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智能制造為生產(chǎn)模式帶來顛覆性改變
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智能制造的概念是隨著“工業(yè)4.0”和“中國制造2025”的提出而為人們所熟知，如果說互聯(lián)網(wǎng)改變了人們的消費模式，那么智能制造將徹底改變生產(chǎn)模式，重構(gòu)整個價值鏈的實現(xiàn)方式，她所帶來的影響要比消費領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)大上十倍甚至上百倍，一個僅僅是在價值流通環(huán)節(jié)實現(xiàn)了信息連接，而另一個要在價值創(chuàng)造環(huán)節(jié)實現(xiàn)信息連接。
這里不僅涉及到人與人的信息溝通，還涉及到人與設(shè)備、人與產(chǎn)品、設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與產(chǎn)品的信息溝通，即所謂的信息物理(CPS)融為一體，做到萬物相聯(lián)。
根據(jù)美國在2016年通過的法案，對智能制造的定義是：
▍在信息、自動化、監(jiān)測、計算、傳感、建模和網(wǎng)絡(luò)方面的先進技術(shù)：
1、數(shù)字模擬制造生產(chǎn)線、計算機操控的制造設(shè)備、生產(chǎn)線狀態(tài)的監(jiān)控和交互、全生產(chǎn)過程中能源消耗和效率的管理及優(yōu)化。
2、廠房能源效率的建模、模擬和優(yōu)化。
3、監(jiān)測和優(yōu)化建筑的節(jié)能性能。
4、產(chǎn)品能源效率及可持續(xù)化性能的建模、模擬和優(yōu)化，包括使用數(shù)字模型和增材制造加強產(chǎn)品的設(shè)計。
5、將制造產(chǎn)品連入網(wǎng)絡(luò)以監(jiān)控和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，包括自動化網(wǎng)絡(luò)操作。
6、供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化連接。
美國的定義過于強調(diào)了智能制造的技術(shù)層面，如果我們站在整個社會、整個企業(yè)的角度來看如何為客戶創(chuàng)造價值，我認為智能制造是“通過信息、自動化、監(jiān)測、計算、傳感、建模和網(wǎng)絡(luò)方面的先進技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計和連接”。信息、自動化、監(jiān)測、計算、傳感、建模和網(wǎng)絡(luò)方面只是技術(shù)手段，最終目的是要實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計和連接。
想象一下，在這些先進技術(shù)手段的支撐下，產(chǎn)品從設(shè)計到制造交付乃至售后服務(wù)的價值鏈和業(yè)務(wù)模式將重新被定義。
首先需要研究客戶的個性化需求特征，比如衣服的顏色、尺寸，汽車的座椅、內(nèi)飾等，在設(shè)計的時候進行規(guī)劃，用模塊化設(shè)計來匹配個性化選擇特征，以及CBB共享零組件結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)樂高玩具式的個性化選擇。從某種程度上來說，完全意義上的個性化是無法實現(xiàn)的或者實現(xiàn)成本非常高，除非是3D打印，但也會受制于材質(zhì)。當然，這些需求轉(zhuǎn)換為設(shè)計的過程都被技術(shù)手段PLM數(shù)字化了，可以通過仿真模擬測試并傳送給客戶確認。
然后開始規(guī)劃生產(chǎn)過程，通過ERP將信息流和物流進行整體統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，整個供應(yīng)鏈流程仍然需要規(guī)劃設(shè)計，從客戶需求的管理到計劃體系的執(zhí)行，乃至供應(yīng)商的選擇和布局等等。如果沒有合理設(shè)計，信息流和物流就會在個性化定制的過程中變得日益復(fù)雜，直至崩潰。
