企業(yè)改革,智能制造應(yīng)該怎么做?
很多企業(yè)在“工業(yè)4.0、智能制造、互聯(lián)網(wǎng)+”等概念滿天飛的環(huán)境下迷失了方向,不知該如何下手,盲目跟風(fēng),看別人投自動(dòng)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(jīng)被自己折騰死掉。
其實(shí),智能制造也好,智能工廠也好,都有自己的實(shí)施條件和路徑,沒(méi)有捷徑可走,行業(yè)不同、企業(yè)不同,道路都會(huì)不同。一般來(lái)講,以下路徑方向是中國(guó)工業(yè)從制造邁向智造的必經(jīng)之路,只不過(guò)對(duì)于不同的行業(yè)和不同的企業(yè)來(lái)說(shuō),由于市場(chǎng)需求模式不同、產(chǎn)品工藝不同、管理基礎(chǔ)不同等,側(cè)重點(diǎn)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.
一、精益化
精益化已經(jīng)演變?yōu)橐环N涉及營(yíng)銷、研發(fā)、供應(yīng)鏈、生產(chǎn)、流程乃至創(chuàng)業(yè)的全價(jià)值鏈的精益管理理念和方法,帶動(dòng)了全球產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型,從制造業(yè)到服務(wù)業(yè),她所追求的“創(chuàng)造價(jià)值消除浪費(fèi)”的思想、方法和工具促進(jìn)了生產(chǎn)資源的優(yōu)化配置,獲得質(zhì)量、效率和反應(yīng)速度的快速提升。
智能制造不可能建立在這種低效的生產(chǎn)模式之上,精益是必須要走的第一步,而且是投資回報(bào)高的一條路徑。因?yàn)榫鎺缀醪恍枰髽I(yè)做出額外的投資,只是在現(xiàn)有基礎(chǔ)上重新配置生產(chǎn)資源就可以獲得超出想象的回報(bào)。
我們幫助過(guò)上百家從一個(gè)億到上千億規(guī)模的不同行業(yè)的制造企業(yè),通過(guò)重新規(guī)劃生產(chǎn)布局和物流,改善供應(yīng)鏈管理,以及TQM、TPM、IE改善等精益方法工具的導(dǎo)入,短短6-18個(gè)月時(shí)間就獲得顯著提升,將庫(kù)存降低30-75%,生產(chǎn)效率提高25-90%,交貨期縮短30-70%,每年成本降低上千萬(wàn)元。
精益的成功實(shí)施并不難,關(guān)鍵在于領(lǐng)導(dǎo)的決心與管理層觀念的轉(zhuǎn)變。
2、標(biāo)準(zhǔn)化
標(biāo)準(zhǔn)化是自動(dòng)化的基礎(chǔ),也是智能制造的前提。
國(guó)內(nèi)一家知名的家電企業(yè)去寶馬、豐田等企業(yè)參觀,感嘆汽車行業(yè)的自動(dòng)化程度之高,為何汽車這么復(fù)雜的產(chǎn)品都可以,而家電這種簡(jiǎn)單產(chǎn)品卻不行,一個(gè)重要原因就是標(biāo)準(zhǔn)化。
汽車行業(yè)普遍采取的共用平臺(tái)、通用零部件等策略極大地降低了產(chǎn)品成本。豐田在2000年的時(shí)候發(fā)起“CCC21”計(jì)劃,通過(guò)將原來(lái)的根據(jù)整車進(jìn)行零部件生產(chǎn)改為根據(jù)零部件進(jìn)行整車生產(chǎn)的方法,也就是說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)化的零部件實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),三年時(shí)間成功降低成本30%。
反觀國(guó)內(nèi)企業(yè),根本不重視或者沒(méi)有意識(shí)到標(biāo)準(zhǔn)化的重要性。很多企業(yè)產(chǎn)品零部件規(guī)格種類之多令人咋舌,比如簡(jiǎn)單的螺絲、包裝紙箱就有幾十上百種規(guī)格,庫(kù)存和零部件成本怎么能不高?從研發(fā)設(shè)計(jì)開始完全沒(méi)有控制,開發(fā)一個(gè)新產(chǎn)品或者換了一個(gè)人,就隨意地增加新的零部件,缺乏一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的流程以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)。
