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第三章
数字加管理 打造智能力

中国智能制造百人会专家委员 张明文

一、制造业的“资源—能力—竞争力”

什么是竞争力?产品性价比;性价比靠什么?资源变能力。

1. 产品性价比代表了企业竞争力

制造型企业是通过制造产品并卖给客户获得利润的。在市场经济下,产品卖得越多,企业获取的利润就越多,产品的市场占有率也就代表了企业的竞争力,或者说,企业竞争力的终极体现就是产品的竞争力。

那么,产品的竞争力有哪些主要影响因素呢?

每个人几乎都有买东西的经历。不管是买食品、饮料,还是买电器、家具,甚至买汽车、房子,我们往往面临多个选择,需要决定买哪一个。通常采用的方法就是货比三家:同样价位的比性能、比质量、比服务;同样性能的比价格、比品牌。比如,买汽车要比较维修保养费、燃油费等,买房子要考虑建筑质量、装修质量、交房日期、物业管理等。选择的方法就是找到“性价比”最高的产品,花最少的钱买最好的东西。

进一步分析产品性价比的构成因素,又可以分解为“性”(获得的价值)和“价”(付出的费用),如图3-1所示为“‘性’比‘价’”:分子是客户获得的价值的总和:产品的性能、功能、质量、售后服务水平、配件供应能力、订单交货周期、技术先进性、品牌声誉等;分母是客户付出的购买价格和长期使用成本的总和:产品的售价、使用过程的消耗材料成本、维护保养成本、维修配件成本等。

图3-1 产品性价比的构成因素

2. 资源——能力——竞争力

我们把产品的竞争力看做制造企业的竞争力。产品竞争力的直接表现就是性价比。

显然,产品性价比的构成因素是在产品的生产过程中形成的。经过分析梳理,决定性价比因素的是六个方面的能力:客户服务能力、交期保证能力、供应链管理能力、质量优化能力、产品研发能力和成本控制能力。

值得说明的是,品牌议价能力也是一项非常重要的因素,但它是上述六项能力的综合结果,所以,不把品牌议价能力作为一项独立的制造能力因素进行讨论。

这六项能力就是制造型企业的核心竞争力(见图3-2)。

图3-2 传统资源——能力——竞争力关系模型

为了区别于后文中将要提到的“智能使能资源”,我们把“人机料法环测”和“管理智慧”称为“传统资源”。

无论是传统资源还是智能使能资源,都是企业可以从外部直接获取的资源。比如,引进人才、引进技术、引进战略投资、购买设备、购买技术专利、投资厂房、合资合作等都是获取外部资源的方式。但是,拥有了资源并不一定能建立长久的竞争优势。在资源和竞争力之间,有一个关键因素:能力!

必须把资源打造成能力,才能提升企业竞争力。

在现实中,我们会看到这样的情况,两家企业同时从国外引进了生产线和产品技术,起初,两家企业生产的产品在市场上的竞争力差不多,然而几年以后,逐渐在产品的质量、服务、价格等方面产生了差距。一家企业的效益越来越好,另一家企业的效益越来越差。我们通常可以这样说:这两家企业的“经营管理水平不同”。进一步分析,两家企业之间的经营管理水平差异在哪些方面呢?不用到企业内部做研究,我们通过对比他们的产品性价比,就能大致了解两家企业的管理水平差距。产品性价比高的,市场占有率高,效益就好;反之就差。

拥有几乎同样的设备、技术、产品设计,或者说同样的资源,为什么两家企业的产品性价比差距越来越大?这是因为,资源和性价比之间有个叫做“能力”的东西在起作用。能力是由资源和管理智慧打造出来的核心竞争力。也就是说,这两家企业的设备技术一样,但是管理水平不一样,导致了“能力”的差距。管理就是通过对资源的最优化配置而发挥出资源的最大作用,用管理改善把资源打造成能力。

比如,拥有同样装备的两支军队,由于他们各自的指挥官不同,在管理训练方面有差异,其战斗力必然存在差异。

对于制造业来说,影响产品性价比的六项能力(产品研发能力、质量改善能力、交期保证能力、成本控制能力、客户服务能力和供应链管理能力)之间是相对独立又制约的关系。六项能力必须同步改善,才能不断提升产品性价比,提升企业竞争力。

制造业发展的历史,贯穿着一条永恒的主线,就是追求更高的产品性价比,超越竞争对手,获取更多的利润。追求高性价比的手段,基本上都是通过提升六项能力来实现的。

3. 科技进步推动制造业“能力提升”

