从延陵至金陵，问“智造”与“精益”融合之道

       江苏省在实体经济领域表现突出，坐拥全国规模最大的制造业集群。近年来，在传统制造向智能制造转型升级的浪潮中，江苏省依托“智改数转”战略，有效推动制造业向高端化、智能化和绿色化方向升级，并涌现了一大批大胆创新、务实进取推进智能工厂建设的优秀企业，成为了中国制造企业考察学习的标杆。 

       2024年12月18-19日，e-works数字化企业网成功组织了“第五届江苏标杆智能工厂考察”。本次考察中，e-works CEO黄培博士带领考察团成员前往常州与南京，实地探访了梅特勒-托利多（常州）测量技术有限公司、南京奥托立夫汽车安全系统有限公司、西门子数控（南京）有限公司等业界领先的标杆智能工厂。通过实地考察、专家讲解和深度探讨交流，考察团不仅身临其境地领略了不同行业智能工厂的最佳实践，开拓了视野，共同学习了标杆企业的成功之道。
 
一、转思想

       企业推进智能制造首先要“师出有名”，以此凝聚全体员工的共识，共同贯彻执行既定规划。智能制造和精益生产的目标是一致的，两者都旨在提高生产效率与产品质量，减少浪费，降低成本，并且通过优化流程来增加企业的竞争力，以满足客户多样化的需求。通过建立统一的战略规划框架来融合“智造”与“精益”，让智能制造像精益生产一样深入人心，做到“师出有名”。例如，梅特勒-托利多在推进智能制造规划阶段就提出精益化、自动化和数字化的战略目标，并以安全、质量、交货、成本（SQDC）等精益生产的标准作为衡量推进智能制造的成效指标；奥托立夫将推进智能制造直接纳入公司APS(Autoliv Production System) 精益体系，并由精益生产与数字化部门经理统一负责实施与推进；西门子则主打“数字化转型精益先行”的转型理念。

       在精益生产中广泛应用的5S管理、现场质量管理、防呆防错、标准作业等措施可以尽可能地消除作业现场的不确定性，从而降低了推进智能制造所需面对的风险和复杂度。智能制造技术的应用使得传统精益生产的许多工具得到了极大的增强。前者提供了坚实的管理基础，后者带来了技术创新的可能性。
 
       企业管理人员在推进智能制造后，思想转变是非常明显的，由原来单纯依赖自动化设备和技术手段提升生产效率转变为“智造”+“精益”的思想，即不仅重视技术的应用，更强调通过智能化与精益管理相结合的方式优化整个生产流程和管理体系。这种转变意味着管理者开始认识到，智能制造不仅仅是引入先进的硬件设施或软件系统，更重要的是要从战略层面出发，构建一个以数据驱动、持续改进为核心的企业文化，同时注重员工技能的培养和发展，确保人机协作的最佳状态。遇到生产与管理的瓶颈，企业管理人员会站在“智造”+“精益”的角度，用“精益”做判断，用“智造”做补充，找到突破瓶颈的更好路径。

       同时对智能制造的推进成效，企业管理人员也不是仅仅看ROI，而是站在业务和技术的角度，通过降低生产与管理成本、给企业带来的机会、企业能力的提升、以及未来风险等指标来综合衡量推进智能制造的收益。

二、找方法

       从这些企业推进智能制造的历程来看，它们对于“智造”与“精益”之间的平衡把握得非常好，形成了一套自己的方法论，虽然细节上各有侧重，但这些方法都涉及以下4个关键点：

       1. 标准化先行

       精益生产的基石在于标准化操作流程。在实施智能制造之前，企业应当先建立健全的标准作业程序（SOP），确保每个环节都有明确的操作规范。这一步骤对于后续的数据收集至关重要，因为只有当所有员工都按照统一的标准执行任务时，所采集到的数据才是可靠且具有可比性的。如梅特勒-托利多不仅在生产环节结合MES系统落实标准化操作并采集实际工时，还在仪器仪表研发设计阶段强调“最小单元创新，模块化设计”，最大程度为生产制造环节标准化打好基础，从研发、设计、制造整个流程通盘考虑“标准化先行”原则。同时，西门子也强调“搭积木”自动化概念，简化自动化生产线地搭建过程，使其模块化、标准化，增强生产线的适应性。一个是产品生产的标准化，一个是生产线搭建的标准化，归根结底，标准化先行可以视作企业转型升级的前提条件。

       2. 审查业务流程，聚焦具体应用，绘制转型路线图。

       审查业务流程是为了寻找改进流程的机会，实现业务指标的提升。转型路线图则是由业务流程审查中所发现的改进机会串联而来，由业务指标来确定改进目标并持续优化。例如奥托立夫就通过对业务流程的审查绘制了企业数字化路线图，对各个流程改进机会所对应的具体应用进行规划部署并制定了期望目标，每隔两个季度企业会对照数字化路线图对应用落地效果进行考察。在对产品质检流程进行审查时，奥托立夫发现安全带移动缺陷（Moving defect on belt）靠人工检验准确率低，增大了产品质量风险，于是通过绘制数字化路线图，最终确定运用AI+机器视觉的方式进行检验，并按照路线图的规划逐步优化，提高了安全带质检准确率。

