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专注与创新,日本企业的智能制造观

2020/6/15    来源:e-works    作者:陈俊杰      
关键字:日本  智能制造  华中科技大学  社会实践考察  
在我看来,日本的优秀企业多有这样的特点。具有能够专注于特定专业的坚韧毅力,具有开拓创新的领跑意识,具有追求完美人机结合的智能制造理念,具有强烈的社会责任感。

一、概述

    此次在日本见学,主要在大阪,名古屋两地,沿途还经过了奈良和京都。白天参观工厂,感受企业文化,学习相关知识;也有几天浏览城市标志性景点,体验日本文化;晚上则出去游览周边,感受当地风情。此次目的是见学,但是要想理解日本人的思维和行事方式,去感受日本文化和风土人情则是另一个不错的角度,必须明白,日本的企业文化也是日本文化的有机组成部分。

    约十天的见学行程,倘若要说学习了多少机械工程的专业知识,必是夸大之词。十天太短,很难深入学习技术细节,我相信,这也不是此行的主要目的;十天也足够长,足够了解到优秀日本企业的各个方面,以及那些优秀企业的共同点。

    在我看来,日本的优秀企业多有这样的特点。具有能够专注于特定专业的坚韧毅力,具有开拓创新的领跑意识,具有追求完美人机结合的智能制造理念,具有强烈的社会责任感。

二、企业特点分析

    专注,是几天来每一个见学企业给我留下的最直接印象。专业,也是各个企业的定位。

    据王志华老师所讲,即使是机床这一个产业,日本的不同机床厂的定位也是不同,马扎克定位中端机床,安田做高精度的机床。而且,很多机床并不追求多刀库或多加工方式于一体,而是以一个工艺为主体的加工中心,在未来甚至希望以一把刀加工出各类形状。

    松下环保技术中心以废旧电子产品为工作内容,尤其专注于各类常用家用电器的回收利用,将废旧家电产品分类,又将一类废旧家电根据有无氟利昂等需特殊处理的成分再分类,每一种家电都有不同的处理方式,以追求资源回收的最大化。就这样专业做家电回收的厂家,在国内我很少见到,而在日本,是家家户户都会联系的。它们的专业性决定了有百分百的精力投入到了回收利用的研发中,在整个回收链中扮演固定的角色,在该环节做到了极致。

    电装公司对于工艺和技术的极致追求也极具震撼力,他能将一项技术最大化的运用到加工生产中。看到如下的两个产品,第一个是链条,第二个是五重立方体。

仅铣床加工的无缝链条

图1 仅铣床加工的无缝链条

仅铣床加工的五重立方体

图2 仅铣床加工的五重立方体

    平时见到的链条的每一个环都是有细小开口的,因为制作时并不是按环形来制造,而是制造好后再定型为环形,而上图的链条每一个环都是封闭的,多环相扣,说明整体是一体化的制造。由旁边的文字介绍知道,这是仅由铣床雕刻而成。右边的五重立方体运用到的技术一样,也是仅仅由铣床雕刻而成,五个镂空立方体层层相套,能自由活动又不能取出。这两件产品都能说明它们能将铣削这一工艺运用到了极致,这是对专业的不懈追求才能达到的。

    京瓷公司更是如此。京瓷公司专注精密陶瓷的研发和生产,而且充分挖掘陶瓷产品的各种特性,将其作为材料为各个行业做出解决方案。谈及陶瓷,普通人会想到什么,就是那些古代的瓶瓶罐罐?在京瓷公司,你能看到利用陶瓷材料做成了各种绚丽复杂色彩的瓷块,你能看到色泽亮丽,光彩夺目的首饰和宝石,你能看到锋利坚硬的各式切割工具,你能看到具有良好生物融合性能和结构强度的人造骨骼产品,还有其他形形色色各行各业的产品。其涉及的,不管是手机和网络设备,半导体零部件,电子元器件,水晶振荡器和连接器,使用在光电通讯网络中的光电产品,切削工具,太阳能电磁阀等,都离不开的是京瓷公司专注于对精密陶瓷的执着探索和研发,它将陶瓷这种材料拥有的特性最大化的利用。

