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1.1 从制造到智造的进化

制造与智造虽然只有一字之差,但意味着企业发展战略的全面创新。为了实现从制造到智造的进化,企业需要坚持纵横协同发展,从精益化、标准化、模块化、自动化、服务化、个性化、生态化、全球化、数字化、智能化、可视化这11条路径出发,全面实现数智化转型升级。

1.1.1 智造的提出与发展

经过数十年的发展,我国制造业水平与相应的技术创新能力已经得到大幅提升。随着创新驱动发展战略的实施,我国制造业的许多领域已达到了国际先进水平,涌现出一批以比亚迪、华为等为代表的制造业领军企业。我国许多制造企业坚持创新驱动发展,同时加大技术研发投入,创新水平不断提高,在许多制造业相关领域,已经从过去的“跟跑者”变成“领跑者”。

在此发展态势下,“智造”的概念被提出,制造业开始由高速增长期向高质量发展期转变。作为转型升级的主体,企业要积极推动制造向智造转变,推动制造业智能升级。

想要推进制造业向中高端发展,第一,要推动创新,整合创新资源,通过建立创新中心,不断提升制造业创新能力;第二,要补齐短板,突破制造业发展瓶颈,重点关注制造业中关键技术水平的提升以及突破,进一步夯实制造业发展的基础;第三,要大力培养智能创新人才,通过企业培训、校企合作、鼓励智能创新等方式,加大对相关智能人才的培养力度。

真正的智能智造,不仅是产业的高级自动化,还要以数据为核心,利用人工智能技术将数据信息作用于制造过程的每一个环节,并创造出独特价值,最终实现智能化、精细化、个性化、定制化、可视化的生产与服务。

发展智能智造是振兴实体经济、促进工业转型升级加速的重要创新,不仅有助于制造企业生产效率的提升以及产品附加值的增加,还能够有效缓解制造业面临的人工成本日益增加的问题,进一步提升我国制造业在国际市场中的竞争力。

1.1.2 关于智能智造的两点思考

智能智造已经成为各企业未来发展的重点趋势,因此大力开发智能智造领域的创新技术,推动企业智能智造落地实践,是各制造企业应关注的重点。

下面将从智能智造的现状与面临的问题,以及如何推动智能智造加速落地两方面展开论述。

1.智能智造的现状与面临的问题

首先,许多企业特别是中小型企业,不熟悉智能智造技术,无法主动适应智能智造这一新的发展趋势。

其次,智能智造技术的发展不够全面、均衡,往往局限于单一生产环节,无法拓展到采购、销售、售后、物流、服务等环节。

最后,智能智造人才的培养亟待加速。当前,各制造企业都在积极推动传统制造向智能智造升级,然而智能智造领域的人才奇缺,无法形成良好的智能智造产业生态。

2.推动智能智造加速落地

智能智造不仅是一种能够帮助企业实现降本增效的新型生产模式,还是一种全新的产业升级思维。智能智造的发展,需要整体性谋划与布局,将智能化内化到企业发展的全过程。

在发展过程中,企业需要以智能化的思维解决问题,企业的生产制造、市场调研、需求挖掘、原料采购、产品营销、物流运输、售后处理、服务客户等各个环节,都应当实现智能化、数智化升级。

作为创新主体,企业要抓住发展机遇,准确识别对智能智造发展有利的导向型政策,在新时代实现智能化、数智化升级。

企业要加快培育智造人才,通过校企合作等方式大量培养专业化智能人才,推动智能化人才团队建设,为企业智能智造的发展储备充足的人才资源。

1.1.3 智能智造进化核心:纵横协同

纵横协同发展是智能智造转型升级的核心,指的是纵向深入技术突破、创新智能运营模式与横向完善产业链协同发展。纵横协同能够助力企业全面升级,推动高附加价值业务深入发展;推动产业升级,促进企业各项业务的智能联合发展,实现总体利益的最大化。

纵向深入技术突破,要求企业引入智能人才,组建专业的智能技术团队,不断深入开发相关领域的智能核心技术,促进智能核心算法的优化,实现产品性能的升级。在企业大力发展智能智造的过程中,智能技术水平是企业参与市场竞争的核心竞争力,也是企业能在市场中立足的基础。

