智能制造落地的十條可行之路
很多企業(yè)在“工業(yè)4.0、智能制造、互聯(lián)網(wǎng)+”等概念滿天飛的環(huán)境下迷失了方向，不知該如何下手，盲目跟風，看別人投自動化，自己也跟著投，看別人上信息化，自己也跟著上，很有可能在看到智能制造落地之前已經(jīng)被自己折騰死掉。
其實，智能制造也好，智能工廠也好，都有自己的實施條件和路徑，沒有捷徑可走，行業(yè)不同、企業(yè)不同，道路都會不同。一般來講，以下十個路徑方向是中國工業(yè)從制造邁向智造的必經(jīng)之路，只不過對于不同的行業(yè)和不同的企業(yè)來說，由于市場需求模式不同、產(chǎn)品工藝不同、管理基礎不同等，側重點有所不同而已，但你總能從中找出幾條通往智能制造的可行之路。
1、精益化
精益生產(chǎn)，最早就是面向多品種小批量的個性化需求而設計的，其兩大支柱就是“準時化”與“智能自動化”。
至今為止，精益已經(jīng)演變?yōu)橐环N涉及營銷、研發(fā)、供應鏈、生產(chǎn)、流程乃至創(chuàng)業(yè)的全價值鏈的精益管理理念和方法，帶動了全球產(chǎn)業(yè)的轉型，從制造業(yè)到服務業(yè)，她所追求的“創(chuàng)造價值消除浪費”的思想、方法和工具促進了生產(chǎn)資源的優(yōu)化配置，獲得質量、效率和反應速度的快速提升。
根據(jù)我們輔導企業(yè)的經(jīng)驗，只要企業(yè)堅持做下去，大部分都能獲得50%甚至更高的提升空間。遺憾的是，精益在中國的大部分企業(yè)中并未得到有效實施，他們大多只是口頭上說說，因為急功近利以及缺乏導入經(jīng)驗方法等，無法堅持下來半途而廢。走進這些企業(yè)，你會發(fā)現(xiàn)浪費比比皆是，高企的庫存、反復的搬運、高強度的手工作業(yè)、間斷分割的生產(chǎn)模式、粗制濫造的品質、漫長的交貨周期等等。在電子行業(yè)，中國企業(yè)的平均庫存周轉時間為51天，而美國則為8天；在紡織服裝行業(yè)，中國企業(yè)的平均庫存周轉時間為120天。也就是說，即使利潤率相同的情況，投資回報率也會低。
智能制造不可能建立在這種低效的生產(chǎn)模式之上，精益是必須要走的第一步，而且是投資回報最高的一條路徑。因為精益幾乎不需要企業(yè)做出額外的投資，只是在現(xiàn)有基礎上重新配置生產(chǎn)資源就可以獲得超出想象的回報。
精益的成功實施并不難，關鍵在于領導的決心與管理層觀念的轉變。
2、標準化
標準化是自動化的基礎，也是智能制造的前提。
國內企業(yè)感嘆汽車行業(yè)的自動化程度之高，為何汽車這么復雜的產(chǎn)品都可以，而家電這種簡單產(chǎn)品卻不行，一個重要原因就是標準化。
汽車行業(yè)普遍采取的共用平臺、通用零部件等策略極大地降低了產(chǎn)品成本。通過將原來的根據(jù)整車進行零部件生產(chǎn)改為根據(jù)零部件進行整車生產(chǎn)的方法，也就是說標準化的零部件實現(xiàn)批量生產(chǎn)，成功降低成本。
國內企業(yè)不重視或者沒有意識到標準化的重要性。比如簡單的螺絲、包裝紙箱就有幾十上百種規(guī)格，庫存和零部件成本就高。從研發(fā)設計開始完全沒有控制，開發(fā)一個新產(chǎn)品或者換了一個人，就隨意地增加新的零部件，缺乏一個標準化的流程以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫。
標準化當然也還包括標準化的作業(yè)流程和作業(yè)方式，有了標準化，自動化才能據(jù)此開發(fā)出來，比如自動焊接，自動裝配，假設零部件千變萬化，作業(yè)方式也不固定，自動化將很難實現(xiàn)，即使實現(xiàn)成本也很高。
3、模塊化
汽車和電腦是最早實現(xiàn)模塊化的行業(yè)，從模塊化設計、模塊化采購到模塊化生產(chǎn)，模塊化也是智能制造能否實現(xiàn)低成本滿足個性化消費的關鍵所在。如果一旦實現(xiàn)，真正意義上個性化的產(chǎn)品將成為可能，比如手機，每個人的手機都可以獨一無二，人們可以像拼裝積木一樣任意組合自己中意的手機。
模塊化降低了從設計、采購到生產(chǎn)的復雜程度，標準化的接口和連接方式增加了通用性，降低了制造成本與周期，自動化生產(chǎn)、物流與信息溝通更加容易實現(xiàn)。如以前每個手機品牌的充電器都不同，一換手機全都扔掉，造成很大浪費，現(xiàn)在有了改進。
模塊化實施起來相對較難，涉及到行業(yè)與企業(yè)標準，需要上下游企業(yè)共同參與，這是一項長期的工作，所以相互間構建精益的戰(zhàn)略合作伙伴關系尤為重要。
4、自動化
自動化是智能制造中談論得最多的，很多地方政府和企業(yè)形象地把其稱之為“機器換人”，也做了不斷的嘗試，有成功也有失敗。
企業(yè)可以通過自主創(chuàng)新，將原來原材料處理的離散型加工方式進行集成，把原來獨立的工序通過自動化生產(chǎn)線連接在一起，實行精益式的連續(xù)生產(chǎn)，消除了中間環(huán)節(jié)的上下料、儲存和搬運，生產(chǎn)速度和生產(chǎn)效率將提高。
