对企业而言,往前一步是云山雾绕、前途未卜的“智能制造”,退后一步是时过境迁、风光不再的“传统制造”,是选择保守观望的坚守,并屈辱地苟延残喘;还是选择迎难而上的开拓,期待一次引领时代潮流的疯狂?
——题记
根据中国信通院数据,2002至2018年,我国数字经济规模从不到1500亿元增长至31万亿元,16年间增长208倍,年均名义复合增速达到38%,远超同期GDP增速。
我国作为全球制造业大国,庞大的制造业体量以及数字化转型带来的巨大潜力,将制造业推向了数字经济转型发展的主阵地、主战场。目前,规模以上工业企业数字化研发设计工具普及率、关键工序数控化率、生产设备数字化率、数字化设备联网率已分别达到63.3%、46.4%、44.8%和39%。2019年制造业数字化转型不断进入实质环节,包括设备数字化、流程数字化、知识数字化和业务数字化。智能制造将在数字经济的发展中起到更加基础性和支撑性的作用。
一、关于智能制造
智能制造是一个非常大非常广的概念,除了涉及制造企业本身,还与供应链的上下游企业息息相关,它包含自动化、信息化、智能物流、智能计算、智能决策等多个方面,主要指通过自动化装备及通信技术实现生产自动化,并能够通过各类数据采集技术,以及应用通信互联手段,将数据连接至智能控制系统,并将数据应用于企业统一管理控制平台,从而提供最优化的生产方案、协同制造和设计、个性化定制,最终实现智能化生产。从本质来看,智能制造是让彼此关联的数据发挥大脑价值,实现下游推动上游的柔性生产链条。
二、智能制造在工业生产中的运用
智能工厂是实现智能制造的重要载体,主要通过构建智能化生产系统、网络化分布生产设施,实现生产过程的智能化。如果将工厂简化成一个两端开口的箱子,制造商在入口端投入原料、能源和生产资源,就能在出口端收获相应的产品。然而,在大多数制造商眼里,这个箱子却是黑色的——工厂管理者能够清楚的核算箱子之外的投入和产出,但是箱子里具体发生了什么,比如生产进行的如何?怎样组织生产最优?为什么订单没有按时完成……往往不太清楚。
工厂里多数问题都是因为信息不透明所致。首先,有用信息被掩盖,管理层无法洞悉生产过程,也就无法对正确决策形成辅助,谓之“看不见”;第二,管理决策流程不合理,导致管理层很难把真正的战略意图落实下去,谓之“够不着”;最后,问题追溯不及时,导致企业无法及时止损,谓之“来不及”。这导致企业生产效率难以提高,产品质量上不去,成本下不来。
三、企业智能化改造升级中的若干问题与对策
为了降本增效,近年来世界范围内掀起一股智能制造的热潮,转型升级成为制造企业时刻挂在嘴边的热词。我国各地政府也在积极推动传统产业的智能制造升级。对企业而言,往前一步是云山雾绕、前途未卜的“智能制造”,退后一步是时过境迁、风光不再的“传统制造”,是选择保守观望的坚守,并屈辱得要死不活的苟延残喘,还是选择迎难而上的开拓,期待一次引领时代潮流的疯狂,不一而足。而在这场革命性的产业升级过程中,笔者总结了企业智能改造过程中的几大常见问题并给出了发展建议。
1、资金问题
曾看过这样一个故事,中国某个中小规模制造企业的领导在参观过一些高大上的智能工厂后,竟然放弃了对自家工厂做智能化升级改造的想法。因为他觉得,自己根本不可能做到这种程度,或者说如果想要做到同样的水准,需要投入的时间和资金成本简直难以估算!
中国制造业的智能化进程,形成了“大型企业唱戏,中小型企业围观”的尴尬局面。大型企业有资本有实力,可以通过自研或是引进国际顶尖技术帮助企业布局智能制造,快速实现智能化升级。但在中国,中小规模企业才是制造业的主流,他们的盈利能力有限,但降本增效的需求却最为迫切,绝大多数中小企业都拥有200台以上机器设备,若通过智能化设备改造达到全面升级,投资金额至少需要几百万甚至几千万元。如果没有足够的订单和成本,是无法支撑中小企业开展智能化升级。为他们找到一条切实可行的转型升级路径,才是智能制造真正的价值所在。
发展路径建议:信息化先行,自动化稍后
不是所有的制造业问题都必须通过自动化的手段去解决,这就像是跑步,步子迈得太大,反而容易拉伤自己。自动化投资往往是高昂、见效慢的,而信息化的经营模式是未来企业的发展主流,无论企业要不要做智能工厂,信息化管理模式必须走在前列。中小企业可以提前布局与财务、供应链息息相关的ERP系统,与生产过程相关的MES系统,类似于“工厂office””的工厂解决方案数字化套件等,通过对企业流程的梳理和优化,帮助企业在数据透明和管理精细方面做出切切实实的改善,或许是一条更为合适的转型升级之路。
施耐德电气TransFactory 透明工厂解决方案 TransWare 数字化套件