纵向创新智能运营模式,要求企业积极挖掘产业链中附加值更高的业务,拓展利润空间,获得更高的经济效益。

横向完善产业链,要求企业拓展智能服务类型,提供多元化智能服务,打造覆盖上中下游产业链的业务体系,实现覆盖产品全流程的智能系统化运营。除了完善产业链外,企业各项业务板块之间应当实现良好的多元一体智能协同发展。

智能化、数智化的纵横协同发展,能够帮助企业快速建立起竞争优势,完善企业的智能化业务结构,推动企业智能智造的可持续发展。

1.1.4 实现智能智造的11大路径

由于各行业、各企业之间的发展基础、管理模式、市场需求、产品工艺、服务样态、运营方式等各不相同,众多企业发展智能智造的侧重点也不尽相同。下面将从11个重点方向入手,详述企业从制造迈向智造的可行路径。

1.精益化

精益生产这一概念,最早起源于丰田企业的生产管理方式,是为了满足小批量、多品种的个性化用户需求所设计的生产方式。其两大关键性标准就是准时性与智能自动化,这两大标准与当前智能智造的内涵高度契合。

发展至今,精益化理念已经演变为涉及设计、研发、供应、生产、营销、服务等全过程、全价值链的管理理念与方法,为全球制造业的转型升级提供了参考。精益化理念追求最大限度地创造价值,避免浪费,促进生产资源的优化配置,实现效率、质量的双重提升,最大化地满足市场需求。

精益化是企业发展智能智造需要迈出的第一步,而且是投资回报率最高、最关键的一步。精益化生产并不需要企业进行额外投入,企业只需要在现有基础之上,对生产资源进行重新配置,重新规划生产布局,优化供应链管理模式,引入精益化管理方法,就能够实现生产效率的显著提升。

2.标准化

标准化生产是企业实现智能智造以及生产数智化、自动化的基础。

汽车行业普遍采用通用零部件、共用平台等标准化作业方式,以降低生产成本。通过标准化零部件的批量生产,汽车行业的整车生产与组装变得更加高效,产品成本随之降低。

然而,许多行业还没有实现标准化生产,例如,在通用零部件规格方面,包装纸箱、螺丝钉就存在数十种不同的规格,这会使企业的生产成本提高,生产时间延长。

标准化生产不仅需要行业内企业对通用零部件规格进行统一界定,还要实现作业方式与作业流程的标准化。例如,肯德基、麦当劳等快餐行业巨头,就有着独特的标准化作业流程,这也是其快速出餐、产品品质统一的原因。

假设每个产品的零部件标准都各不相同,作业方式也不固定,那么自动装配、自动焊接的智能化便难以实现,生产速度便难以提升。因此,标准化生产是智能化生产的重要基础。

3.模块化

从设计、采购到生产,产品制造流程是否实现模块化,是智能智造能否实现以及能否满足个性化消费需求的关键所在。

模块化将产品拆分成具有通用性又具备一定个性化的模块,消费者能够根据不同的消费需求对产品进行自主装配,降低了产品生产各个流程的复杂程度和制造成本,缩短了生产周期。

谷歌曾发布的手机Project Ara就是模块化生产的体现。该款手机最为重要的组件是由谷歌设计的包含通信模块与备用电池的手机骨架,而屏幕、处理器、电池等零部件,消费者都能够自行选择,以模块的形式接入,最终组装成一部完整的可供使用的手机。

该项目的意义在于,为消费者拥有真正的个性化手机提供了可能性。消费者能够自由组装自己心仪的产品,使消费者多样化、个性化的消费需求得到满足。

如今,模块化生产的发展还不成熟,由于涉及众多行业复杂的生产标准,因此需要上中下游企业共同参与,协同合作。若想要制定相同的生产标准,推动模块化的发展,就需要各企业之间构建起更加密切的战略合作伙伴关系。

4.自动化

在智能智造领域中,自动化生产被理解为“机器换人”的技术创新。在进行自动化生产转型升级的过程中,企业需要引入机器学习、深度学习等技术,提升机器作业性能,实现生产流程的自动化、无人化。

