是 说标准化的零部件实现批量生产,成功降低成本。

 国内 企业不重视或者没有意识到标准化的重 要性。比如简单 的 螺丝、包装 纸箱就有几十上 百种规 格,库存和零部 件成本就高。 从研 发设计开始完全没有控制,开 发一个新产品或者换了一个人,就随意地增加新的零部件,缺少一个标准化的流程以及产品数据库。

  标准化 当然 也还包括标准化的作业流程和作业方式,有了标准化,自动化才能据此开发出 来,比如自动焊接,自动装配,假设零部件千变万 化,作业方 式也不固定,自 动化将很难实现,即使实现成本也很高。

  模块化

  汽车和电脑是最早实现模块化的行 业,从模块化设计、模块化采购到模块化生产,模块化也是智能制造能否实现低成本满足个性化消费的关键所在。如果一旦实现,真正意义上个性化的产品将成为可能,比如手机,每个人的手机都可以独一无二,人们可以像拼装积木一样任意组合 自己中意的手机。

  模块化降低了从设计、采购 到生产 的复杂程度,标准化的接口和连接 方 式增加了通用性,降低了制造成本与周 期,自动化生产、物流与信 息沟通更加容易实现。如以前 每个手机品牌的充电器都不同,一换手机全都扔掉,造成很大浪费,现在有了改进。

  模块化实施起来相对较难,涉 及到行业 与企业标准,需要上下游企业共同参 与,这是一项长期的工作,所以相互间构建精益的 战略合作伙伴关系尤为重要。

  自动化

  自动化是智能制造中谈论得最多的, 很多地方政府和企业形象地把 其称之为“机器换人”, 也做了不断的尝试,有成功也有失 败。

  企业可以通过自主创新,将原来原材料处理的离散 型加工方式进行集成,把原来独立的工序通过自动化 生产线连 接在一起,实行精 益式的连续生产,消除了中间环节的上下料、储存和搬运, 生 产速度和生产效率将提高。

  但也有投产后 发现成本不但没有降低反 而大幅上升 了,虽然操作人员减少了,但设备维护人员增加了,由于经济不景气市场下滑,产 能不足导致折旧和能耗成本大幅上升,难以收回投资,面临亏损压力。

  自动化与信息化是实现智能制造投 资最大的部分。企业在做自动化改造前千万要慎重,为什么要升级自  动化?投资回报率是多少(合理的投资回报期应控制在5年以下)?自动化设备可靠性怎样?有何风险?能适应产品的升 级换代吗?一定要想清楚,否则成本不降反升。很多企业投入后才发现设备不成 熟故障频繁,或者上马的设备不好用,还不如人工操作灵活方便,结果几十万、上 百 万投入的设备被任性地搁置, 这种无效的投入 甚至会拖垮企业。

  随着技术的进步和人力成本的提高,自动化是个不 可逆转的 趋势。对于 不同 的行业不同的企业,有的有成熟的自动化方案,有的则没有,企业需要结合自身情况来 规划自动 化方向。从投资回报最大、最容易实现的部分做起,当然还要结合前面所讲的 标准化和模块化,并且满足 精益生产的要求,优化相应的生 产流程,一步一步循序推进,且不可操之过急,盲目跟风。

  服务化

  中国目 前  拥有超过6亿的网民,7亿台智能终端,移动互联网的蓬勃发展加速了从制造 向服务的转型。美国倡导的“工业互联网”将人、数据和机器连接起来,形成开放而全球化的工业网 络,其内涵已经超越制造过程以及制造业本身,跨越产品生命周期的整个价值链,涵盖航空、能源、交通、医疗等更多 工业领域。

  此外,制造企业还可以通过设备的联网数据监测、分析和改善设备的设计与制造,提高产品可靠性和效率。

当然行业不 同产品不同,可服 务的内容也千差万别,互联网+模式下,传统企业需要不断创新商业模式找到一款适合自己的服务方式来打动客户。

  个性化

  过去30年,市场商品种类急剧膨胀了几十、上百倍,这是一个个性化消费的时代,每个人都可以拥有自己的博客、微博、微信等,传播自己的声音。

  个性化本身不是一个新鲜词,早在一百多年前人们就通过手工作 坊制作个性化的商品,个性化 实 现的难度 在于需要达到大批量生 产的低成本 和 高品质。

  消费者直接在网上或者电话下单,选择自己喜欢样式,企业 根据定制订单生产交货。将有效降低库存,运营成 本则比其降低了一半以上。

  高品质、低成本的个性化实现首先取决于你的精 益生产水平,也就是精益所倡 导的“价值来自真正的顾客需求的拉动”。个性化实现其次取决于你的标准化和模块化的设计。高速发展的互联网等信息技术为其提供了支持,使得个性化实现变得容易。

  就现阶段来说,个性化还是有限条件的个性化,无法做到完全的个性  化,不管是汽车、电脑、手机还是服装等商品,个性化都是在一定范围 内选择。

  每个企业需要根据 自己 的精益化水平、标准化/ 模块化水平以及信息化水平来决定自己的个性化模式,并不是越个性化越好,它建立 在一定的实施条件基础之上。也许未来3D打印和人工智能的发展能够为完全的个性化提供一种可能。

  生态化

  企业的 竞争正在从单个企业之间逐渐向供应链之间乃至 生态系统之间的竞争转变。凯文.凯利在《失控》中写道:“大企业之间的结 盟大潮, 尤其在信 息和网络产业当 中,是世界经济日益增 长的共同进化的又一 个侧面,与其吃掉对手或与之竞争,不如结成同盟——共生共栖……控制的未来是:伙伴关系、协同控制、人机混合控制,人类与我们的创造物一起共享控制权。”

