當前，我國正在大力推進(jìn)制造強國建設，智能制造無(wú)疑是重中之重的核心策略。在政府的積極推進(jìn)和企業(yè)內生動(dòng)力的驅動(dòng)下，制造企業(yè)踏上了智能制造的轉型征程，智能制造支撐不少優(yōu)秀企業(yè)成為行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，乃至在細分市場(chǎng)成為全球隱形冠軍。但是，還有很多制造企業(yè)存在不少關(guān)于“輕與重”的認識與實(shí)踐中的誤區。本文將逐一進(jìn)行剖析，希望給廣大制造企業(yè)帶來(lái)一定的啟示，幫助企業(yè)在推進(jìn)智能制造的過(guò)程中少走彎路，取得實(shí)效。
誤區一：重自動(dòng)化，輕數字化
當前，制造企業(yè)面臨著(zhù)巨大的人力資源成本壓力和招工難等問(wèn)題，因此，很多離散制造企業(yè)積極進(jìn)行生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化改造。一部分重復性較高的工位，由企業(yè)提出工藝需求，選擇非標自動(dòng)化集成商提供專(zhuān)用的自動(dòng)化設備，完成諸如擰螺絲、裝配、焊接、打標、檢測等特定工序，從而替代人工，實(shí)現少人化。乍一看很多生產(chǎn)線(xiàn)挺先進(jìn)，但仔細研究，卻發(fā)現一方面很多企業(yè)的自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)還是只能適應單一品種，柔性不強；另一方面，很多企業(yè)還是不夠重視設備聯(lián)網(wǎng)和產(chǎn)線(xiàn)數據采集，難以真正實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的可視化與透明化，管理人員還難以及時(shí)、準確地了解生產(chǎn)現場(chǎng)的實(shí)時(shí)狀況。流程制造企業(yè)的生產(chǎn)線(xiàn)普遍應用了自動(dòng)化控制系統，但數字化技術(shù)的應用也相對滯后，也存在與自動(dòng)化系統脫節的問(wèn)題。
反觀(guān)一些國際優(yōu)秀企業(yè)則非常注重實(shí)現透明工廠(chǎng)和互聯(lián)工廠(chǎng)。某企業(yè)的工作人員可以實(shí)時(shí)查詢(xún)某個(gè)生產(chǎn)工廠(chǎng)某一臺設備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，包括設備使用狀態(tài)、OEE、產(chǎn)量、質(zhì)量、能耗等信息，可以隨時(shí)查看車(chē)間、產(chǎn)線(xiàn)和每臺設備的實(shí)時(shí)狀態(tài)。其中，美國克利夫蘭的一家電子工廠(chǎng)真正將MES系統用深用透，可以及時(shí)查詢(xún)貼片機吸嘴的狀態(tài)，判斷是否需要維護，還可以看到每個(gè)訂單的執行情況、車(chē)間生產(chǎn)排產(chǎn)和執行的狀態(tài)、各條產(chǎn)線(xiàn)的缺陷率等，輔助管理人員及時(shí)作出調整與優(yōu)化，顯著(zhù)提高生產(chǎn)質(zhì)量。
? ? 企業(yè)在推進(jìn)智能制造的過(guò)程中，一定要自動(dòng)化與數字化并重，自動(dòng)化是基礎，通過(guò)數字技術(shù)的應用真正創(chuàng )造價(jià)值。
誤區二：重單機自動(dòng)化，輕系統柔性化
很多制造企業(yè)非常重視購買(mǎi)數控加工中心或者鈑金加工設備，不少企業(yè)還配備了上下料的工業(yè)機器人，但是往往還是單機自動(dòng)化，還沒(méi)有應用柔性制造系統（FMS）或柔性制造單元(FMC)，生產(chǎn)過(guò)程中還需要人工搬運，導致產(chǎn)生在制品庫存，高端智能裝備的OEE較低。