简单回顾工业革命以来制造业的发展轨迹,我们不难发现,制造业的发展演化紧随着科技进步,或者说是由技术进步引发制造业发展的。

(1)蒸汽机的应用提升了产能,提高了生产效率,降低了单件产品的成本;

(2)生产线作业的高效生产模式;

(3)电子技术、自动化技术的发展,节省了人力,人类生产的物质财富超过了基本的消费需求,生产模式也从大规模大批量向个性化定制化演变;

(4)计算机和网络技术的发展,为制造业提供了ERP、MRP、MES管理工具,不断提升管理效率;

(5)CAD/CAM等工具的大量应用,极大地缩短了产品研发和制造的周期;

(6)互联网、移动应用技术将产品、供应商和客户更加紧密地联系在一起,带来商业模式和商业生态的变革。

随着计算机、网络技术的发展,信息化数字化的管理工具大量应用于企业管理的方方面面,使制造资源的管理配置更加科学高效,催生了新型的智能化制造能力,暂且称之为“智能力”。

4. 智能化时代的“智能力”

近年来,世界工业大国纷纷提出了制造业智能化发展规划和路径,企业面临新一轮以智能化技术应用为特征的发展机遇。

智能制造成了近些年持续时间最长的热门话题。冠名智能制造的解决方案繁花似锦,相关的新概念层出不穷,鼓励支持智能制造的相关政策、专项资金支持力度不减,各地竞相举办智能制造相关的大会、论坛,网络上随处可以看到智能制造专家讲座、视频分享等精彩内容。

企业信息化方案提供商也纷纷转型为智能制造解决方案提供者,打造出了很多智能制造的样板工厂、样板车间。

如图3-3所示,智能使能资源加上传统制造资源,能打造出六项智能力,是企业走向智能制造的核心。

图3-3 智能制造资源——智能力——竞争力关系模型

智能使能资源包括企业的数字神经网络和运行其中的管理信息系统(ERP/PLM/MES/WMS/SRM/SCADA/CNC/CAD/CAM/BI/OA)、智能装备设备、智能仿真软件、智能终端等。

智能使能资源不能脱离传统制造资源。传统制造资源的“人机料法环测”是本体,智能使能资源的“云(云计算)大(大数据)物(物联网)移(移动应用)智(人工智能)孪(数字孪生)”是打造智能力的使能器。

二、智能制造的路径——打造智能力

资源可获取,难得是能力;打造智能力,资源加管理。

1. 传统制造与智能制造哪里不一样

为了方便表述,我们把智能制造之前的制造管理方式称为传统制造。传统制造的发展过程中,涌现出了大量的优秀企业、卓越管理者、科学管理理论和最佳实践,尤其是以丰田生产方式(TPS)为代表的精益管理思想和实践,代表了当今制造管理的最高境界。

我们借用一个非常有名的精益管理工具——价值流图(见图3-4),对比传统制造和智能制造的一些区别。

图3-4 传统制造管理的价值流图

传统制造进入了智能化时代。以“云大物移智孪”为特征的智能使能资源的发展和应用方案逐渐普及,为传统制造管理的演进带来了新的手段和机会。智能制造的基础是初步实现了信息化、数字化的运作管理,如产品研发采用全数字化三维软件和PLM系统化管理、应用仿真技术、CAM等;计划物流管理实现了ERP/SRM/WMS等系统的全覆盖;制造过程采用MES/APS/DNC/SCADA/AGV等管理系统、联网技术或智能装备;营销和客户服务采用了系统化的全媒体应用等。

我们仿照精益制造管理的工具“价值流图”,描绘出制造智能化资源应用的场景,如图3-5所示。

图3-5 制造智能化架构示意图

从这个制造智能化架构示意图中我们看到:从供应商、仓储物流、加工、装配、质检到发运,与传统制造的过程是一样的。区别在于管理运行大量采用软件系统,生产加工采用智能化的装备设备、物流运输采用自动仓库、堆垛机和AGV;生产过程实时采集的数据经过处理、分析,将结果呈现在管理者、决策者面前。

工厂所有的管理过程在系统中以数字化的形式运行;产品和设备通过物联网、传感器连接在一起,实时接收指令、采集数据,并将相关信息同步显示在管理者的计算机或手机上。数字网络还连接着客户和供应商,形成价值链信息共享。