陶瓷作机床切割刀具

图3 陶瓷作机床切割刀具

陶瓷作各色材料

图4 陶瓷作各色材料

陶瓷作各式首饰

图5 陶瓷作各式首饰

    创新,是这些优秀企业,有些甚至是百年大厂都能够存活至今,并且一直引领行业的必要条件。

    每个企业,都有自己掌握的核心技术和生存本领,而不是趋利的机械模仿和人云亦云。日本的机床厂,在长期以来的基础上,积累了大量的经验和后台数据,这些是提高精准度的素材,也是创新定位,移动,起步等动作准确度快速度的条件,它们没有跟随其他公司的模式,而是自主创新,像马扎克,安田,此前的日立精机,东芝机械系生产的机床都有自己的特点和独特优势,形成产业的多样化,而非中国机床产业的趋同化。

    电装公司在提高汽车燃油效率的措施上做出了许多尝试。如采用连续可变气门正时系统;改变汽车尾气的净化措施,采用共轨系统、空燃比传感器、薄壁六角形载体;同时,电装公司还积极开发汽车空调和制冷剂,研究内置可变容量压缩机的客车冷却系统等。汽车行驶另一个重要议题是安全,电装公司在这一方面也提出了自己的解决方案。如开发抑制错误突然加速的系统:当驾驶员踩错油门时,依靠超声波传感器检测前方及后方的障碍物,通过蜂鸣器和显示通知注意,检测到障碍物的状态下,当错误的强力踩下,加速踏板时,抑制发动机或混合系统加速;后退时,即使在未检测到障碍物的状态下,刚在约五千米每小时以上的速度下踩下加速踏板时,抑制加速防止速度过快。

    再如三菱电机,率先提出e-F@ctory智能制造解决方案,这个概念在2003年即提出了,比在现行流行的智能制造提出前4-5年就形成了体系。提出得早,按说也有弊端,那就是不够成熟,它又如何存在至今,并且一直引领着日本电机产品制造业呢?活力依然在于创新。我们走访了名古屋样板工厂,发现这是一座跟随时代变化和企业市场需求在不断做出改进的工厂。与现今大多数人理解的智能制造不同,并非追求高度的人工智能,e-F@ctory另辟蹊径。

    具体而言,e-F@ctory包括三层:IT系统层,边缘计算层,生产现场层。这样电脑将不会直接去操纵生产现场,而是通过边缘计算层进过传递。在这里,边缘计算层起到了两个作用,一方面是能够传递IT系统层的命令给现场生产层,另一方面是收集现场生产层的相应数据,经过筛选,计算整合给IT系统层,判断现场的生产情况。这样,根据应用场景不同,选取不同的边缘计算层产品即可,为此,三菱电机公司开发了大量满足不同需求的边缘计算产品群。在当今,智能制造,工业4.0的口号喊得震天响,大小企业,各行各业,都趋之若鹜,不可否认,这是现今制造业的必然趋势,但追求绝对的优秀智能技术是每个企业的目标吗?并非如此,有些企业对智能制造的定位是否出现了偏差?对此,三菱电机的独立思考为:物联网(Industry4.0)并不是目标,而是一种手段。一个企业先明确目标,要做怎样的产品,需要怎样的技术,目标不同。那对应要采集怎样的数据?收集的周期如何?需要的数据效率和品质如何?是需要间断采集的节能数据?还是更精准的实时数据呢?不同的企业都有不同的回答,所以选择适合的产品显得更重要。优秀的先进技术投到生产线不一定很好,评价产品应该以生产效率的提高作为反馈,现今日本企业面临的另一个问题在于劳动人口老龄化,对应的接受新兴科技的慢速化,高技术方案,只能让低技术的员工去完成,这是不合理的。三菱电机对自己的产线利用e-F@ctory来进行智能化改造,可根据交货期随时切换生产品种,实现设备运转率提高190%,整体生产率提高180%,开发周期缩短50%。此外,e-F@ctory最大的优势体现在,它们能为各中小型企业量身打造解决方案,寻求最大的效率和利益。这才是掌握了真正的创新技术和手段,能够长期领跑。

