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智能制造10步走! 發布時間:2022-03-12        瀏覽:
很多企業在“工業4.0、智能制造、互聯網+”等概念滿天飛的環境下迷失了方向,不知該如何下手,盲目跟風,看別人投自動化,自己也跟著投,看別人上信息化,自己也跟著上,很有可能在看到智能制造落地之前已經被自己折騰死掉。

 

其實,智能制造也好,智能工廠也好,都有自己的實施條件和路徑,沒有捷徑可走,行業不同、企業不同,道路都會不同。

 

一般來講,以下十個路徑方向是中國工業從制造邁向智造的必經之路,只不過對于不同的行業和不同的企業來說,由于市場需求模式不同、產品工藝不同、管理基礎不同等,側重點有所不同而已,但你總能從中找出幾條通往智能制造的可行之路。

 

1、精益化

 

精益生產,最早就是面向多品種小批量的個性化需求而設計的,其兩大支柱就是“準時化”與“智能自動化”。

 

至今為止,精益已經演變為一種涉及營銷、研發、供應鏈、生產、流程乃至創業的全價值鏈的精益管理理念和方法,帶動了全球產業的轉型,從制造業到服務業,她所追求的“創造價值消除浪費”的思想、方法和工具促進了生產資源的優化配置,獲得質量、效率和反應速度的快速提升。

 

根據企業的經驗,只要企業堅持做下去,大部分都能獲得50%甚至更高的提升空間。遺憾的是,精益在中國的大部分企業中并未得到有效實施,他們大多只是口頭上說說,因為急功近利以及缺乏導入經驗方法等,無法堅持下來半途而廢。

 

智能制造不可能建立在這種低效的生產模式之上,精益是必須要走的第一步,而且是投資回報最高的一條路徑。因為精益幾乎不需要企業做出額外的投資,只是在現有基礎上重新配置生產資源就可以獲得超出想象的回報。

 

精益的成功實施并不難,關鍵在于領導的決心與管理層觀念的轉變。

 

2、標準化

 

標準化是自動化的基礎,也是智能制造的前提。

 

國內企業感嘆汽車行業的自動化程度之高,為何汽車這么復雜的產品都可以,而家電這種簡單產品卻不行,一個重要原因就是標準化。

 

汽車行業普遍采取的共用平臺、通用零部件等策略極大地降低了產品成本。通過將原來的根據整車進行零部件生產改為根據零部件進行整車生產的方法,也就是說標準化的零部件實現批量生產,成功降低成本。

 

標準化當然也還包括標準化的作業流程和作業方式,有了標準化,自動化才能據此開發出來,比如自動焊接,自動裝配,假設零部件千變萬化,作業方式也不固定,自動化將很難實現,即使實現成本也很高。

 

3、模塊化

 

汽車和電腦是最早實現模塊化的行業,從模塊化設計、模塊化采購到模塊化生產,模塊化也是智能制造能否實現低成本滿足個性化消費的關鍵所在。如果一旦實現,真正意義上個性化的產品將成為可能,比如手機,每個人的手機都可以獨一無二,人們可以像拼裝積木一樣任意組合自己中意的手機。

 

模塊化降低了從設計、采購到生產的復雜程度,標準化的接口和連接方式增加了通用性,降低了制造成本與周期,自動化生產、物流與信息溝通更加容易實現。如以前每個手機品牌的充電器都不同,一換手機全都扔掉,造成很大浪費,現在有了改進。

 

模塊化實施起來相對較難,涉及到行業與企業標準,需要上下游企業共同參與,這是一項長期的工作,所以相互間構建精益的戰略合作伙伴關系尤為重要。

 

4、自動化

 

自動化是智能制造中談論得最多的,很多地方政府和企業形象地把其稱之為“機器換人”,也做了不斷的嘗試,有成功也有失敗。

 

企業可以通過自主創新,將原來原材料處理的離散型加工方式進行集成,把原來獨立的工序通過自動化生產線連接在一起,實行精益式的連續生產,消除了中間環節的上下料、儲存和搬運,生產速度和生產效率將提高。

 

自動化與信息化是實現智能制造投資最大的部分。企業在做自動化改造前千萬要慎重,為什么要升級自動化?投資回報率是多少?自動化設備可靠性怎樣?有何風險?能適應產品的升級換代嗎?一定要想清楚,否則成本不降反升。

 

隨著技術的進步和人力成本的提高,自動化是個不可逆轉的趨勢。對于不同的行業不同的企業,有的有成熟的自動化方案,有的則沒有,企業需要結合自身情況來規劃自動化方向。

 

5、服務化

 

中國目前擁有超過6億的網民,7億臺智能終端,移動互聯網的蓬勃發展加速了從制造向服務的轉型。美國倡導的“工業互聯網”將人、數據和機器連接起來,形成開放而全球化的工業網絡,其內涵已經超越制造過程以及制造業本身,跨越產品生命周期的整個價值鏈,涵蓋航空、能源、交通、醫療等更多工業領域。

 

此外,制造企業還可以通過設備的聯網數據監測、分析和改善設備的設計與制造,提高產品可靠性和效率。

 