人类之所以能够进化成为智慧动物,基本条件是大脑和神经网络系统越来越发达,明显超越了其他竞争物种。而智能制造的基本条件就是要用“数字神经网络”把企业里的各种资源(人机料法环测)连接在一起,使整个工厂成为一个有智慧的新物种。智慧(大脑)就是制造业管理的思想、方法和最佳实践,通过数字神经网络传达到每一个决策者、管理者和操作者,以及智能设备、装备等节点。

2. 投资了智能制造资源,为什么效果不明显

几乎所有的制造型企业都不同程度地参与到了智能化的潮流中,有看准方向主动试水的,也有因客户、供应商的要求而被动接受的。

近些年来,很多企业投资了智能制造资源。但是,并没有明显的投资收益。套用“资源——能力——竞争力”模型做简单分析就会发现,很多企业还没有建立起有效地把资源打造成能力的机制。不妨用下面的一些问题进行对照。

(1)产品制造的物流(物理)过程没有变,还是采购、仓库、加工、装配、检验、包装、发运、售后服务,当然还有产品研发、物流管理,这些过程一样不少;变化的是人工信息处理变成了软件系统和网络化数据处理;然而,是不是在穿新鞋走老路呢?

(2)企业和业务伙伴之间的“订单——交付”方式没有变,变化的是更多地借助IT技术,实现了系统化、网络化甚至智能化的订单协同。计划物流管理工具从手工升级为ERP/SRM/WMS,工作效率提升了多少呢?库存周转改善了多少呢?

(3)制造的产品没变,制造工艺还是车铣刨磨,智能化设备的能力实现最大化了吗?

(4)产品设计工具从二维到三维,发挥了三维数模的仿真功能了吗?新产品设计周期缩短了多少?

(5)有没有利用数据分析摸索出成本质量交期的最佳匹配参数模型?

(6)有没有建立数字化绩效考核指标体系?有没有明显提升产品竞争力?

(7)采购与供应商之间的协同效率有多少改善?有没有数字化的供应商考核指标体系?

(8)客户服务响应有多少改善?满意度、忠诚度如何评价?服务记录是否完整准确?质量问题有没有及时反馈到相关部门并采取了改善措施?有没有有效的PDCA?

(9)企业领导是否能够直接获取系统数据?还是看到的是层层汇总后的数据?

(10)企业或多或少投资了智能制造资源。比如,数控设备、机械手、AGV、流水线、ERP、MES、APS、PLM、SCADA等软硬件资源,但是,很难说清楚这些投资的产出是什么、成本降低了多少、效率提升了多少、产品竞争力提升了多少。

要回答上述问题,就必须把这些资源打造成智能制造能力,而能力是可以进行测量和比较的。比如,采用了更好的计划编制与执行方法,使生产周期缩短了多少天(交期保证能力);采用数控设备,减少了人工(成本控制能力),提高了质量(质量改善能力)。

智能制造是建立在企业的信息化基础之上的。所以,企业的信息化水平影响着企业的智能化转型。企业中的IT部门是与智能制造相关度最大的部门,也是推动企业智能化转型的关键部门。

对于大多数中小型制造业企业来说,原来的信息化基础还没有打牢,甚至还没有设立独立的信息化、流程化管理的岗位和部门。企业的IT负责人被安排在财务部门、人力资源部门、技术部门甚至行政部门中,根本无法进行企业层面的跨部门的IT流程规划管理。处于这种状况的企业,内部缺乏主动推进智能化转型组织基础,即使被动购买了智能制造的相关资源,也难以发挥作用并形成智能化的新型能力。

3. 数字化是智能化的基础

从信息化规划到项目实施上线,是一个“落地”的过程。落地以后,对于企业和对用户来说,这个项目刚刚开始,向系统要效益的过程刚刚开始,“两化融合”的过程刚刚开始。

把项目上线以后的应用阶段进一步细分,可划分为“落地、生根、开花、结果”四个阶段,前三个阶段是“两化融合”,最高阶段是“两化深度融合”。

1)“落地”阶段:项目成功上线

许多项目失败在成功上线以后的三个月内。因用户操作不熟练、系统错误没有及时排除等原因导致业务流程受阻,顶不住业务部门的压力,一步步妥协,系统的数据越来越不准确,最后放弃了系统。

因此,系统刚上线的三个月内是项目的高危期,稍有闪失就会前功尽弃,必须保证刚“落地”的新系统能够“生根”。这个阶段保证成功的关键要素是:

(1)加强管理不能松懈,保证数据准确、及时、完整。

(2)实施团队必须及时解决各种技术问题。

(3)尽可能不留后路,不要将系统与手工操作并行。

2)“生根”阶段:系统成为必不可少的业务工具

项目上线半年或一年以后,用户对系统产生了依赖性,离开系统就难以完成工作,这样的系统算是生根了。大量的“成功项目”源自“生根”阶段。系统虽然成了离不开的业务助手,但是如果长期维持现状,就不能与管理目标进一步融合,沦为一个事后记账的工具,对管理改善几乎没有贡献。

“落地——生根”阶段,系统应用的主体是业务操作人员。这是一个尚未明显产生信息系统价值的过渡阶段。企业管理者要采取一系列措施,推动系统应用进入更高阶段:

(1)基层和中层管理者必须懂得利用系统进行业务改善,若不行,就提拔相关员工到领导岗位。

(2)系统流程中遇到业务不规范的问题时不能退却,也不能绕道,要通过沟通协调进行管理改善。

(3)要鼓励员工利用系统进行业务改善的尝试。

3)“开花”阶段:系统应用带动了局部改善

“开花”阶段的特征是,因为有了系统应用,引起一系列的管理变革,在很多方面改善了管理,提升了业务绩效。很多企业的IT项目达到了这个阶段,管理水平有了明显改善。

“开花”阶段的主要参与者是企业的中层管理者。在这个阶段乘胜追击,就能进入更高的“境界”:

(1)在更大的范围内考虑流程优化和多个信息系统之间的集成。

(2)必要时对信息系统进行优化、开发,适应业务改善的需要。

(3)开展跨部门、跨系统的改善探索。

4)“结果”阶段:实现全面、持续的业务改善

这是信息化项目应该达到的高境界。以系统为主要工具和考核依据,实现业务绩效的持续改善,建立以系统驱动的PDCA循环。少数企业的信息系统实现了这个功能。

“结果”阶段的主要参与者是决策层。他们已经习惯了使用信息系统作为管理、考核和决策支持的依据。达到这个阶段的主要条件有三个:

(1)实现了业务信息的闭环。

(2)以绩效考核为特征的持续改善驱动源。

(3)崇尚持续改善的企业文化。

4. 智能化成本控制能力

成本控制力,全程要严密;

流程浪费多,经常被忽视。

“成本是设计出来的”,也就是说控制成本的关键环节在产品研发阶段。用数据揭示隐藏在各个环节的“隐性成本”,除了控制材料成本、人工成本、制造费用等因素外,最难管理的恐怕是控制零部件数量,用提高零部件通用性、复用性的方法来降低成本。所以,在PLM系统落地的时候要特别注意,为研发人员查找借用零部件提供便捷的方法,鼓励使用通用件,减少新零部件。成本链还有个重要环节,就是售后服务成本(保修期内质量成本),尽量通过生产环节的高质量来降低售后服务成本。成本业务链的信息系统支持主要表现为大量的数据统计分析,包括在企业外部获取的原材料价格信息等。管理的粒度越细,对成本管理的能力提升贡献越大。

5. 智能力是“一把手”掌握的工程

智能力是要由企业“一把手”掌握的工程(见图3-6)。

图3-6 智能力是“一把手”掌握的工程

三、数字加管理,打造智能力,提升竞争力

六项智能力,老板要把持;

六力合一力,企业竞争力。

装备制造业主要特点:技术含量高,制造过程复杂,交货周期长(一个月至数个月),个性化需求多,售后服务期限长,销售方式有直销、代理、分期付款、信贷、租赁等。

借用价值流图的方法进行简化分析,企业的核心能力(关键指标)有六个:研发、质量、成本、交期、供应商关系和客户关系。

信息系统(IT)对提升六项能力提供支撑、服务和创新,从而实现企业战略的落地。

因此,企业信息化规划的核心是要实现六大核心能力对应的“六大信息链”,推进六项能力改善,持续提高企业的核心竞争力。如图3-7所示为制造业企业价值流和核心能力。

图3-7 制造业企业价值流和核心能力

如图3-8所示,表达了“企业战略——业务指标—IT战略——应用架构——技术架构——治理架构”的关系。其中的“IT战略”包括三个方面,即“支撑、服务、创新”:

图3-8 制造业竞争力模型(资源、能力、竞争力模型)