    人机结合,在日本不是一个抽象的口号,而是工厂的真实场景刻画。在日本工厂,你能看见忙碌的工人灵敏地同机械完成各种任务。

    人机结合是日本某些企业对智能制造提出的自我思考,生产一个产品,许多环节还不能由机械或者人工智能完全代替,在流水线上依然需要工人的配合,这些普通的工人要怎样才能和高技术含量的生产线合为一体呢?人机结合所解决的问题,也是当今制造业的重要问题。

    为此,三菱电机的另一个想法萌生了,它们形象的刻画为:“dream big,START SMALL”。伟大的构想,从一个个的小细节,小模块做起。他们提出模块化,一方面模块重组实现柔性制造,另一方面就是可单模块实现智能化,从每一个模块的细节去改进,实现人机结合。即让工人做简单的操作结合机器完成工作。如:人工单元化和指示灯辅助:贴片机无法操作大的零部件,所以手工操作。需焊接零件放入焊接槽自动焊接,同时有图片指示拧紧螺丝的顺序和型号,螺丝刀里安装传感器,如果使用错误的螺丝刀则不能打开。这些人机结合方式让受过简单培训的工人即可完成复杂的操作且不会乱了顺序和位置。

    同样的还有丰田汽车的工厂。丰田汽车在推动人机结合,提高生产效率上提出了自己的解决方案,比如:第一,采用看板系统。在生产线上的工人是不用自己移动去取零部件的,当零部件用完时,工人会将看板放在零部件箱子的侧面,相应工作人员看到看板后会向生产部门发出信号,生产部门按照目标实时生产,再运送至零部件箱。这样做到了无库存,同时提高了效率;第二,按生产顺序领取零件。按生产顺序事先安排好零件顺序后再搬运,减轻了工人分拣的工作量,提高了分拣效率;第三,采用电子标签拣选系统。当显示板上零部件黄灯闪烁,说明需要工人进行操作,绿灯说明状态正常,以便一条产线多个车型,提高效率,而利用生产线侧同步台车。员工坐在可移动座椅上,方便员工随时拿工具,减少移动耗费时间,提高效率。

    社会责任感是我所见的日本成功企业的共同属性。日本见学十天来,所去的每一个工厂和企业必不可少的一个环节是介绍本公司和工厂在节能环保方面所作出的努力和成效,以及为日本社会所做出的贡献。

    松下环保技术中心的建立本就是一个努力将资源利用最大化,环境污染最小化的实践。一个企业专门为节能环保设立了一个技术中心,去探寻那些在废旧家电中隐藏的巨大宝藏。相关数据显示(数据引自博绿网行业资讯),我国平均每年需要报废的家电总量在2000万台以上,其中电冰箱约为400万台以上、洗衣机约为500万台以上、电视机约为500万台以上,再加上其他厨卫电器设备,每年报废的家电数量惊人。在国内可能是当废铜破铁卖掉,而在日本,是用户自己出钱交由松下电器厂或其他类似中心进行回收专业处理。在这里,它们都变为宝藏,从中提取出了各种金属,为后续的生产使用。“从商品到商品”是松下电器致力达到的目标,也是它们以一贯之的理念。废旧电器有处理困难,排出量多,资源质量高的特点,松下公司寻求精准分类,环境友好的分类回收技术,将有毒废料分离处理,将有用资源分类回收。

    朝日啤酒亦将资源按种类分为50多种,给相关企业进行处理。朝日啤酒对环境保护的重视在细节中彰显,比如将剩余酵母制成粮食,有的甚至做成医药品。一些废弃的残渣也被做成了纸板,将废弃塑料瓶制成了工作人员的衣服。

    丰田汽车对减少污染更是到了吹毛求疵的地步。谈及汽车行业带来的污染,很多人一下就想到了汽车尾气,燃料消耗能源等,但在丰田汽车元町工厂,明确了生产制造也是要排放CO2的,所以希望在生产时就降低能耗。思路是从两个方面着手,一是改进生产技术,二是改变生产能源。