標(biāo)準(zhǔn)化當(dāng)然也還包括標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)流程和作業(yè)方式,麥當(dāng)勞是這方面的典型。有了標(biāo)準(zhǔn)化,自動(dòng)化才能據(jù)此開發(fā)出來(lái),比如自動(dòng)焊接,自動(dòng)裝配,假設(shè)零部件千變?nèi)f化,作業(yè)方式也不固定,自動(dòng)化將很難實(shí)現(xiàn),即使實(shí)現(xiàn)成本也很高。
3、模塊化
汽車和電腦是早實(shí)現(xiàn)模塊化的行業(yè),從模塊化設(shè)計(jì)、模塊化采購(gòu)到模塊化生產(chǎn),模塊化也是智能制造能否實(shí)現(xiàn)低成本滿足個(gè)性化消費(fèi)的關(guān)鍵所在。
模塊化降低了從設(shè)計(jì)、采購(gòu)到生產(chǎn)的復(fù)雜程度,標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)化生產(chǎn)、物流與信息溝通更加容易實(shí)現(xiàn)。如以前每個(gè)手機(jī)品牌的充電器都不同,一換手機(jī)全都扔掉,造成很大浪費(fèi),現(xiàn)在有了改進(jìn)。
房地產(chǎn)也在朝這個(gè)方向發(fā)展,萬(wàn)科借鑒日本的做法,將各建筑模塊在工廠建造好后再到工地進(jìn)行模塊化安裝,無(wú)論是質(zhì)量、周期還是成本都得到大幅改善。模塊化實(shí)施起來(lái)相對(duì)較難,涉及到行業(yè)與企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),需要上下游企業(yè)共同參與,這是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作,所以相互間構(gòu)建精益的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系尤為重要。
4、自動(dòng)化
自動(dòng)化是智能制造中談?wù)摰枚嗟模芏嗟胤秸推髽I(yè)形象地把其稱之為“機(jī)器換人”,也做了不斷的嘗試,有成功也有失敗。
一家國(guó)內(nèi)大型的裝備制造企業(yè)通過(guò)自主創(chuàng)新,將原來(lái)原材料處理的離散型加工方式進(jìn)行集成,把原來(lái)獨(dú)立的10個(gè)工序通過(guò)自動(dòng)化生產(chǎn)線連接在一起,實(shí)行精益式的連續(xù)生產(chǎn),消除了中間環(huán)節(jié)的上下料、儲(chǔ)存和搬運(yùn),生產(chǎn)速度本身也比以前提高了2倍,結(jié)果這條自動(dòng)化線的生產(chǎn)效率是原來(lái)的5倍,人員減少70%,生產(chǎn)周期縮短80%,其中一項(xiàng)改進(jìn)的噴涂工藝為節(jié)省油漆損耗達(dá)到40%,雖然他們?yōu)檫@條生產(chǎn)線投資超過(guò)2000萬(wàn),但不到2年就收回了成本,現(xiàn)在每年獲取投資回報(bào)1000多萬(wàn)元。
一
自動(dòng)化與信息化是實(shí)現(xiàn)智能制造投資大的部分。企業(yè)在做自動(dòng)化改造前千萬(wàn)要慎重,為什么要升級(jí)自動(dòng)化?投資回報(bào)率是多少(合理的投資回報(bào)期應(yīng)控制在5年以下)?自動(dòng)化設(shè)備可靠性怎樣?有何風(fēng)險(xiǎn)?能適應(yīng)產(chǎn)品的升級(jí)換代嗎?一定要想清楚,否則成本不降反升。很多企業(yè)投入后才發(fā)現(xiàn)設(shè)備不成熟故障頻繁,或者上馬的設(shè)備不好用,還不如人工操作靈活方便,結(jié)果幾十萬(wàn)、上百萬(wàn)投入的設(shè)備被任性地?cái)R置,這種無(wú)效的投入甚至?xí)峡迤髽I(yè) 。
曾經(jīng)有一家企業(yè)想上AGV(無(wú)人配送小車)代替人工配送,咨詢我們意見,當(dāng)我們測(cè)算完這家企業(yè)的物流強(qiáng)度后建議他們暫緩?fù)顿Y,因?yàn)橹挥挟?dāng)物流強(qiáng)度達(dá)到一定的數(shù)值后投入AGV才是劃算的,否則成本更高,他們接受了我們建議暫停了該項(xiàng)自動(dòng)化項(xiàng)目。
隨著技術(shù)的進(jìn)步和人力成本的提高,自動(dòng)化是個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。對(duì)于不同的行業(yè)不同的企業(yè),有的有成熟的自動(dòng)化方案,有的則沒(méi)有,企業(yè)需要結(jié)合自身情況來(lái)規(guī)劃自動(dòng)化方向。從投資回報(bào)大、容易實(shí)現(xiàn)的部分做起,當(dāng)然還要結(jié)合前面所講的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化,并且滿足精益生產(chǎn)的要求,優(yōu)化相應(yīng)的生產(chǎn)流程,一步一步循序推進(jìn),且不可操之過(guò)急,盲目跟風(fēng)。