随着技术的不断进步以及人力成本的不断增加,自动化生产必将成为未来制造企业转型升级的趋势。企业需要切实结合自身生产情况,在充分考虑投资回报率的情况下规划合适的转型方向,优化生产流程。

5.服务化

由于消费者购物习惯的变化以及企业内生需求的变革,服务化转型升级已经成为许多企业的当务之急。

服务化转型升级能够为企业带来更多的价值变现,例如,通用电气公司通过工业互联网与大数据分析技术,为大型航空公司提供运营服务,帮助其一年节约超过千万美元的燃油成本。从单纯的硬件供应商转型升级为增值服务提供商,通用电气公司不仅实现了客户价值的最大化,也拓展了新的发展道路。

各个行业的企业都能够通过服务化转型升级实现智能智造。例如,提供电梯设备的企业能够依靠电梯的维护收取服务费;医疗产品制造商能够通过对消费者健康大数据的收集与分析,为消费者提供健康调理方案;而提供智能电网设备的企业,能够通过提供节省用电成本的服务向消费者收取相应的费用。

在当前制造业转型升级的时代背景下,传统的制造企业需要不断创新自身的制造模式,通过服务化转型升级来拓展企业价值与盈利空间。

6.个性化

当前,在越来越多样化、个性化的消费需求的引导下,企业的生产也需要向个性化生产转变。

戴尔是一家十分注重个性化生产的企业,通过直销模式,戴尔支持消费者直接通过互联网或电话的形式进行下单,消费者能够自主选择感兴趣的主板、中央处理器、图形处理单元、硬盘、屏幕等配件。戴尔会根据消费者的订单进行个性化定制,最大限度满足消费者的个性化需求。

个性化生产能否实现,取决于企业精益化、标准化与模块化发展程度的高低。个性化要求更高的品质与更低的成本,企业唯有实现精益化、模块化与标准化生产,才能实现个性化生产。同时,正如上文提到的谷歌的Project Ara手机项目,模块化与标准化生产是实现个性化生产的基础。

就现阶段发展情况来看,各行业的各种产品,如汽车、电脑、手机等,都需要在现有的、规定的范围内,进行有限的个性化生产。每个企业在提供个性化定制产品与服务的过程中,都要结合实际情况以及自身的精益化、模块化、标准化发展水平。

7.生态化

在实现产品制造生态化方面,苹果是做得最成功的企业之一。利用Mac电脑、iPad、iPhone、Apple Watch等智能终端,IOS操作系统,iTunes、Facetime等苹果专属App,苹果形成了自身特有的产品生态系统,实现了设备与设备、设备与人、人与人之间的互通。通过发展产品生态化,苹果获得了长期且稳定的收益。

腾讯打造了开放式平台生态系统,发展至今,平台接入的应用已超过400万个,平台合作伙伴的分成收益十分庞大。

小米借鉴了苹果的产品生态构建方式,通过硬件、软件与应用生态的连接,打造一体化、全覆盖的产品生态系统,在创新用户体验的同时,也使企业的市场估值大幅提升。

在互联网时代,开放共享、合作共赢已经成为企业发展的趋势,企业之间的竞争逐渐向生态系统乃至供应链之间的竞争转变。尤其是网络与信息行业中的企业,互相竞争未必有利,结成同盟反而能合作共生。

8.全球化

当前世界市场已经实现互联互通,当企业发展到一定规模时,就需要通过全球化战略来优化资源配置。

全球化资源主要包括设计资源、生产资源、采购资源与市场资源。全球化背景下的设计资源,可在科技先进的国家设立技术研发中心,以弥补自身设计能力的缺陷,缩短产品研发周期,例如,联想、海尔、华为等知名企业,都在国外设立了研发机构。

生产与采购资源的全球化,指的是在全球寻找成本更低、品质更佳的物资供应地,例如,人口较多且人力成本低的国家,是制造企业转移的目的地。

制造企业在追求全球化的过程中,需要考虑制造与采购成本、运输成本、供应链复杂化、交货周期拉长、当地政策等多方面问题,以在最大程度上实现资源的优化配置。

9.数字化

数字化与自动化相同,都是智能智造转型升级的技术体现。随着智能技术的发展,万事万物都能够实现数字化,人与人、人与设备、设备与设备之间都能够互联互通。

“工业4.0”就是工业制造的信息化、数字化与智能化,智能技术与制造技术结合催生的智能工厂,能够使生产变得更加弹性化、自主化与个性化,显著提高资源利用率与生产效率。