而國際領(lǐng)先企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始應用柔性制造系統，實(shí)現了機加工和鈑金加工的全自動(dòng)、無(wú)人化地加工不同的零件。機加工FMS包括若干臺加工中心、機器人去毛刺單元、清洗單元、軌道輸送車(chē)等設備和控制軟件，配備了立體貨架，放置工件和工裝，可以完成從粗到精的全自動(dòng)加工；鈑金加工的FMS系統則可以實(shí)現從鈑金下料、沖孔、折彎到焊接等整個(gè)鈑金制造工藝。
FMS系統并不是一個(gè)新概念，三十年前就有企業(yè)開(kāi)始應用。但由于早期的設備可靠性、穩定性不足，以及多臺設備的生產(chǎn)調度與管控比較復雜，一些早期應用FMS的企業(yè)放棄了FMS系統，回到單機應用數控加工中心。但是，隨著(zhù)自動(dòng)化、數字化和檢測等技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)FMS系統的技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，成為離散制造企業(yè)提升生產(chǎn)效率的必然選擇。
誤區三：重局部改造，輕整體優(yōu)化
很多企業(yè)十分注重對瓶頸工位或消耗人工較多的工位進(jìn)行自動(dòng)化改造，推進(jìn)“機器換人”。這種方式雖然能夠減少人工，提高單個(gè)工位的效率，但是對于提升生產(chǎn)線(xiàn)的整體效率意義不大，而且往往會(huì )將瓶頸工序轉移到其它工位。
正確的方式是基于工業(yè)工程的理念，利用價(jià)值流圖等方法，根據生產(chǎn)的產(chǎn)品類(lèi)型、產(chǎn)量、批量、制造工藝、產(chǎn)能、生產(chǎn)節拍和在制品物流傳輸方式，對產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行整體優(yōu)化；同時(shí)，從實(shí)現自動(dòng)化加工與裝配的角度來(lái)對制造工藝進(jìn)行優(yōu)化，以降低自動(dòng)化改造的難度，盡量滿(mǎn)足多種變型產(chǎn)品的生產(chǎn)與裝配。例如，某家集裝箱制造企業(yè)在進(jìn)行集裝箱側墻板和頂板生產(chǎn)時(shí)，通過(guò)工藝優(yōu)化，將原來(lái)的平板剪斷→羅拉成型→拼板點(diǎn)焊→自動(dòng)焊接的工藝進(jìn)行了優(yōu)化，將原有縱向焊縫改成橫向焊縫，工藝優(yōu)化成先焊整板再進(jìn)行成型，既減少了焊縫長(cháng)度，又易于進(jìn)行自動(dòng)化改造，還成功實(shí)現了從鋼材開(kāi)卷到成型的多工序連續自動(dòng)化。在長(cháng)期服務(wù)的另一家軌道交通車(chē)門(mén)制造企業(yè)在進(jìn)行自動(dòng)化改造時(shí)，基于精益生產(chǎn)的“一個(gè)流”原則優(yōu)化車(chē)間布局，平衡節拍，保證了在自動(dòng)化改造完成后，整個(gè)生產(chǎn)系統的均衡，減少了搬運距離，最大限度地消除了生產(chǎn)等待和搬運帶來(lái)的浪費。
基于“一個(gè)流”原則進(jìn)行產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化改造
誤區四：重單元系統應用，輕整體規劃與系統集成