就算物聯(lián)網(wǎng)能實現(xiàn)，這個成本也會非常高，因為既要保證物料準時達到生產(chǎn)線，又要避免過高的庫存占用資源。如果物流設(shè)計不合理，過于離散、搬運距離長、路線交叉逆行等，傳感器以及運輸?shù)某杀镜葘⒅本€上升。例如，一家知名的物流巨頭就通過合理設(shè)計路線(如所有車輛都是右轉(zhuǎn)行駛)極大地降低了紅燈等待時間，從而降低物流成本。
智能制造為生產(chǎn)模式帶來顛覆性改變
接下來就是個性化生產(chǎn)的過程，這里仍然需要生產(chǎn)流程的設(shè)計。如同你乘飛機時托運行李的自動分揀線一樣，每秒5米的高速運作分揀生產(chǎn)，生產(chǎn)流程被整個連接起來實現(xiàn)連續(xù)均衡生產(chǎn)，而不是每個工序斷斷續(xù)續(xù)的生產(chǎn)，這也就是精益生產(chǎn)所要先做好的工作。比自動分揀線復(fù)雜的是，產(chǎn)品生產(chǎn)并不只有一個工序，通常是幾十甚至上千道工序。
如果沒有精益布局的設(shè)計，在生產(chǎn)流程上根據(jù)工藝過程實現(xiàn)物理上的連接，智能制造的成本會呈幾何倍數(shù)上升，特別是在裝備、家電、汽車、機械、航空航天、電子等離散型行業(yè)，每個工序做完去到下個工序都要做無數(shù)個選擇，當你通過精益生產(chǎn)將所有工序連接起來后，每個工序的選擇會減少到很少的個位數(shù)，傳感器、自動化以及建模等成本會極大降低。
最后，產(chǎn)品生產(chǎn)出來交付到客戶手中，客戶在使用過程中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送回制造商，制造商通過這些產(chǎn)品使用大數(shù)據(jù)，分析客戶的使用習慣，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計，也可遠程調(diào)整產(chǎn)品參數(shù)，提高使用性能，降低使用和維護成本。這在飛機發(fā)動機上已經(jīng)實現(xiàn)，GE通過飛機引擎工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析，幫助運營145架飛機、單月執(zhí)行1.6萬個航班的歐洲大型航空公司意大利航空(Alitalia)一年節(jié)約了1500萬美元的燃油成本，由硬件供應(yīng)商轉(zhuǎn)型為增值服務(wù)供應(yīng)商。
所以說，智能制造并不只是簡單的信息、自動化、監(jiān)測、計算、傳感等先進技術(shù)的應(yīng)用，她需要先行規(guī)劃設(shè)計，目標是實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的連接。如果沒有規(guī)劃設(shè)計，你會發(fā)現(xiàn)這些信息系統(tǒng)、自動化、監(jiān)測、計算、傳感等各自為政，根本無法融為一體發(fā)揮作用，我們經(jīng)?？吹胶芏嗥髽I(yè)上了幾個到幾十個各種各樣的IT系統(tǒng)，結(jié)果都變成了信息孤島，數(shù)據(jù)無法共享用于分析決策。
自動化投資很高，結(jié)果標準化沒做好很多產(chǎn)品用不上，利用率低，10年也收不回投資。更別提人-產(chǎn)品-設(shè)備-數(shù)據(jù)之間的互聯(lián)互通，這些生產(chǎn)資源各自都是孤立設(shè)計的，從未被作為整體來考慮。在這種情況下，即使技術(shù)再先進也無法實現(xiàn)真正的智能制造。
未來20年，智能制造將給生產(chǎn)模式帶來顛覆性的變革，隨著人口紅利的消退，制造業(yè)必須實現(xiàn)效率的翻倍和成本的減半才可支撐經(jīng)濟的良性發(fā)展。對于大部分中國企業(yè)來說，通過精益思想重新規(guī)劃研發(fā)-采購-生產(chǎn)-營銷-售后的價值鏈流程和業(yè)務(wù)模式可實現(xiàn)效率和成本的業(yè)績提升30-50%，剩下的則可通過智能制造來實現(xiàn)。