  全球化

  在世界互联互通 的今天,当你的企业做到一定规模,需要考虑全球化来配置资源,以提 高效率 降低成本。全球化资源包 括市场资源、设计资源、采购资源和 生产资源。

  我国的“一带一路” 战略就是寻 找全球化的市场资源,输出我们的富余产能包括高铁技术等。设计资源则是 在国外设 立研发技术中心,开发 贴近本土的产品或者弥补国内设计能 力的不足,还可以形成全球24小时不间断产品开发,以缩短研发周期,如华为、海尔、联想等企业都在国外建立了研发机构。

  采购和生产资 源是寻求品质更佳、成本更低的全球  物资供应地,除了考虑采购和制 造单价外,还需要考虑运输成本增加、供应链复杂化、供应链可视化、交货周期拉长、更高的库存、环保碳排放、质量稳定性、当 地劳工 政策以及汇率波动等问题。

  数字化

  数字化跟信息化密切相关,与自动化一样,这是智能制造转型投资最大的一块。随 着信 息技术 的日新月异,一切皆可数字化,从人、产品到设备,实现万物相连。

  人 可以通过人脸识别技术被识别,以前要静态的才可以,现在你走动过程中就可以被识别。

  产品可以通过PLM/ERP软件,从产品开发设计、物料采购到生产交付全过程实现数字化,每一张产品图 纸、每一个物料信息、每 一个生产 工艺都被数字化连接在一起。

  设备可以通过PLC、传感器等将运行数据传给MES、互联网等网络,所以GE可以通过飞机引擎传回的数据分析优化其运行参数降低燃油成本,谷 歌可以实现汽车的无人驾驶。

  这意味着在“工业4.0”时代, 第一次有可能将资源、信息、 物品和人通过数字化进行互联互通!这种沟通包括人 与人、人与产品、人与机器、产品与机器、机器与机器之间的信息 交换。

  想象一下,未来你通过APP下一个个性化 的产品订单,制造商通过CRM/ERP收到订单信息, 订单信息被传递到PLM系统中,产 品仿真模型被设 计出来,产品与物 料信息进入ERP和MES系统,拉动供应商开始生产物料,物料生产出来后通过物联网送到工厂,进入自动化生产线,设备按照MES系统的指示进行加 工,成品下线后又通 过物联网送到你 手中。

  “工业4.0”就是制造的数字化 和网络化,通过IT技术同制造技术的结合,创造智能工厂,使生产变得高度弹性化和个性化,  提高生产效率及资源 利用效率。德国人宣称“工业4.0的真正到来可能需要20年左右的时间”,对于中国来说, 这个时间估计更长,我们还有很多企业 还处于2.0、3.0阶段,我认为至少需要30年。

数字化也好,“工业4.0”也好,这是一个大趋势,虽然目前只实现了人与人的沟通,其他的 沟通还需具备多方 面条件,比如数据传输 协议和衡量标准的标准化、 强大的基础设施、数据传输的安全性、法律保障、人才储备等等,但自动驾驶汽车的出现让我 们看到了 希望。

  每个行业  特征与企业 基础不同,实现数字化的先后顺序也就不同。我认为对于 那些流程型的制造行业如食品饮料、造纸、化工、电力等,可以走在前面,因为他们 的制造模式 大部分工 序已经连 接 起来,并且自动化程度高, 一些设备数据已经可以自动采集,数字化的难度相对较小。

   而对于离散型的制造行业如机械装备、纺织服装、电子电器、家居用品等,由于制造工序、零部件 都 很分散,而且数量庞大,想实现连接确实困难,即使实 现成本也会非常大。对于这些行业的可行做法是 不要一步到位,逐步实现。先应 用精益的连 续生产技术将主要工序和物料相连。举个例子,高速公路 和高铁最先连接的一定是一二线城市,其次再是三四线城市。你 可以将数字化接入点先设置在工厂之间,然后是车间之 间、关键工序、关键物料之间,最后 才是每个工序,每个物料。

  智能化

  智 能化包含两个含义,一个是 产品的智能化,另一个是制 造过 程的智能 化。

  首先说说产品的智能化。智能化为工业 品和消费品升级提供了方向。 而且我国已成为世界第一大互联 网国家,加上 政 府持续推动网络提速降费,为硬件 智能化提供了网 络环境。

  万事俱备,只欠“传统产品+智能化”,从智能手机、智能电视、可穿戴产品、智能水杯到智能汽车、智能机器人等,需要企业不断进行技术创新,投资 于产品的智能化。

  与消费品的智能化相比,工业品的智能化其实更为迫 切。所有设备 都需要加入智能控制模块,进行加工数据的自动采集、分析和控制,配备标准数据接口,可与企业MES系 统或其他信息系统连接,这些工业大数据经过智能软件系统的运算分析将 帮助提高运营 效率,减少故障,降低能耗。

  制造过程的智能化更加复 杂,你需要完成以上 所说的精益化、标准化、模块化、自动化以及数字化的转变,自动化与数字 化的投资 也会很大。

  智能制造是一个复杂系统,每个行业每个企业都要摸索出适 合自己的模式,你不必一步到位,可以逐步提升精益 化、标准化、模块化、自动化以及数字化方面的水平,重要 的是弄清楚你这样 做的理由 以及恰当的投资回报。

  未来30年,中国制造需要从重速度轻质量转变为重质量轻速 度,需 要在以上十大领域 进行持续创新,从商业模式、技术以及管理方面实现 向中国智造的转型。