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从“中国制造”转向“中国智造”,柔性制造充当了什么角色?

2022/6/1    来源:新工业洞察    作者:新工业洞察      
关键字:智能制造  柔性制造  
作为智能制造的重要内容,柔性制造恰好能反映出智能制造“有柔性”的特点。

    自2010年以来,我国制造业增加值已连续11年位居世界第一,成为全球工业体系最为健全的国家。

    2020年,国内制造业增加值增长到26.6万亿元,占全球比重的近30%,制造业在国内GDP的比重高达40%,并且直接为1.3亿人提供了工作岗位,这个数字在过去数十年一直保持相对平稳。

    近年来,伴随“中国制造”向“中国智造”的转变,越来越多的企业进行产业升级。

    “柔性化生产”、“柔性制造”等新型方式及模式开始备受关注,除了大批量的刚性生产产品外,众多企业纷纷尝试柔性制造,包括ZARA、都市丽人、三一重工、东风汽车等企业,已经建立了自己的柔性生产线。

    随着工业4.0的到来,“互联网+”为制造业带来更多可能,工业互联网、数字化、AI等技术正改变着传统工业的产销形式,“个性定制”、“小批量生产”成为现实。

“刚性制造”下的效率再加速

   想弄明白企业为什么尝试柔性制造,首先要了解什么是柔性制造。

    事实上,柔性制造也不是第一次提到了。早在1983年左右,北京机床所与日本FANUC合作研发的我国第1条回转体加工柔性制造系统投入生产,但受制于当时的制造业环境以及市场因素,柔性制造一直未被扩大。

    2013年,随着市场开始流行C2M(顾客对工厂)模式,柔性制造逐渐被大众所熟知,阿里提出的C2B用户定制模式,与柔性制造存在一定的相似度。

图1

    柔性制造的概念及模式其实是广泛存在的,比如,这种以为导向的、以需定产的制造方式,也可以称之为柔性制造,比较典型的例子就是电商领域兴起的“C2B”“C2P2B”等模式便是柔性制造的精髓所在,特点便是能更根据需求,实现对机器、工艺、产品、生产能力、维护系统、系统拓展的柔性改造,令企业生产快速相应市场需求变化,最终达到效益最大化。

    在柔性制造中,核心之一便是从传统的“以产定销”转变成“以销定产”,在保证品质和反应速度的情况下,有效地反应消费者的个体需求。制造业当中,听得最多的便是柔性生产,它是在柔性制造的基础上,为适应市场需求多变和市场竞争激烈而产生的市场导向型的按需生产的先进生产方式,其核心在于提高生产效率以及利用率。

    ZARA可以说是比较早运用柔性生产的企业,其主要竞争力并不在设计端,而在于供应链的优势,ZARA的生产周期从生产设计到铺货只需要10到15天,而一般的企业需要60天,在这样的商业模式下,ZARA能够快速的捕捉市场需求,把商品快速销售出去,提升自己的售前利润率。

    作为国内本土的工程机械企业三一重工,也已经建设了自己的柔性生产线。此前,三一重工针对客户的特殊化需求,通过对生产线的柔性改造后,将原本需要28天左右的制造周期,缩短了近40%,仅用了17天。

    之所以制造业企业推动柔性制造,关键还在在于市场差异化的要求,对制造业企业的要求越来越高。

    工业化时代,受益于当时社会的经济环境以及消费结构,刚性制造成为制造业核心的生产模式,“单一”、“大批量”产品满足当时消费者及市场需求,发展定制经济存在着很大的瓶颈,那就是没法上规模,所以刚性制造成为制造业企业发展的关键,效率最大化、批量化成为刚性制造以及工业化流程的核心。

    而定制经济存在着很大的瓶颈,核心在于无法满足规模化的同时,还会增加人力、物力成本,效率最大化无法得到体现。

    但伴随消费结构升级,“以产定销”已经不在能满足市场及消费者的多样化需求,买方市场和消费者个性化、定制化、时效性要求的增多,满足“多样化、小规模、周期可控”生产模式的市场需求日渐旺盛,加之,国内人口老龄化加速、劳动力短缺等问题逐渐显现,对于传统的“用工大户”制造业企业来说,这些人力问题对用工造成一定影响。

    也正是这种消费结构的升级倒逼制造业改变生产模式,逐渐走向以消费者为导向的产供形式,推动制造业从“粗而光”向“精而细”转变。

“柔性制造”的产供落地

    对于制造业来说,智能制造已经是大势所趋,特别是近年来,国家层面都在制造业领域进行相应的鼓励以及政策支持,推动企业智能化升级。与传统制造相比,智能制造能够实现人与机器人的互动互联,突破传统工业机器人的局限性,适应流水线到网络化生产的变化,提高效率的同时节省成本。

    作为智能制造的重要内容,迄今为止,全世界有大量的投入了应用,仅在日本就有175套完整的柔性制造系统,国际上以柔性制造系统生产的制成品已经占到全部制成品生产的75%以上,而且比率还在增加。

    2020年9月,工业和信息化部出台的《关于促进制造业产品和服务质量提升的实施意见》指出,鼓励企业技术创新,开展个性化定制、柔性生产,丰富产品种类,满足差异化消费需求。

    同年11月,国家发改委等15部门联合印发《关于推动先进制造业和现代服务业深度融合发展的实施意见》,其中,要求推广柔性化定制,通过体验互动、在线设计等方式,增强定制设计能力,加强零件标准化、配件精细化、部件模块化管理,实现以用户为中心的定制和按需灵活生产。

    但对于制造业来说,柔性制造也从来就不是一个单点能力,而是一个系统的组织能力,企业需要柔性物流、柔性控制、柔性调度、柔性生产计划,并在此基础上完成柔性生产,考验的是生产线和供应链的反应以及协同速度。

    一方面,生产线想要实现柔性生产,就离不开数字化驱动,而生产的基础,就是数据。这就需要制造业企业,在5G以及工业互联网的背景下,介入目前的AI、物联网、大数据、边缘计算等技术,与机器生产形成互联互通,提升柔性生产的效率。例如说,在产品生产环节,通过数字化智能评估实现“以需定产”,促进生产端迈进数字化;利用目前的5G技术以及工业互联网平台,通过大数据进行分析处理,AI进行智能决策,制定出最佳生产方案。

    另一方面,就是提升供应链及物流的柔性化程度,形成生产资源的协同关系,物流路径的柔性可以实现资源的动态协同,通过精益的排产与调度可以大幅提高设备的使用率与生产的柔性;供应链的柔性化则是,不断改良生产工艺,优化生产流程,在流程中提高人效,精准化生产达到零库存,降低库存成本的同时,快速触达消费者的个性化需求。

    业内人士指出,实现柔性制造,考验的绝不仅是企业的技术能力,还有管理等各方面的软实力,不是依靠引入一两项先进设备就能解决的,不能仅仅局限于对生产层面的关注,更需要全面开发上下游产业的柔性。

结语

    从广义而论,智能制造,是推动国内制造业从高速度增长转向高质量发展的关键,作为智能制造的重要内容,柔性制造恰好能反映出智能制造“有柔性”的特点。随着工业互联网应用的深入,通过柔性制造在内的智能制造的发展,将双向赋能制造业企业及制造行业,成为未来推动制造产业发展的驱动力。

责任编辑:杨培
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