       3.价值流图（VSM）分析

       价值流图作为精益生产的有力工具，在智能制造背景下，其已成为数据驱动决策的重要载体。企业通过绘制价值流图，可以直观地展示产品从原材料采购到最终交付给客户的整个生命周期中各个阶段的价值创造情况。借助这一工具，企业管理者能够清晰地看到哪些活动是增值的，哪些是非增值但必要的，哪些则是完全不必要的浪费。基于这些分析结果，企业可以进行新工厂规划，也可以在原有工厂的基础上选择最需要改进的部分进行重点投资和技术升级。例如，西门子在规划SNC时就通过Plant Simulation对整个工厂进行价值流仿真分析，为企业管理层提供科学合理的建议，帮助其做出更加明智的投资决策，以达到提高工厂整体生产效率、减少库存水平、降低运营成本和缩短交货期等目的。

       4. 消除浪费与持续改进

       精益生产的核心原则之一就是消除一切形式的浪费，包括过度生产、等待时间、运输距离过长、库存积压等。智能制造则提供了强大的数据分析能力，帮助企业更精准地识别出这些浪费。两者结合后，可以通过小步快跑的方式不断优化现有流程，形成一个自我强化的学习循环。例如梅特勒-托利多在产品设计阶段运用Team Center 平台，努力控制“中性模组”的数量，从源头降低产品的复杂度，减少生产阶段浪费发生的概率，使用SAP系统进行多需求管理，然后在生产执行阶段运用MES精准执行多品种产品配置、包装管理和测试，实现研发到生产全流程浪费消除，再对MES所反馈的生产数据进行分析，持续改进以上流程。
 
三、钻应用

       企业推进智能制造最终是要落实到一个个具体应用之上的。本次所考察企业对于智能制造和数字化技术的应用程度之深，令考察团印象深刻。

       在推进智能制造的过程中，对于自动化、柔性化与智能化的取舍，梅特勒-托利多给予了考察团更多的启发。众所周知，产品的模块化与标准化是实现生产自动化的前提条件。但对于仪器仪表多品种、小批量的生产现状，梅特勒-托利多并不适合全流程自动化。在电子秤和仪表车间中，其筛选出原料标准化程度较高且产量达到一定规模的产品，采用人机协作的柔性生产方式，挑选适合的工序进行自动化升级，如使用六轴机器人与多种工装夹具配合完成不同仪表原料的抓取和装配等任务；平台秤智能生产线采用了APS（高级计划与排程系统）、智能仓储系统和无人叉车，实现了原料的高效收发和调配，通过AGV小车和移动式工作台，实现了在制品的灵活流转，运用了桁架式机器人加机器视觉方案对平台秤进行装配检查，极大提高了产品终检效率。这条“可重构”式生产线仅用13名员工就实现了年产值2.5亿的佳绩；车辆衡生产车间的钢板流转、折弯、焊接和喷涂等工序均已实现自动化，大幅提升了生产效率，正在向全流程自动化发展。这三种生产场景的自动化程度最高的是车辆衡生产，柔性化程度最高的是电子秤和仪表生产，智能化程度最高的是平台秤生产，虽然差异较大，但效益喜人。同时它们都是梅特勒-托利多通过将精益原则落实到生产的各个环节，再运用智能制造使能技术进行针对性地改进升级而形成的实践成果。
 
       对于供应链优化相关工具地使用，企业多以提高灵活性、准确性、时效性、减少浪费为依据，但应用程度与侧重点各不相同。奥托立夫原料仓库运用WMS（仓库管理系统）、SCM（供应链管理系统），实现原材料从入库到出库全过程的精细化管理，确保了物料精确供应，满足了公司“拉动式”精益生产要求。西门子则强调在工厂规划建设初期，运用Plant Simulation等仿真软件对整个仓库布局、物流路径进行了详细的模拟测试，确保每个货架位置、通道宽度都能达到最优配置。以上企业对于供应链优化采取的措施各有千秋，但仍然是在精益生产的思想下结合自身现状推进智能制造的不同表现形式。

       AI应用也是考察团关注的重点。本次考察企业对于AI应用持务实态度。手工装配常带来质量风险，西门子通过产品装配视频来训练AI，使其能够检验装配次序、装配动作、装配位置等是否正确，从而全面降低手工装配带来的质量风险。奥托立夫基于AI开发出的应用——Machine Talk，也同样实用，它被用于设备的数据管理与预测性维护，具体的流程是，当 Machine Talk发现某台设备需要检修，就会电话通知在岗的技术人员并基于以往维修数据，给技术人员推荐合适的维修方案。技术人员可以通过平板查看设备状态，参考维修方案，依据经验进行作业。对于AI的应用，考察企业均是因地制宜地部署，务实运用，为企业真实需求而服务。

后记

       本次走访的江苏强企，考察团不仅看到了智能制造的前沿应用，更感受到这些企业扎实的“精益”基本功。精益生产强调消除浪费、优化流程、持续改进等理念，为企业推进智能制造指明了方向。而智能制造所带来的技术支持帮助企业更好的识别浪费、优化流程、防呆防错、提高生产效率和产品质量，进一步推动精益生产的持续改进与优化。通过转思想、找方法、钻应用等途径将精益生产与智能制造有机融合，相信企业能够在提高生产效率、降低成本的同时，能更好地满足市场多样化需求，快速响应市场变化，提升核心竞争力，实现可持续发展。
 
       更多考察详细内容，请查看e-works特别报道：第五届江苏标杆智能工厂考察特别报道。