歷經(jīng)數十年的應用，工業(yè)軟件的功能不斷細化，在制造企業(yè)中覆蓋的業(yè)務(wù)越來(lái)越廣，企業(yè)應用的信息系統越來(lái)越多。很多企業(yè)往往是為了解決某一個(gè)或一類(lèi)問(wèn)題，滿(mǎn)足某個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)或者某個(gè)業(yè)務(wù)流程的需求而建設一套信息系統，“頭痛醫頭”，缺乏整體規劃，導致系統之間功能重疊、邊界模糊、數據來(lái)源多樣等問(wèn)題。例如，某企業(yè)先導入了ERP系統，后來(lái)由于生產(chǎn)現場(chǎng)細化管理，導入了MES系統，之后由于需要對倉庫進(jìn)行精細化管理，引入了WMS，三個(gè)系統都有物料管理功能，由此帶來(lái)一些單據需要在不同部門(mén)多個(gè)系統之中重復錄入，同一個(gè)數據在不同系統之中多頭管理，導致工作效率低、數據不一致等問(wèn)題。各類(lèi)信息系統越上越多，功能越來(lái)越復雜，但是信息孤島林立，很多數據需從系統中導出、處理、再導入另一系統中，需要到多個(gè)系統進(jìn)行查詢(xún)，才能獲取有效信息。數據變更時(shí)，不能及時(shí)從接收變更的源頭系統傳遞到其它關(guān)聯(lián)系統。企業(yè)的運營(yíng)效率卻沒(méi)有提升，甚至反而下降，投資回報率不高。
部分企業(yè)已經(jīng)意識到此類(lèi)問(wèn)題，通過(guò)對業(yè)務(wù)和系統邊界的劃分，簡(jiǎn)化數據在不同系統之間傳遞的過(guò)程，實(shí)現數據的實(shí)時(shí)共享，保證數據的準確性，消除信息孤島，為企業(yè)運營(yíng)和經(jīng)營(yíng)分析提供統一、一致的數據源。e-works建議，企業(yè)明確業(yè)務(wù)邊界和系統功能邊界，構建統一的系統集成方案，引入主數據管理系統(MDM)，在實(shí)施過(guò)程中實(shí)現各系統的數據集成和接口統一管理，避免數據斷點(diǎn)、接口重復開(kāi)發(fā)等問(wèn)題。
在實(shí)踐當中，幫助企業(yè)對業(yè)務(wù)流程進(jìn)行梳理，結合制造企業(yè)的發(fā)展戰略、管控模式、行業(yè)特點(diǎn)、標準和法規，通過(guò)現狀診斷、需求分析和整體規劃，明確企業(yè)推進(jìn)數字化轉型和智能制造的目標、行動(dòng)計劃和投資概算，確定數字化系統和自動(dòng)化系統的整體框架、集成方案和實(shí)施路線(xiàn)圖，為企業(yè)整體推進(jìn)智能制造提供支撐，取得顯著(zhù)效果。
制造企業(yè)必須改變豎井式的單元系統實(shí)施與應用模式，盡量避免軟件系統功能重疊，導致重復投資等問(wèn)題，使企業(yè)投資的數字化和自動(dòng)化系統能夠達到預期的成效。制造企業(yè)應當將工業(yè)軟件的應用與智能裝備、數據采集、工控網(wǎng)絡(luò )、工廠(chǎng)仿真、產(chǎn)線(xiàn)規劃、AGV和立體倉庫應用等相關(guān)技術(shù)結合起來(lái)，進(jìn)行智能制造整體規劃，并在整體規劃的指導下，進(jìn)行單元系統的實(shí)施；同時(shí)，要順應云計算、組件化、微服務(wù)的潮流，實(shí)現企業(yè)數字化系統架構的升級。
誤區五：重建設，輕運維
制造企業(yè)在智能制造推進(jìn)過(guò)程中，普遍存在重建設、輕運維的問(wèn)題。在系統采購和實(shí)施階段，企業(yè)會(huì )展開(kāi)需求分析、系統評估、可行性分析和招標選型，重大項目高層領(lǐng)導也會(huì )參與到?jīng)Q策過(guò)程，投入大量的人力、物力和財力。但在系統上線(xiàn)以后，卻缺乏持續的運維，應用軟件多年不進(jìn)行維護和升級，系統功能與實(shí)際業(yè)務(wù)流程的匹配度差距越來(lái)越大，系統價(jià)值難以發(fā)揮；自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)也存在不及時(shí)維護保養，故障率高等問(wèn)題。