智能工廠(chǎng),絕不是簡(jiǎn)單智能化!
工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、中國(guó)制造2025等,世界各國(guó)紛紛提出新一代制造理念,主要是為了指導(dǎo)工業(yè)制造業(yè)的發(fā)展,在數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的全球大環(huán)境下,拉動(dòng)傳統(tǒng)制造往智能制造方向升級(jí),從而滿(mǎn)足未來(lái)市場(chǎng)更快速、更個(gè)性化的需求響應(yīng),并實(shí)現(xiàn)更低的制造成本。
工業(yè)4.0是以“智能制造”為發(fā)展目標(biāo),建設(shè)“智能工廠(chǎng)”(smart factory),通過(guò)信息技術(shù)、廣泛互聯(lián)、信息交互、流程再造等一系列手段,滿(mǎn)足消費(fèi)者差異化、定制化的需求,提高生產(chǎn)的靈活性,以及向管理者提供更佳的決策支持。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更多強(qiáng)調(diào)的還是信息化和自動(dòng)化對(duì)制造業(yè)的沖擊和影響。當(dāng)然美國(guó)的制造業(yè)領(lǐng)先企業(yè)也對(duì)制造業(yè)的智能化趨勢(shì)進(jìn)行了布局和研究,比如GE公司將機(jī)器分析、行業(yè)洞察、自動(dòng)化和商業(yè)預(yù)測(cè)連接起來(lái)。
智能工廠(chǎng)不是簡(jiǎn)單智能化
現(xiàn)在常被提及的智能工廠(chǎng)只是“智能制造”的一個(gè)組成部分。在智能制造之下,傳統(tǒng)的制造流程將被重組,其目的是要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的智能化。其中個(gè)性化的客戶(hù)需求與設(shè)計(jì),供應(yīng)商和制造商之間的信息接入與共享,售后服務(wù)的快速響應(yīng)等環(huán)節(jié)與智能工廠(chǎng)一起,成為智能制造非常關(guān)鍵的組成部分。
智能工廠(chǎng)的核心特點(diǎn)是:產(chǎn)品的智能化、生產(chǎn)的自動(dòng)化、信息流和物資流合一。目前來(lái)看,世界范圍內(nèi),很多企業(yè)都在向著智能工廠(chǎng)的方向發(fā)展,但是還沒(méi)有哪一家企業(yè)有足夠的勇氣宣布自己已經(jīng)建成了一座智能的工廠(chǎng)。
在討論智能工廠(chǎng)的未來(lái)圖景時(shí),提到最多的是“大規(guī)模定制化生產(chǎn)”,這需要企業(yè)從幾個(gè)維度建立相關(guān)的企業(yè)能力:一,強(qiáng)大的客戶(hù)需求收集和分析能力;二,社會(huì)化交互的產(chǎn)品研發(fā)體系;三,模塊化、智能化的產(chǎn)品制造工藝;四、高靈活度的供應(yīng)鏈管理;五,與客戶(hù)需求匹配的生產(chǎn)能力(包括設(shè)備維護(hù)能力);六,智能的庫(kù)存和物流管理體系。
除了大規(guī)模定制化生產(chǎn),智能工廠(chǎng)的未來(lái)圖景還包括了能源的節(jié)約(據(jù)測(cè)算有大約12%的能源節(jié)約空間),讓供應(yīng)鏈更加安全,以及準(zhǔn)確地尋找到相關(guān)領(lǐng)域?qū)<业膯?wèn)題解決方式。而且智能工廠(chǎng)的生產(chǎn)模式不僅僅局限于生產(chǎn)終端消費(fèi)品的企業(yè),生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè)一樣可以通過(guò)實(shí)踐智能工廠(chǎng)來(lái)更好地滿(mǎn)足客戶(hù)需求、降低成本、提高交付效率、合理管理產(chǎn)能。
挑戰(zhàn)供應(yīng)鏈管理
當(dāng)我們討論智能工廠(chǎng)時(shí),不能忽略的核心要求之一是要實(shí)現(xiàn)信息流、物資流和管理流合一。通過(guò)ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、SFC系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理軟件、最新的物聯(lián)網(wǎng)(接入產(chǎn)品和其對(duì)應(yīng)零部件)和大數(shù)據(jù)的收集分析,讓信息流和物資流合一。做到對(duì)每一個(gè)個(gè)體產(chǎn)品、零部件在生產(chǎn)的全流程中可以實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理,事前預(yù)測(cè)、事中操作和事后追蹤。
對(duì)于中國(guó)企業(yè)來(lái)說(shuō),長(zhǎng)期處于產(chǎn)業(yè)鏈的低端環(huán)節(jié)使得其在信息的收集和分析能力上有所欠缺,很多中國(guó)企業(yè)連工廠(chǎng)的管理通報(bào)都并不完備,即使是行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),也在前幾年才消滅了企業(yè)內(nèi)部的信息孤島,建成了企業(yè)內(nèi)部統(tǒng)一的信息管理體系。但是距離全面地、有效地管理信息和綜合使用信息還有相當(dāng)?shù)牟罹?,更何況智能工廠(chǎng)對(duì)于信息的創(chuàng)造性使用提出了新的要求。