5、服務(wù)化
中國(guó)目前擁有超過(guò)6億的網(wǎng)民,7億臺(tái)智能終端,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展加速了從制造向服務(wù)的轉(zhuǎn)型。美國(guó)倡導(dǎo)的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”將人、數(shù)據(jù)和機(jī)器連接起來(lái),形成開放而全球化的工業(yè)網(wǎng)絡(luò),其內(nèi)涵已經(jīng)超越制造過(guò)程以及制造業(yè)本身,跨越產(chǎn)品生命周期的整個(gè)價(jià)值鏈,涵蓋航空、能源、交通、醫(yī)療等更多工業(yè)領(lǐng)域。服務(wù)化的典型案例是,GE通過(guò)飛機(jī)引擎工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析,幫助運(yùn)營(yíng)145架飛機(jī)、單月執(zhí)行1.6萬(wàn)個(gè)航班的歐洲大型航空公司意大利航空(Alitalia)一年節(jié)約了1500萬(wàn)美元的燃油成本,由硬件供應(yīng)商到增值服務(wù)供應(yīng)商,實(shí)現(xiàn)客戶的價(jià)值大化。
類似的,提供智能電網(wǎng)設(shè)備的公司也可以通過(guò)節(jié)省的電力成本來(lái)收費(fèi),而不是靠賣硬件來(lái)賺錢;提供新能源汽車給公交公司的制造商可以通過(guò)節(jié)省的能源成本和碳排放來(lái)收取服務(wù)費(fèi)用,而不是單純依靠政府的車輛補(bǔ)貼,這樣可以更好激勵(lì)新能源車制造商改進(jìn)產(chǎn)品,并且防止政府補(bǔ)貼的濫用;提供電梯設(shè)備的可以依靠良好的電梯運(yùn)行維護(hù)來(lái)收取小時(shí)服務(wù)費(fèi),避免現(xiàn)今普遍存在的電梯故障甚至“吃人”現(xiàn)象;醫(yī)療健康產(chǎn)品的制造商也可以通過(guò)產(chǎn)品的智能化改造,自動(dòng)采集分析消費(fèi)者的健康大數(shù)據(jù),提供健康解決方案的增值服務(wù)來(lái)幫助消費(fèi)者改善健康狀況。
此外,制造企業(yè)還可以通過(guò)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、分析和改善設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造,提高產(chǎn)品可靠性和效率。當(dāng)然行業(yè)不同產(chǎn)品不同,可服務(wù)的內(nèi)容也千差萬(wàn)別,互聯(lián)網(wǎng)+模式下,傳統(tǒng)企業(yè)需要不斷創(chuàng)新商業(yè)模式找到一款適合自己的服務(wù)方式來(lái)打動(dòng)客戶。
6、個(gè)性化
過(guò)去30年,市場(chǎng)商品種類急劇膨脹了幾十、上百倍,光阿里平臺(tái)上的商家就有800萬(wàn)。這是一個(gè)個(gè)性化消費(fèi)的時(shí)代,每個(gè)人都可以擁有自己的博客、微博、微信等,傳播自己的聲音。
個(gè)性化也帶來(lái)了信息溝通、傳遞的復(fù)雜性,高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)為其提供了支持,使得個(gè)性化實(shí)現(xiàn)變得容易。例如,紅領(lǐng)通過(guò)在每件衣服上增加一個(gè)電子標(biāo)簽,實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化定制信息的溝通與傳遞,使得在流水線上的每一件西裝都是根據(jù)客戶需求量身定制的。