某企業(yè)應用了國際知名的ERP系統，但是上線(xiàn)七年，沒(méi)有進(jìn)行持續運維，而企業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式、組織架構和業(yè)務(wù)流程發(fā)生了很大變化，導致ERP系統與企業(yè)的實(shí)際需求差距越來(lái)越大，業(yè)務(wù)部門(mén)意見(jiàn)很大；同時(shí)，ERP系統的新版本與企業(yè)應用的老版本功能也有了很大差異，企業(yè)重新升級的成本幾乎與重新購買(mǎi)相同，在老版本上做的二次開(kāi)發(fā)模塊也需要重新開(kāi)發(fā)。
企業(yè)的發(fā)展是動(dòng)態(tài)變化的，唯一的不變就是變。因此，企業(yè)在信息系統選型時(shí)，需要充分考慮系統的柔性化、平臺化、可配置和可擴展；同時(shí)，企業(yè)也需要及時(shí)對系統進(jìn)行維護升級，企業(yè)的IT團隊要能夠及時(shí)根據企業(yè)需求的變化，對信息系統進(jìn)行重新配置，盡量減少語(yǔ)言級的二次開(kāi)發(fā)，注重IT治理。
誤區六：重數字化設計，輕數字化仿真與優(yōu)化
近年來(lái)，制造企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)（R&D）方面的投入持續增加，購買(mǎi)了三維CAD、CAE等軟件，但是，大部分企業(yè)還是重產(chǎn)品開(kāi)發(fā)（Development）、輕研究（Research），主要還是根據客戶(hù)的訂單需求進(jìn)行產(chǎn)品設計，對于前沿技術(shù)的研究與探索不夠。在系統應用方面，數字化設計軟件應用十分廣泛，部分企業(yè)已經(jīng)延伸到數字化工藝，但是對于仿真技術(shù)的應用還停留在初級階段，主要進(jìn)行運動(dòng)仿真、結構和流體仿真與驗證，尚未實(shí)現仿真驅動(dòng)設計和多物理場(chǎng)的仿真分析和優(yōu)化設計，仿真應用不成體系，缺乏對仿真規范、仿真流程、材料數據庫的管理，仿真人員沒(méi)有建立專(zhuān)門(mén)的組織，仿真軟件的價(jià)值遠未充分發(fā)揮。
在國際先進(jìn)制造企業(yè)中，仿真已成為提升產(chǎn)品研發(fā)能力，改進(jìn)制造工藝，提高產(chǎn)品性能和可靠性的重要手段。仿真技術(shù)也在不斷創(chuàng )新，實(shí)現了實(shí)時(shí)仿真，仿真軟件更加宜人化，數字化設計和仿真可以實(shí)現雙向集成，也出現了針對特定產(chǎn)品（例如齒輪、軸承、動(dòng)力電池、電機等）的設計與仿真分析一體化的軟件系統。仿真技術(shù)的應用可以幫助企業(yè)減少實(shí)物試驗，顯著(zhù)降低研發(fā)成本，成為企業(yè)提升創(chuàng )新能力的必然選擇。在智能工廠(chǎng)建設方面，也可以利用工廠(chǎng)仿真軟件，對設備和產(chǎn)線(xiàn)布局、工廠(chǎng)物流、人機工程和裝配過(guò)程進(jìn)行仿真，建立真實(shí)工廠(chǎng)的Digital Twin。在復雜的智能產(chǎn)品（例如風(fēng)力發(fā)電機組、航空發(fā)動(dòng)機）投入使用之后，也可以基于對產(chǎn)品內置的傳感器采集的數據，通過(guò)對產(chǎn)品的Digital Twin進(jìn)行仿真，來(lái)分析與預測真實(shí)產(chǎn)品的運行狀態(tài)和故障隱患，適時(shí)進(jìn)行調整，進(jìn)行預測性維修維護。
汽車(chē)行業(yè)仿真技術(shù)應用