同時(shí),智能制造對(duì)于采購(gòu)和供應(yīng)鏈管理帶來(lái)的挑戰(zhàn)影響是深遠(yuǎn)的。它將原本按照計(jì)劃管理的工廠(chǎng)生產(chǎn),切割為更小的單元,既可以動(dòng)態(tài)規(guī)劃從而平滑生產(chǎn)波動(dòng),也能更快地跟隨市場(chǎng)的反應(yīng)進(jìn)行產(chǎn)能的調(diào)整,同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)最低的原材料和成品庫(kù)存,大幅提高生產(chǎn)的周轉(zhuǎn)效率。廠(chǎng)商由此能夠獲得對(duì)用戶(hù)需求、市場(chǎng)波動(dòng)做出快速反應(yīng)的能力。同時(shí),生產(chǎn)所有涉及的零部件都因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)而廣泛互聯(lián),廠(chǎng)家有望實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)庫(kù)存(Just in time)——在傳統(tǒng)工廠(chǎng)中最多是在廠(chǎng)內(nèi)庫(kù)存管理中實(shí)現(xiàn),而在智能工廠(chǎng)市場(chǎng),這樣的實(shí)時(shí)庫(kù)存可以將供應(yīng)商也納入進(jìn)來(lái),從而實(shí)現(xiàn)真正的實(shí)時(shí)。它帶來(lái)的好處是全方面的,包括:降低成本、提高交付效率、管理產(chǎn)能等。
智能工廠(chǎng)在軟硬件上對(duì)當(dāng)下的制造形態(tài)進(jìn)行諸多改進(jìn),與之相對(duì)應(yīng)的企業(yè)的人力資源和管理結(jié)構(gòu)也要進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于智能工廠(chǎng)來(lái)說(shuō),其人力資源的需求是嶄新的,且多層次的:首先有能夠重新設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程、供應(yīng)鏈管理流程、產(chǎn)品再設(shè)計(jì)、大數(shù)據(jù)分析等復(fù)雜工作的高級(jí)人才;其次是有能夠維持智能工廠(chǎng)日常設(shè)備調(diào)試維修、供應(yīng)鏈運(yùn)營(yíng)等工作的中級(jí)人才;最后是要具備整個(gè)工廠(chǎng)的人力資源升級(jí)以滿(mǎn)足智能工廠(chǎng)更高的操作和運(yùn)營(yíng)要求的人力儲(chǔ)備。而其管理結(jié)構(gòu),因?yàn)樾畔⒒夹g(shù)、自動(dòng)化生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用而變得更加扁平化,原本從班組到線(xiàn)、再到車(chē)間、單元的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)需要面向新的生產(chǎn)設(shè)置而進(jìn)行調(diào)整。
中小企業(yè)也能實(shí)現(xiàn)智能制造
當(dāng)前對(duì)于制造業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)最大的挑戰(zhàn)在于:消費(fèi)者行為改變、產(chǎn)品周期縮短、供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)增加、售后服務(wù)復(fù)雜化等。在這些方面,所有的企業(yè)都在面對(duì)著挑戰(zhàn),而對(duì)于依照傳統(tǒng)模式組織生產(chǎn)的大企業(yè)來(lái)說(shuō),這樣的挑戰(zhàn)更加嚴(yán)峻。
而新技術(shù)如3D打印、智能化設(shè)計(jì)軟件等大大降低了中小企業(yè)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程,產(chǎn)業(yè)分工和產(chǎn)業(yè)集群的興起也讓企業(yè)不用再像三十年前一樣完成制造業(yè)從頭到尾的所有工作,創(chuàng)投、眾籌及產(chǎn)業(yè)鏈金融等創(chuàng)新的金融手段也讓中小企業(yè)比過(guò)去具有更強(qiáng)的融資能力。
在這樣的形式之下,中小型的制造企業(yè)應(yīng)該率先實(shí)現(xiàn)對(duì)于用戶(hù)個(gè)性化和定制化需求的響應(yīng),對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程和服務(wù)流程進(jìn)行再設(shè)計(jì),用信息化的手段、自動(dòng)化的設(shè)備、智能化的生產(chǎn)體系來(lái)改造自己,從而實(shí)現(xiàn)貼近客戶(hù)需求,智能化生產(chǎn)的目標(biāo)。
總的來(lái)說(shuō),智能制造現(xiàn)階段在中國(guó)還剛剛起步,在未來(lái)邁向智能制造、智能工廠(chǎng)之時(shí),也要充分利用目前中國(guó)制造業(yè)企業(yè)已廣泛應(yīng)用的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。未來(lái)的智能制造首先是基于重新設(shè)計(jì)的生產(chǎn)流程、供應(yīng)鏈管理流程、產(chǎn)品再設(shè)計(jì),以及數(shù)據(jù)收集、分析和決策系統(tǒng)。它需要形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),自動(dòng)化設(shè)備需要接入這樣的生產(chǎn)體系,首先需要具備的是功能和應(yīng)用場(chǎng)景上豐富,滿(mǎn)足生產(chǎn)需求;其次是滿(mǎn)足信息采集的需求,這里的信息包括產(chǎn)品信息和操作信息;第三,是要在實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的同時(shí)(工序工藝的標(biāo)準(zhǔn)化,零部件的標(biāo)準(zhǔn)化)保留一定的生產(chǎn)柔性;最后,自動(dòng)化社會(huì)的使用界面友好、維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較低、調(diào)試簡(jiǎn)單等特性也會(huì)加快此類(lèi)設(shè)備的普及。
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