當然行業不同產品不同,可服務的內容也千差萬別,互聯網+模式下,傳統企業需要不斷創新商業模式找到一款適合自己的服務方式來打動客戶。

 

6、個性化

 

過去30年,市場商品種類急劇膨脹了幾十、上百倍,個性化消費的時代,每個人都可以擁有自己的博客、微博、微信等,傳播自己的聲音。

 

高品質、低成本的個性化實現首先取決于你的精益生產水平,也就是精益所倡導的“價值來自真正的顧客需求的拉動”。個性化實現其次取決于你的標準化和模塊化的設計。高速發展的互聯網等信息技術為其提供了支持,使得個性化實現變得容易。

 

就現階段來說,個性化還是有限條件的個性化,無法做到完全的個性化,不管是汽車、電腦、手機還是服裝等商品,個性化都是在一定范圍內選擇。

 

每個企業需要根據自己的精益化水平、標準化/模塊化水平以及信息化水平來決定自己的個性化模式,并不是越個性化越好,它建立在一定的實施條件基礎之上。也許未來3D打印和人工智能的發展能夠為完全的個性化提供一種可能。

 

7、生態化

 

企業的競爭正在從單個企業之間逐漸向供應鏈之間乃至生態系統之間的競爭轉變。凱文.凱利在《失控》中寫道:“大企業之間的結盟大潮,尤其在信息和網絡產業當中,是世界經濟日益增長的共同進化的又一個側面,與其吃掉對手或與之競爭,不如結成同盟——共生共棲…… 控制的未來是:伙伴關系、協同控制、人機混合控制,人類與我們的創造物一起共享控制權。”

 

8、全球化

 

在世界互聯互通的今天,當你的企業做到一定規模,需要考慮全球化來配置資源,以提高效率降低成本。全球化資源包括市場資源、設計資源、采購資源和生產資源。

 

我國的“一帶一路”戰略就是尋找全球化的市場資源,輸出我們的富余產能包括高鐵技術等。設計資源則是在國外設立研發技術中心,開發貼近本土的產品或者彌補國內設計能力的不足,還可以形成全球24小時不間斷產品開發,以縮短研發周期。

 

采購和生產資源是尋求品質更佳、成本更低的全球物資供應地,除了考慮采購和制造單價外,還需要考慮運輸成本增加、供應鏈復雜化、供應鏈可視化、交貨周期拉長、更高的庫存、環保碳排放、質量穩定性、當地勞工政策以及匯率波動等問題。

 

9、數字化

 

數字化跟信息化密切相關,與自動化一樣,這是智能制造轉型投資最大的一塊。隨著信息技術的日新月異,一切皆可數字化,從人、產品到設備,實現萬物相連。

 

產品可以通過PLM/ERP軟件,從產品開發設計、物料采購到生產交付全過程實現數字化,每一張產品圖紙、每一個物料信息、每一個生產工藝都被數字化連接在一起。

 

設備可以通過PLC、傳感器等將運行數據傳給MES、互聯網等網絡,所以GE可以通過飛機引擎傳回的數據分析優化其運行參數降低燃油成本,谷歌可以實現汽車的無人駕駛。

 

這意味著在“工業4.0”時代,第一次有可能將資源、信息、物品和人通過數字化進行互聯互通!這種溝通包括人與人、人與產品、人與機器、產品與機器、機器與機器之間的信息交換。

 

每個行業特征與企業基礎不同,實現數字化的先后順序也就不同。我認為對于那些流程型的制造行業,因為他們的制造模式大部分工序已經連接起來,并且自動化程度高,一些設備數據已經可以自動采集,數字化的難度相對較小。

 

而對于離散型的制造行業如機械裝備、紡織服裝、電子電器、家居用品等,由于制造工序、零部件都很分散,而且數量龐大,想實現連接確實困難,即使實現成本也會非常大。對于這些行業的可行做法是不要一步到位,逐步實現。先應用精益的連續生產技術將主要工序和物料相連。

 

由于技術的不成熟與投資的巨大,每個企業需要權衡導入的時機,同自動化一樣,綜合考慮投資回報、系統可靠性、信息安全風險、人才儲備等問題。

 

10、智能化

 

智能化包含兩個含義,一個是產品的智能化,另一個是制造過程的智能化。

 

首先說說產品的智能化。與消費品的智能化相比,工業品的智能化其實更為迫切。所有設備都需要加入智能控制模塊,進行加工數據的自動采集、分析和控制,配備標準數據接口,可與企業MES系統或其他信息系統連接,這些工業大數據經過智能軟件系統的運算分析將幫助提高運營效率,減少故障,降低能耗。

 

制造過程的智能化更加復雜,你需要完成以上所說的精益化、標準化、模塊化、自動化以及數字化的轉變,自動化與數字化的投資也會很大。

 

中國制造已經走過了30年的高速發展,成為世界第一制造大國,但真正能拿出去的世界級產品很少。未來30年,中國制造需要從重速度輕質量轉變為重質量輕速度,需要在以上十大領域進行持續創新,從商業模式、技術以及管理方面實現向中國智造的轉型。

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