    追求节能环保是一个方面,日本企业的社会责任感还体现在许多其他方面,如大型企业对于行业内新兴小型企业提供解决方案。如三菱电机根据e-F@ctory思路和以市场导向和企业需求为根本,为各中小型企业量身打造解决方案,寻求最大的效率和利益。

    在最后一天的参观中,我们简单游览了东京电网为中小学生设计开放的一个体验馆。作为企业,开放这个电网体验馆,为周边的中小学提供了一个良好的学习平台,有足够的空间让中小学生实践,参与到各种科学实践中来,对公共教育是一大贡献。

    专注于特定专业的坚韧毅力,具有开拓创新的领跑意识,具有追求完美人机结合的智能制造理念,具有强烈的社会责任感。这些属性在这些成功企业中,已经像血液一样,注入每一个员工。据导游介绍,日本企业的员工跳槽率很低,有很多的员工是在一个企业工作到退休。企业也很关注员工的培养,员工进来时就进行技能的培训,然后到岗位上班,同时很多公司会有云端记录每个员工的工作情况,如每日完成量,每个环节的出错量,在一段时间后根据这些记录就可以有针对性的再培训。经过这样企业培训和企业文化熏陶的员工对企业的认同感很高,也继承了优秀的企业员工素质。

三、稻盛和夫经营理念

    谈及日本企业,绕不开一个人,那就是稻盛和夫。稻盛和夫,作为经营之圣,他的敬天爱人的理念可以说对许多日本企业家都有深刻影响。他的事迹封为神迹,他27岁创办京都陶瓷株式会社(即上面提到的京瓷公司),52岁创办第二电信(原名DDI,现名KDDI,目前在日本为仅次于NTT的第二大通讯公司),这两家公司又都在他的有生之年进入世界500强,两大事业皆以惊人的力道成长。2010年2月1日出任破产重建的日航董事长,到2011年3月底共424天。一年创造了日航历史上空前的1884亿日元的利润,是“全日空”利润的三倍,前一年同期日航的亏损额也有约1800亿,这一来一去将近3600亿日元,超过了为拯救日航日本政府3000亿日元的注资。要知道,因宣告破产,日航的规模缩小到原来的三分之二,销售额缩小到前一年的四分之三,然而却取得了日航历史上空前的高额利润。

    稻盛和夫被封为圣,必有其独特之处。日本企业并非战后就有如此盛况,相反,在战后很长一段时间里,日本企业也低迷不振。稻盛和夫痛惜战后的日本以选择聪明才辩型的人做领导为潮流,忽略了道德规范和伦理标准,导致政界、商界丑闻频发。他建议领导者的选拔标准是德要高于才,也就是居人上者,人格第一,勇气第二,能力第三。他指出热爱是点燃工作激情的火把。无论什么工作,只要全力以赴去做就能产生很大的成就感和自信心,而且会产生向下一个目标挑战的积极性。成功的人往往都是那些沉醉于所做事的人。

    他还提出了阿米巴经营,“阿米巴经营”基于牢固的经营哲学和精细的部门独立核算管理,将企业划分为“小集体”,像自由自在的重复进行细胞分裂的“阿米巴”以各个“阿米巴”为核心,自行制订计划,独立核算,持续自主成长,让每一位员工成为主角,“全员参与经营”,打造激情四射的集体,依靠全体智慧和努力完成企业经营目标,实现企业的飞速发展。

    稻盛和夫经营哲学另一个显著特点就是敬天爱人,即敬奉天理,关爱世人。他认为企业是有社会属性的,企业所作之事,对社会,对世人,是要有贡献和意义的。同时,又要合乎天理,与自然之道无悖,这也表明了企业的资源取之有道,不能在破环自然的基础上追求企业利益。