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企業(yè)在推進(jìn)智能制造的過(guò)程中，一定要數字化設計與數字化仿真與優(yōu)化并重，數字化設計是仿真的基礎，應用數字化仿真與優(yōu)化技術(shù)來(lái)提升產(chǎn)品性能；同時(shí)，在仿真技術(shù)應用過(guò)程中需要注重仿真規范和標準、仿真流程、仿真結果的分析和利用，實(shí)現仿真知識管理。
誤區七：重信息系統應用，輕數據價(jià)值體現和管理改善
很多制造企業(yè)在數字化轉型的過(guò)程中已經(jīng)應用了諸多信息系統，但系統應用的效果和發(fā)揮的價(jià)值卻參差不齊。一方面，雖然企業(yè)信息系統的應用領(lǐng)域不斷拓展，但企業(yè)對系統的數據本身缺乏分析，數據的價(jià)值未得到充分挖掘，難以支撐企業(yè)決策；另一方面，企業(yè)想借助信息系統去管理大部分的業(yè)務(wù)問(wèn)題，但建設信息系統時(shí)，卻忽略了企業(yè)本身所需要執行的管理改善，業(yè)務(wù)管理的規范和標準很不完備，造成系統的應用效果未達到預期。
一些優(yōu)秀的制造企業(yè)在信息系統選型之前，除了必要的業(yè)務(wù)現狀調研、需求分析等工作外，還會(huì )對企業(yè)的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行梳理和優(yōu)化，包括營(yíng)銷(xiāo)模式、研發(fā)過(guò)程管控、生產(chǎn)運營(yíng)體系、物流供應體系等，通過(guò)建立組織、完善制度、輸出改善措施和行動(dòng)細則，來(lái)支撐整個(gè)系統的建設，真正的做到“管理先行、業(yè)務(wù)驅動(dòng)”。在應用系統的基礎上，通過(guò)BI決策分析對數據內涵的價(jià)值進(jìn)行挖掘和分析利用，對各類(lèi)業(yè)務(wù)進(jìn)行前瞻性預測及分析，并實(shí)現戰略分解和運營(yíng)監控，為企業(yè)各層級的決策提供有力支撐。
企業(yè)在推進(jìn)智能制造的過(guò)程中，要做到信息系統應用與管理改善并重，通過(guò)推進(jìn)業(yè)務(wù)管理的規范化、標準化，結合系統實(shí)施提升管理基礎，使信息系統有效地支撐業(yè)務(wù)運行。在業(yè)務(wù)系統全面應用的前提下，對各類(lèi)數據進(jìn)行有效分析，充分挖掘數據價(jià)值，有效支撐決策。企業(yè)應當將組織和制度的完善與管理手段與信息系統進(jìn)行匹配，對包括部門(mén)職責、崗位職責、管理模式、績(jì)效考核體系和人員素質(zhì)等方面進(jìn)行持續改善，從而提升應用效果，發(fā)揮信息系統實(shí)施的預期價(jià)值。
誤區八：重顯示度，輕實(shí)用性
在國家大力推進(jìn)智能制造的背景下，部分企業(yè)不惜重金打造出豪華版的智能工廠(chǎng)，各種智能裝備和信息系統一應俱全，包括知名品牌的BI、ERP、PLM、MES、SRM、ESB、生產(chǎn)及物流仿真系統、自動(dòng)立體庫、AGV、自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)、生產(chǎn)指揮中心等，建立了專(zhuān)門(mén)智能制造展廳、車(chē)間現場(chǎng)的參觀(guān)通道、示范生產(chǎn)線(xiàn)等，很有顯示度。但在實(shí)用性方面卻明顯不足，例如：生產(chǎn)線(xiàn)建設未考慮實(shí)際市場(chǎng)需求，導致重復建設、設備閑置，產(chǎn)能利用不充分；自動(dòng)立體庫的建設對于場(chǎng)地位置布局、物料的分類(lèi)管理、物料外包裝設計、物料標識、存取分揀等環(huán)節考慮不足，導致自動(dòng)立體庫效率低下；AGV的應用對于搬運頻次、搬運路徑與倉庫及生產(chǎn)現場(chǎng)的協(xié)同等方面存在不足，導致AGV無(wú)法實(shí)際應用；生產(chǎn)指揮中心圖表及數據對于生產(chǎn)現場(chǎng)的掌控及指導性不足、實(shí)時(shí)性不夠；生產(chǎn)及物流仿真應用與實(shí)際脫節，對于多產(chǎn)品的混線(xiàn)生產(chǎn)適應性不足等。