從產(chǎn)品定制、設(shè)計(jì)生產(chǎn)到物流售后,全過(guò)程依托數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作,紅領(lǐng)定制西裝從接單到出貨長(zhǎng)只需用時(shí)7天,價(jià)格根據(jù)面料質(zhì)量不同,低只需要2000元。就現(xiàn)階段來(lái)說(shuō),個(gè)性化還是有限條件的個(gè)性化,無(wú)法做到完全的個(gè)性化,不管是汽車、電腦、手機(jī)還是服裝等商品,個(gè)性化都是在一定范圍內(nèi)選擇。比如方向盤有五種規(guī)格可供選擇,顏色有六種可供選擇等。當(dāng)年日產(chǎn)為追求個(gè)性化,方向盤等部件一弄就是幾十種規(guī)格,結(jié)果成本高企,差點(diǎn)把自己拖死。所以每個(gè)企業(yè)需要根據(jù)自己的精益化水平、標(biāo)準(zhǔn)化/模塊化水平以及信息化水平來(lái)決定自己的個(gè)性化模式,并不是越個(gè)性化越好,它建立在一定的實(shí)施條件基礎(chǔ)之上。也許未來(lái)3D打印和人工智能的發(fā)展能夠?yàn)橥耆膫€(gè)性化提供一種可能。
7、數(shù)字化
數(shù)字化跟信息化密切相關(guān),與自動(dòng)化一樣,這是智能制造轉(zhuǎn)型投資大的一塊。隨著信息技術(shù)的日新月異,一切皆可數(shù)字化,從人、產(chǎn)品到設(shè)備,實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物相連。人可以通過(guò)人臉識(shí)別技術(shù)被識(shí)別,以前要靜態(tài)的才可以,現(xiàn)在你走動(dòng)過(guò)程中就可以被識(shí)別。谷歌開發(fā)的AI視覺(jué)識(shí)別技術(shù),可以識(shí)別任意一張照片的內(nèi)容,區(qū)分照片中的人是誰(shuí)。將來(lái)人們乘飛機(jī)、出入境等安全檢查有望實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
產(chǎn)品可以通過(guò)PLM/ERP軟件,從產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)、物料采購(gòu)到生產(chǎn)交付全過(guò)程實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,每一張產(chǎn)品圖紙、每一個(gè)物料信息、每一個(gè)生產(chǎn)工藝都被數(shù)字化連接在一起。
設(shè)備可以通過(guò)PLC、傳感器等將運(yùn)行數(shù)據(jù)傳給MES、互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò),所以GE可以通過(guò)飛機(jī)引擎?zhèn)骰氐臄?shù)據(jù)分析優(yōu)化其運(yùn)行參數(shù)降低燃油成本,谷歌可以實(shí)現(xiàn)汽車的無(wú)人駕駛。
這意味著在“工業(yè)4.0”時(shí)代,第一次有可能將資源、信息、物品和人通過(guò)數(shù)字化進(jìn)行互聯(lián)互通!這種溝通包括人與人、人與產(chǎn)品、人與機(jī)器、產(chǎn)品與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器之間的信息交換。
想象一下,未來(lái)你通過(guò)APP下一個(gè)個(gè)性化的產(chǎn)品訂單,制造商通過(guò)CRM/ERP收到訂單信息,訂單信息被傳遞到PLM系統(tǒng)中,產(chǎn)品仿真模型被設(shè)計(jì)出來(lái),產(chǎn)品與物料信息進(jìn)入ERP和MES系統(tǒng),拉動(dòng)供應(yīng)商開始生產(chǎn)物料,物料生產(chǎn)出來(lái)后通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)送到工廠,進(jìn)入自動(dòng)化生產(chǎn)線,設(shè)備按照MES系統(tǒng)的指示進(jìn)行加工,成品下線后又通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)送到你手中。
“工業(yè)4.0”就是制造的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化,通過(guò)IT技術(shù)同制造技術(shù)的結(jié)合,創(chuàng)造智能工廠,使生產(chǎn)變得高度彈性化和個(gè)性化,提高生產(chǎn)效率及資源利用效率。德國(guó)人宣稱“工業(yè)4.0的真正到來(lái)可能需要20年左右的時(shí)間”,對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō),這個(gè)時(shí)間估計(jì)更長(zhǎng),我們還有很多企業(yè)還處于2.0、3.0階段,我認(rèn)為至少需要30年。