    这些经营理念和思考,都在上面的优秀企业中得到了体现,我希望,也能为中国企业提供一点新鲜的想法,让一些中国企业能够反思。

四、日本社会见闻

    现在避开企业,谈谈日本的日常生活。十天,肯定不太能深入到日本生活的方方面面,但仅仅是所行所闻所见的点滴,也是颇有体会。

    1.日本饮食

    就日本饮食而言,我是吃不习惯的,其食物的口味难敌中国的菜肴。但是就各类食材而言,我有些羡慕。日本的餐厅多提供冰水,宾馆里的冷水也可直接饮用,可见水质之好。日本的寿司很多肉类食材也是生吃。日本料理了解不多,不敢多谈。

    2.身体素质培养

    在前往大阪城的坡路上,遇到了至少两队的中小学生在晨跑,或许是以班级为单位的锻炼吧,全部都是短袖短裤,我们一行人很是惊讶。中国可能很少有这种在校外组织的冬季晨跑的活动吧。这样的方式一方面增强青少年的抵抗力,抗寒能力,一方面亲近大自然,感受大自然。有同学怀疑到,这样的温度穿短袖会不会感冒,是不是说中国和日本人的自身身体机能就不同。其实不然,我相信,这更多的是一种意识问题,就身体承受能力而言,并无较大差异。我们校国旗仪仗队的队员,无论风雨,还是低温,每天晚上都坚持短袖训练,倒是没有队友感冒,因为在长期的训练中,我们都能充分调动自己的身体机能。而队友的身体素质比周围同学往往更好,更不易生病。所以,提高学生的锻炼意识是相当重要的。

    除此之外,据导游介绍,日本政府要求适龄学生必须在校就餐,保证每天的牛奶供应(据超市购物情况,牛奶市场价格也是相对较低的),政府对青少年的身体素质颇为关心,这项举措在日本实行已久。我也有意去了解了中国现状,很欣慰的了解到,在中国许多欠发达地区,这样类似的政策也正在实施,保障儿童的营养到位。

    3.环保观念深入细节

    谈环保,并不是说企业谈环保,政府谈环保,文件上谈环保。而是全国全民谈环保,每个行动谈环保。日本的街道没有垃圾箱,垃圾都是每个人随身携带,到家了也要分类处理,这样在垃圾产生的源头就分类,降低了下游处理的困难。同时,环保企业能够做到很好的条件也是民众支持,民众愿意出钱将一些废旧家电回收,这都是得益于日本整个社会的环保观念已经深入人心,赢得社会共识。

    另一个我特别注意到的是,日本的公交车在起步时,车厢内照明灯会突然暗下,起步后恢复正常。我并未查到相关的具体解释,但留意到日本公交一般会采用发动机自动启停技术,即在车辆行驶过程中临时停车时自动熄火,需要继续前进时系统自动重启发动机的一套系统。我觉得照明灯的亮暗与此相关,在启动后才会亮灯,应该是能源的二次利用,这样的想法在电装公司有看到。汽车燃料的消耗供给动力,很多时候有剩余,没有充分利用存储于蓄电池,供给照明系统或空调系统等电器系统。内部能源转化的高度智能保障能源利用率的提高。

五、综述

    能有这次见学机会,我要特别感谢学校和机械学院的支持,也要感谢学校随行的张老师和何导,在行程中考虑周到,并且有时还有专业的介绍和解惑,让我有完美的见学体验。在这里表示真诚的感谢。

    此次见学,如上所述,收获颇多。就相关工业企业文化而言,确实感受到了日本优秀企业专注于特定专业的坚韧毅力,具有开拓创新的领跑意识,具有追求完美人机结合的智能制造理念,具有强烈的社会责任感。也被稻盛和夫的敬天爱人的哲学思想和深邃的经营思考所折服。行走在日本的街道上,感受到日本当地的风土人情,干净的街道,湛蓝的天空,清新的空气,这是一个与自然和谐相处的美丽国度。

    日本之行,有很多需要我学习的,日本工人的匠人精神,专注于自己的专业将其发挥出最大作用,为制造业和社会提出自己的解决方案。此行虽短,意义深远,当为我之后的机械强国的前行路上给予源源不断的动力。

责任编辑:程玥
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