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规划设计决定智能制造系统的成败

2017/11/4    来源:e-works    专家:周胜      
关键字:智能制造  信息化  
通过智能制造系统的建立,来提升工厂的制造管理水平达到国外同行的水平,不是一朝一夕能够实现的,必须分步实施,不能一蹴而就。

    当今“智能制造中国制造2025”是一个热门话题,在政府的大力倡导和扶持下,很多制造型企业跃跃欲试想加入其中,想提升自身制造水平。笔者通过走访了一些制造型企业,看到了许多“智能制造”项目现状,收获颇多,在这里与大家进行分享。

    就象十几年前,当时企业想在管理上超英赶美,纷纷引入源于西方的ERP系统一样;如今的制造企业在“机器替换人”等口号的激励下,又纷纷在工厂上马各种“智能制造”或者“智能物流”系统;但经过我们跟踪发现,其中的大部分项目由于动机盲目而又缺乏规划,到头来是一地鸡毛,就像当年的ERP系统一样。

    比较典型的是一家生产保健品生产厂,在其在包装车间和成品库上建立了一套智能仓储系统,实现了从装箱、打包、入库(新建立的立体仓库)和出库的全过程无人化,此项目还获得了政府智能制造的奖励。但是,就在系统实施上线后不到半年,这家工厂重新招募工人,同时要建一条“分装”包装线,将现实了无人化的产线包装好的箱子(4罐1箱)拆开,仍然由人工重新包装成新的包装箱(1罐1箱),以适应不断增长的电商市场需求。我们曾经问过该厂的工作人员,当初建立自这条无人化生产线的时候,是否做过咨询?或者精益制造咨询?他们回答说没有,是领导参观了别家公司搞的这种无人化全自动包装线后,觉得效果很好,所以才决定效法的,没想到这么快就不适应市场发展了;同时他们也问过了,如果对原产线进行改造需要几倍于原来建设资金的才行,所以不得已又建立了一条人工包装线,人工成本并没有节省,效率还降低了…

    从上面例子,我们可以看出,智能制造项目是一个系统工程,需要一个科学的决策和实施过程。对智能制造系统的需求一定来自于企业自身的发展,以下这样决策都是不正确的:
 
  (1)盲从式决策,看到别人上了智能制造系统,自己也要上;
 
  (2)政府政策引导型,企业本身没需求,但有了政府的资金支持,上系统可以不花钱或者少花钱;但是要想到,系统将来在升级改造、日常维护等方面,都需要投入大量的资金。

  (3)粉饰型,虽然没有需求,但为增强企业自身形象,为给客户留下一个美好的印象,一些企业上了超越自身能承受力的系统。

    这些动机不纯的项目即使成功上线,也很难经受时间的考验,在后续投入不足的情况下系统运行难以为继,只能停用。

    既然智能制造是一个系统工程,它就需要科学的方法论和步骤;智能制造首先要有“明确正当的目标”,然后是“总体规划与设计”,最后是分步实施(采购招标),项目推进、项目验收评估等阶段。

    首先,先谈谈智能制造目标的制定,我们知道企业发展的终极目标是不断提高自身的竞争力,最终在领域内垄断;这就要求企业在尽量低成本的情况下,尽量提高产品或服务的质量,如下图:

智能制造的目标

图1 智能制造目标

    企业要提高质量降低成本,除了常用的企业文化和人才激励等软性手段外,还要有自己的科学化管理体系等硬性手段;而管理体系的建立又包括:企业管理信息化系统,精益制造体系,智能制造系统等等。所以,我们说智能制造系统是属于企业管理体系的一部分,和企业管理体系一样,最终的目标都是:服务于企业,以降低成本和提高产品或服务的质量;如果智能制造系统建立的初衷偏离了这个目标,但必然导致迷失目标,导致系统建设或实施的失败。比如我们要建立一条自动装配生产线,它可以节省了很多人工,但日常的维护成本高于降低的人工费用;这也是说这条自动产线虽然提高了产品质量和效率,但产线的运行成本不是降低而是提高了,所以这样的智能制造系统是得不偿失的。

    下面我们再来谈谈“智能制造系统的总体规划和设计”,我们认为,系统的规划和设计既要考虑空间横向维度,又要考虑时间这个纵向维度。考虑空间维度是因为智能制造系统是属于整个管理体系的一部分,它要实现“智能或者自动化”就必然与外部的诸多系统相关联,它不可能是一个孤立的系统。举个例子来说,我们要上一个车间内的智能物流系统,要实现自动上料、配料等功能,就必然与库存管理系统,物料系统,生产计划系统进行数据交换。如果我们在系统建设的时候不考虑空间横向维度的话,就无法设计出一个实用的智能制造系统。

    至于时间维度,也是一个重要的因素,从前面那个例子我们就可以看出来,企业是不断发展变化的,比如由于市场的变化,企业的产品要更迭、商业模式要变化等等,而我们的智能制造系统也要随着这种变化而变化,来更好地为现在和将来的企业进行服务;如果我们建立智能制造系统的时候,没有考虑到企业发展变化的这个关键因素,就会象上面那家保健品企业那样,又不得不进行大规模二次改造,基本上没有发挥系统降低成本提升质量的功效。

    综上所述,规划设计是智能制造系统建设的一个重要步骤,他需要一个懂得软件信息化,自动化硬件,以及现代工业工程理论的团队来完成,是一个跨学科跨专业的专家团队。不单单是一个软件信息化团队,或者一个设备硬件团队能完成的任务,而且还要具备现代精益制造的理论知识与实践。另外,智能制造系统是嵌入到整个管理体系之中的,它是整个管理体系的一部分,是与整个体系高度关联的;而智能制造系统的设计,又与企业的发展战略密切相关,并覆盖企业未来发展的需要,是有一定的前瞻性的。

    通过智能制造系统的建立,提升我们工厂的制造管理水平达到国外同行的水平,不是一朝一夕能够实现的,必须分步实施,不能一蹴而就。我们认为智能制造分为三个层级:生产的信息化管理、两化融合(信息化+自动化)、智能化生产。

智能制造的三个层级

图2 智能制造的三个层级

    现阶段,企业可以根据自身的能力来实现三个层级中的一个即可,可以由低到高,一步一步地实现生产过程的智能化。我们看到即使是国外的先进工厂,其中的大部分也只是实现了“信息化+自动化”,所以我们进行智能制造项目,要因地制宜根据自身的需求和能力来做,比如有的企业,在经常出现管理黑洞的“生产投料环节”,引入AGV自动智能投料系统。还有的企业,在经常发生人为错误的成品仓储环节,引入智能仓储系统;有的企业为提升自身的产品竞争力,引入了从产品设计到生产的产品可定制化生产系统;在关键工序引入“智能控制系统”,让质量数据快速对生产系统进行反馈调整等等,这些系统无疑都减少了人工操作,提高了生产效率和质量,因为本文篇幅限制,就不一一展开论述了。

    总之,与国外先进制造业水平相比,我国的制造业水平还普遍比较低,大多制造还企业在低端产品上激烈竞争,导致企业的能盈利能力差,这是一个普遍的问题。所以,我国政府才审时度势,提出了中国制造2025的发展愿景,真心希望我们大多数制造型企业能够借助政府的东风,真真正正地提升我们工厂的整体制造水平。

责任编辑:田耘
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