數(shù)字化也好,“工業(yè)4.0”也好,這是一個(gè)大趨勢(shì),雖然目前只實(shí)現(xiàn)了人與人的溝通,其他的溝通還需具備多方面條件,比如數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和衡量標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化、強(qiáng)大的基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?、法律保障、人才?chǔ)備等等,但自動(dòng)駕駛汽車的出現(xiàn)讓我們看到了希望。
每個(gè)行業(yè)特征與企業(yè)基礎(chǔ)不同,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的先后順序也就不同。我認(rèn)為對(duì)于那些流程型的制造行業(yè)如食品飲料、造紙、化工、電力等,可以走在前面,因?yàn)樗麄兊闹圃炷J酱蟛糠止ば蛞呀?jīng)連接起來(lái),并且自動(dòng)化程度高,一些設(shè)備數(shù)據(jù)已經(jīng)可以自動(dòng)采集,數(shù)字化的難度相對(duì)較小。而對(duì)于那些離散型的制造行業(yè)如機(jī)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(shù)量龐大,想實(shí)現(xiàn)連接確實(shí)困難,即使實(shí)現(xiàn)成本也會(huì)非常大。
對(duì)于這些行業(yè)的可行做法是不要一步到位,逐步實(shí)現(xiàn)。先應(yīng)用精益的連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)將主要工序和物料相連他信息系統(tǒng)連接,這些工業(yè)大數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)智能軟 件系統(tǒng)的運(yùn)算分析將幫助提高運(yùn)營(yíng)效率,減少故障,降低能耗。
制造過(guò)程的智能化更加復(fù)雜,你需要完成以上所說(shuō)的精益化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、自動(dòng)化以及數(shù)字化的轉(zhuǎn)變,自動(dòng)化與數(shù)字化的投資。
通過(guò)整體精益布局和物流設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)一個(gè)流生產(chǎn)的精益模式,智能工廠有3種線型,對(duì)于批量大、個(gè)性化需求少的大眾化產(chǎn)品,使用高自動(dòng)化定制生產(chǎn)線,對(duì)于批量小、個(gè)性化需求多的小眾化產(chǎn)品,使用柔性定制生產(chǎn)線,對(duì)于用戶的個(gè)性化定制,就使用單元定制生產(chǎn)線;
工廠導(dǎo)入了包括AGV、裝配機(jī)器人、自動(dòng)焊接線等50項(xiàng)自動(dòng)化項(xiàng)目,物流的自動(dòng)化率提升到80%,基本實(shí)現(xiàn)從倉(cāng)庫(kù)到生產(chǎn)線的自動(dòng)化配送;
數(shù)字化的MES全程訂單執(zhí)行管理系統(tǒng)把制造、研發(fā)、物流緊密地互聯(lián)互通。該工廠歷時(shí)一年建成投產(chǎn),實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)能提升2倍,人員實(shí)現(xiàn)減半的互聯(lián)工廠目標(biāo)。
智能制造是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng),每個(gè)行業(yè)每個(gè)企業(yè)都要摸索出適合自己的模式,你不必一步到位,可以逐步提升精益化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、自動(dòng)化以及數(shù)字化方面的水平,重要的是弄清楚你這樣做的理由以及恰當(dāng)?shù)耐顿Y回報(bào)。中國(guó)制造已經(jīng)走過(guò)了30年的高速發(fā)展,成為世界第一制造大國(guó),但我們至今還拿不出一款真正的世界級(jí)產(chǎn)品。未來(lái)30年,中國(guó)制造需要從重速度輕質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)橹刭|(zhì)量輕速度,需要在以上十大領(lǐng)域進(jìn)行持續(xù)創(chuàng)新,從商業(yè)模式、技術(shù)以及管理方面實(shí)現(xiàn)向中國(guó)智造的轉(zhuǎn)型。