各个行业实现数字化的先后顺序不同,流程化的制造行业,如化工、电力、造纸、食品等,大部分制造工序已经实现高度自动化,且设备数据能够自动被采集,因此实现数字化的难度较小。

而那些离散型制造行业,如电子电器、家居用品、机械装备等,由于生产零部件、制造工序都较为分散,实现连接的难度较大,成本也较高,因此其数字化要逐步推进,先使主要工序与物料之间实现数字化连接,再逐步进行机器学习和深度学习。

10.智能化

智能化包含两个层面,一个是产品功能的智能化,另一个则是生产过程的智能化。

市场对智能化产品的需求越来越旺盛,智能技术的发展为消费品与工业品的创新升级提供了方向。

消费品的智能化往往是传统产品与智能技术的结合,如智能电视、智能手机、智能汽车、可穿戴设备等。企业需要不断进行技术创新,加大对产品智能化开发的投入,例如,美的、格力、海尔等著名电器公司,都在智能电器业务方面积极布局。

工业品的智能生产,是把智能控制模块融入设备中,对加工数据进行自动采集与分析,通过智能软件系统对工业大数据进行运算处理,帮助企业减少故障,自主调控优化,提高效率,降低能耗。

生产过程的智能化与上文提到的精益化、模块化、标准化、自动化、数字化息息相关,但智能化需深度学习,投入更高,难度更大。

海尔的智能化能力十分突出,其围绕热水器、热泵等产品,建设了智能工厂,通过精益化布局与物流设计,实现了整体性的智能生产。该智能工厂导入自动焊接线、装配机器人、AGV(Automated Guided Vehicle,自动导引运输车)等50个自动化项目,将物流运输的自动化率提升至80%,使仓库到生产线的物流配送,实现自动化。同时,通过IMES(Intergratable Manufacturing Execution System,可集成制造执行系统),该智能工厂将设计、研发、制造与物流环节紧密连接,实现互联互通。

海尔的智能工厂从设计到建成投产历时一年,实现了产能的两倍提升,工作人员数量减半。

11.可视化

作为一种高端技术,可视化技术能够实现与人互联互通,从而提高生产能力,在智能智造过程中起着重要作用。可视化能够解决生产过程中许多问题,例如:工作人员对车间生产状况难以及时掌握、生产信息化程度低、生产细节难以监控等。可视化技术应用范围广泛,能够在生产、仓储、物流等诸多环节起到积极作用,使智能智造工厂向着精细化管理发展。

可视化是通过运用计算机技术、将数据转化为图像或图形的过程,是一种能够将现实世界真实再现并具有实时交互能力的技术。将信息可视化技术与仿真技术结合起来,能够进行可视化仿真,生成在视觉、听觉、触觉等各方面与真实世界相似的虚拟环境,从而使工作人员能够利用相关设备,对生产过程中的一系列流程、数据等进行实时监控,实现信息交互,提高工作效率。

在智能智造的生产过程中,可视化技术能够将分散的数据信息进行整合,使用户快速获得所需信息,并显示出数据间的走势、逻辑等关系,直观展示出数据的趋势变化,还能够在数据出现异常波动时及时预警,为企业理解产品生产状况、及时采取决策等提供帮助。

可视化技术,还能够保障企业安全生产。在智能车间中设置可视化大屏,能够三维模拟当前的生产环境,并对车间生产、厂区监控与仓储运输等区域实现全面监控,使工作人员能够时刻掌握产品生产车间的生产与运输状况,避免生产中可能出现的风险问题,打造高品质车间生产。

智能智造是一个复杂、精密的系统,每个企业都需要在发展过程中不断探索适合自身的发展模式,在这11个方面不断创新,实现重质量、轻速度的发展。 w144Ayv4GuASztUtV4XdUe1pLF5OWmWcj7RINNx9vCg1JD0iixUHQ0Z8C3ntrvM3

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