(1)支撑——实现最基本的功能,使业务得以运行(用系统搭建业务平台)。

(2)服务——及时应对业务需求的变化,对信息系统进行优化升级(业务推动信息系统)。

(3)创新——利用信息技术手段对业务进行创新性探索(系统推进业务创新)。

信息系统通过对六项关键业务指标(能力)的“支撑、服务、创新”作用实现企业战略与执行层面的连接。也就是说,IT是企业战略的落地工具。

装备制造业企业的核心能力体现在六个方面:产品研发、质量改善、成本控制、交期保证、客户服务和供应链管理。所以,信息系统的规划要先打破应用软件的限制,从增强企业的核心能力着眼。根据六大核心能力改善的需要,规划六大信息链。而六大信息链的需求,就是各个应用软件需要实现的功能。

1. 智能化产品研发能力

研发智能力,六能排第一;

产品性价比,源头在设计。

对于装备制造业企业来说,产品研发能力是最关键的能力之一。研发涉及的应用,最主要的当然是PLM,然后是PLM与ERP的数据集成,保证“设计BOM”准确、便捷地转为“制造BOM”和“服务BOM”,以及配件图册和电子配件目录“EPC”。竞品数据库和实验数据管理是必不可少的,仿真分析、CAPP也是必备的工具。如表3-1所列为打造智能研发能力的管理目标和重点措施。

表3-1 打造智能研发能力的管理目标和重点措施

2. 智能化质量改善能力

质量改善力,数据要牢记;

过程可追溯,售后资料齐。

“质量是制造出来的”,制造过程有记录、可追溯。质量对客户的影响最大,质量问题往往是通过售后服务反馈回来的,而质量改善涉及供应商、产品设计、工艺、制造过程、运输、安装调试及用户的正确使用与保养等环节。所以,对于“质量”业务链,要用多个信息系统把这些业务节点串联起来形成信息闭环。MES记录制造过程信息,以便追溯质量问题原因;ERP记录物料和供应商信息,以便查找维修配件和追溯责任;售后服务管理系统负责收集客户的质量反馈,特别重要的是要完整收集设备保养、使用与维修记录,形成完整的设备档案,制定完善的故障编码体系,以便统计分析及发现质量规律;质管部制定质量改善监控指标,验证改善效果。

3. 智能化交期保证能力

交期保障力,产能物料齐;

计划与执行,需要导航仪。

缩短交期不单是制造环节的职责,改善“交期”的关键在于周密的生产计划和执行,以MES、ERP为核心搭建精益生产方式的信息化体系。缩短交期的重点是在生产计划编制、优化排程、物料配送、进度反馈、异常处理等环节实现信息大循环,并实现每种物料、工序小循环。通过小循环的持续改善,防止缺料,减少返工,实现大循环的整体改善,缩短交期。提高市场反应速度,提高资金周转率、存货周转率。

4. 智能化客户服务能力

客户服务力,全生命周期;

客户档案全,设备档案齐。

好的产品和服务最终要提供给客户,实现企业价值。用信息系统实现“客户全生命周期管理”和“产品全生命周期管理”,客户关怀的目标是产生新的购买;客户设备保养、维护、维修服务记录的完整准确、及时,是产品质量改进的重要输入源,是形成“售后问题汇总——分析——追溯——改善——验证”良性循环的关键。在信息技术层面,要把售后服务管理系统、400呼叫中心系统、营销部门的CRM系统等有机集成,形成多维度服务信息管理体系,实现服务过程透明化、规范化。采用移动互联网技术,实现更加便捷的手机客户端自助式服务,使服务召请、派工、报工、回访等环节做到信息闭环,并进一步提供更多的主动式服务,甚至远程设备联网诊断服务。探索“互联网装备”模式和服务型制造业新路。

5. 智能化供应链管理能力

供应链能力,协作与管理;

优质又稳定,考核看数字。

没有稳定可靠的供应链,企业内部管理水平再高也难以持续不断地提供优质产品。所以,要从质量、成本、交期、财务等方面全面提高供应商管理的能力,用数字化、集成化的方法帮助供应商多方面取得持续改善。比如,准时交货率、一次合格率、VMI数据准确率、采购提前期、最小订货量、备货库存、根据质量统计调整入厂检验抽样比例等。要获取准确的信息,正确的操作流程是关键。比如,有的收货流程是先检验、合格后收货入库,不合格品直接退给供应商。这样做的缺陷在于无法系统地统计交付合格率,因为没有不合格品的记录。正确的做法是把供应商送货按照采购单数量全部在系统中收货到待检库位,然后由质检人员验收,合格的数量在系统中入库到正常库位;不合格品做系统退货处理,不能在系统外直接找供应商换货。 Jlo//2XOw3N95ssqA/0MkQaROnWFps7S8fbjgnysBU6oti1erELWIrN1QP1CetT/

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