重庆就有一家科技公司,通过8年实践,设计出了一套成本低、易推广的中小企业智能制造解决方案,该方案功效可基本替代智能化改造,扫一扫二维码即可完成监控、操纵等多个环节。企业只需为原有生产设备打上专属二维码,工人通过手机专用APP扫码实现用工、产品、设备转换、消耗物料等信息实时关联记录。从二维码上获取的数据将上传至公司的互联网云端,这些数据将在云端累积、快速组合,最后形成一套速度快、成本低、且适合该企业功能需求的互联网平台,最终实现企业发展的良性循环。而该套方案一个月只需花费2000~3000元,但达到的效果,和智能化升级改造所达到的效果基本一致。
2、对智能制造认识不够充分
笔者在以往很多企业调研中问及企业的智能改造情况时,不少企业负责人都认为现阶段推动智能制造的时机还不成熟,并对这种改造持有怀疑态度,也有一些盈利能力的企业,他们一般也不会选择对现有的模式及设备进行革新。这多数是因为该企业的企业文化还未准备好,或者可以归结为企业高层管理人员的思想准备并不充分。
发展路径建议:政府采取多项措施,引导企业文化全面升级
这是需要一个从上到下、政府、企业都要全员参与的过程。地方政府需要做:1、财税支持。逐步加大对企业智能改造的补贴力度,并完善政府部门与企业的沟通渠道和机制,切实让企业了解政府的补贴政策,鼓励企业申报工信局、科技局的智能改造资助项目;2、政策倾斜。由政府组织中小企业、传统型企业的管理人员、技术人员到智能改造示范企业去参观学习,使其能够紧跟时代脉搏,并重新审视自身企业在经营和生产上的可能;3、加大宣传。通过地方各类媒体,开展本地企业智能改造系列报道,对表现优异的企业予以表扬,营造有利于智能改造的外部环境。对企业而言,企业内部要有统一思想、统一认识,然后统一行动的过程。要明确:如果不换思路,不选择改变,那企业的智能制造升级注定不断延期,乃至被市场淘汰。
3、盲目购买自动化设备和自动化产线
很多制造企业仍然认为推进智能工厂就是自动化和机器人化,盲目追求“黑灯工厂”,推进单工序的机器人改造,推行机器换人,上马只能加工或装配单一产品的刚性自动化生产线。
某企业一个产品关键零件的加工在传统生产方式时是采用平面磨床来进行,但是了解到市面上有一种自动化的大磨削量进给磨床后,该企业觉得可以应用到自身生产工序上,于是随即上马该项目,设备采购、试加工等环节都没问题,工作效率和加工质量都不错,但加工后的零件在后续工艺中出现了大问题,因为是大进给量的磨削,磨削过程中会产生大量的热,导致材料聚集了大量的加工应力,同时也因为发热缘故,零件在加工过程中经历了一次类似退火处理,整个材质变得更软,后续在铣削过程中,零件加工性能锐减,刀具寿命急剧下降,加工质量也变差,更为严重的是零件加工后产生了很大的弯曲变形,导致零件根本无法使用。这就是典型的解决一个小问题,产生了一堆大问题。
如果企业不从全局性去布局智能制造,只是针对某些工序或瓶颈工序去升级的话,其效果会大大折扣,尤其是盲目的颠覆其中几道序的传统生产方式,这会给后续工序带来很大隐患。
发展路径建议: 从全局出发,生产工艺全面优化
从传统制造向智能制造进行产业升级,并不单纯是实行自动化、信息化那么简单,而是一次企业生产和经营流程的优化与改造。在这种产业升级过程中,很多老的生产模式和经营方式会被取代,很多先进的技术和管理手段会被引入,生产工业的再组织和匹配,经营管理的权责与效率等都要重新评估和计算,因此企业在对生产工艺流程优化的过程中,一定要做全局性的布局,把每个生产环节都考虑进去。
4、存在大量信息化孤岛和自动化孤岛
企业智能改造过程中涉及到智能装备、自动化控制、传感器、工业软件等领域的供应商,集成难度很大。很多企业不仅存在诸多信息孤岛,也存在很多自动化孤岛,自动化生产线没有进行统一规划,生产线之间还需要中转库转运。
企业智能设备的专业定制问题。现阶段,很多智能装备并未深入到大多数行业,只有少数行业和一些通用型智能装配有一定的选择空间。对于大企业而言,一般会设立专门的智能装备事业部,根据自身企业产品工艺特点研发设备,但对绝大部分中小企业而言,是没有能力去养一个智能装备研制团队。这就造成了装备制造商不懂得行业需求,知道自身需求的行业有没有智能装备的研制能力,二者之间相互脱节也相互隔离,他们缺乏一个互通信息的“中介”。
发展路径建议:建立装备制造工业云,鼓励发展智能装备制造服务业,打开供需新渠道
智能装备制造服务业在现代服务业的比重越来越高,在发达国家占比高达70%,我国也应该重视相关高端服务业的发展,增加服务业对智能制造的支持。
一是打造建立装备制造工业云平台,促进企业之间的信息资源共享及生产配置优化,帮助装备制造企业以较低成本和技术门槛建立信息技术应用环境,开展行业共性公共服务,提供企业供需对接,聚集区域行业共享资源;
二是鼓励打造智能制造服务业生态园,鼓励、引导各方面社会资金投入,发展一批智能制造整体解决方案等相关服务管理企业,为企业智能化改造升级提供技术、系统研发、人才培训等方面的支撑。