最為明顯的是，不少企業(yè)不惜重金建立了大屏幕生產(chǎn)指揮中心，平常卻沒(méi)人看，更多地只是用于參觀(guān)。對于生產(chǎn)狀態(tài)的預警和報警等關(guān)鍵信息，卻沒(méi)有實(shí)現根據管理者的角色推送到移動(dòng)終端。
推進(jìn)智能制造必須注重實(shí)效！一家知名企業(yè)在精益生產(chǎn)理念的主導下，通過(guò)五年時(shí)間，先后實(shí)現20多個(gè)關(guān)鍵工序的自動(dòng)化生產(chǎn)，有針對性地解決了產(chǎn)品質(zhì)量不穩定、生產(chǎn)效率低下等痛點(diǎn)問(wèn)題；通過(guò)引進(jìn)AGV自動(dòng)小車(chē)，對主要的流水線(xiàn)實(shí)行自動(dòng)配送；引進(jìn)機器視覺(jué)技術(shù)，對機構的零部件裝配、產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)等進(jìn)行自動(dòng)影像檢測，提升質(zhì)檢效率；通過(guò)MES系統應用，實(shí)現了生產(chǎn)的透明化與規范化、無(wú)紙化管理，結合條碼、RFID等工具，實(shí)現質(zhì)量可追溯，保證產(chǎn)品的可靠性；通過(guò)虛擬仿真系統，建立了與物理工廠(chǎng)完全匹配的數字化工廠(chǎng)，實(shí)時(shí)監控物理工廠(chǎng)運轉狀態(tài)；通過(guò)SCADA系統實(shí)現對設備、環(huán)境、能源等數據的實(shí)時(shí)采集，實(shí)現了數字化與自動(dòng)化系統的融合；通過(guò)生產(chǎn)調度指揮中心，生產(chǎn)指標實(shí)時(shí)反饋，異常實(shí)時(shí)處置，實(shí)現了生產(chǎn)組織的扁平化管理。
企業(yè)在推進(jìn)智能制造的過(guò)程中，一定要明確自身的短板及需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，制定合理的規劃及實(shí)施計劃，分期分重點(diǎn)，選擇合適的技術(shù)、系統、設備和團隊解決企業(yè)的痛點(diǎn)問(wèn)題。
總之，推進(jìn)智能制造是一個(gè)長(cháng)期的過(guò)程，不要期望“畢其功于一役”，制造企業(yè)需要建立“打持久戰”的決心。智能制造推進(jìn)是一個(gè)十分復雜的系統工程，涉及到多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)，技術(shù)本身也在不斷創(chuàng )新和發(fā)展，因此，不僅需要系統地進(jìn)行規劃，在規劃落地執行過(guò)程中，也要根據企業(yè)的實(shí)際經(jīng)營(yíng)狀況對規劃滾定；制造企業(yè)必須本著(zhù)務(wù)實(shí)求真的態(tài)度，既要考慮系統的先進(jìn)性，更要考慮實(shí)用性；制造企業(yè)既要建設好自身的專(zhuān)業(yè)團隊，又要適時(shí)引入專(zhuān)業(yè)的咨詢(xún)服務(wù)機構和數字化、自動(dòng)化解決方案提供商作為戰略合作伙伴。只有這樣，才能成功達到智能制造的“彼岸”。
免責聲明：注：本文由e-works咨詢(xún)事業(yè)部多位資深咨詢(xún)顧問(wèn)與黃培博士共同研討和撰寫(xiě)。由天拓四方公眾號推薦閱讀，僅用于知識傳遞，謝謝支持。