但也有投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)成本不但沒有降低反而大幅上升了，雖然操作人員減少了，但設備維護人員增加了，由于經(jīng)濟不景氣市場下滑，產(chǎn)能不足導致折舊和能耗成本大幅上升，難以收回投資，面臨虧損壓力。
自動化與信息化是實現(xiàn)智能制造投資最大的部分。企業(yè)在做自動化改造前千萬要慎重，為什么要升級自動化？投資回報率是多少（合理的投資回報期應控制在5年以下）？自動化設備可靠性怎樣？有何風險？能適應產(chǎn)品的升級換代嗎？一定要想清楚，否則成本不降反升。很多企業(yè)投入后才發(fā)現(xiàn)設備不成熟故障頻繁，或者上馬的設備不好用，還不如人工操作靈活方便，結果幾十萬、上百萬投入的設備被任性地擱置，這種無效的投入甚至會拖垮企業(yè)。
隨著技術的進步和人力成本的提高，自動化是個不可逆轉的趨勢。對于不同的行業(yè)不同的企業(yè)，有的有成熟的自動化方案，有的則沒有，企業(yè)需要結合自身情況來規(guī)劃自動化方向。從投資回報最大、最容易實現(xiàn)的部分做起，當然還要結合前面所講的標準化和模塊化，并且滿足精益生產(chǎn)的要求，優(yōu)化相應的生產(chǎn)流程，一步一步循序推進，且不可操之過急，盲目跟風。
5、服務化
中國目前擁有超過6億的網(wǎng)民，7億臺智能終端，移動互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展加速了從制造向服務的轉型。美國倡導的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”將人、數(shù)據(jù)和機器連接起來，形成開放而全球化的工業(yè)網(wǎng)絡，其內涵已經(jīng)超越制造過程以及制造業(yè)本身，跨越產(chǎn)品生命周期的整個價值鏈，涵蓋航空、能源、交通、醫(yī)療等更多工業(yè)領域。
此外，制造企業(yè)還可以通過設備的聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)測、分析和改善設備的設計與制造，提高產(chǎn)品可靠性和效率。
當然行業(yè)不同產(chǎn)品不同，可服務的內容也千差萬別，互聯(lián)網(wǎng)+模式下，傳統(tǒng)企業(yè)需要不斷創(chuàng)新商業(yè)模式找到一款適合自己的服務方式來打動客戶。
6、個性化
過去30年，市場商品種類急劇膨脹了幾十、上百倍，這是一個個性化消費的時代，每個人都可以擁有自己的博客、微博、微信等，傳播自己的聲音。
個性化本身不是一個新鮮詞，早在一百多年前人們就通過手工作坊制作個性化的商品，個性化實現(xiàn)的難度在于需要達到大批量生產(chǎn)的低成本和高品質。
消費者直接在網(wǎng)上或者電話下單，選擇自己喜歡樣式，企業(yè)根據(jù)定制訂單生產(chǎn)交貨。將有效降低庫存，運營成本則比其降低了一半以上。
高品質、低成本的個性化實現(xiàn)首先取決于你的精益生產(chǎn)水平，也就是精益所倡導的“價值來自真正的顧客需求的拉動”。個性化實現(xiàn)其次取決于你的標準化和模塊化的設計。高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)等信息技術為其提供了支持，使得個性化實現(xiàn)變得容易。
就現(xiàn)階段來說，個性化還是有限條件的個性化，無法做到完全的個性化，不管是汽車、電腦、手機還是服裝等商品，個性化都是在一定范圍內選擇。
每個企業(yè)需要根據(jù)自己的精益化水平、標準化/模塊化水平以及信息化水平來決定自己的個性化模式，并不是越個性化越好，它建立在一定的實施條件基礎之上。也許未來3D打印和人工智能的發(fā)展能夠為完全的個性化提供一種可能。
7、生態(tài)化
企業(yè)的競爭正在從單個企業(yè)之間逐漸向供應鏈之間乃至生態(tài)系統(tǒng)之間的競爭轉變。凱文.凱利在《失控》中寫道：“大企業(yè)之間的結盟大潮，尤其在信息和網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)當中，是世界經(jīng)濟日益增長的共同進化的又一個側面，與其吃掉對手或與之競爭，不如結成同盟——共生共棲…… 控制的未來是：伙伴關系、協(xié)同控制、人機混合控制，人類與我們的創(chuàng)造物一起共享控制權。”
8、全球化
在世界互聯(lián)互通的今天，當你的企業(yè)做到一定規(guī)模，需要考慮全球化來配置資源，以提高效率降低成本。全球化資源包括市場資源、設計資源、采購資源和生產(chǎn)資源。
我國的“一帶一路”戰(zhàn)略就是尋找全球化的市場資源，輸出我們的富余產(chǎn)能包括高鐵技術等。設計資源則是在國外設立研發(fā)技術中心，開發(fā)貼近本土的產(chǎn)品或者彌補國內設計能力的不足，還可以形成全球24小時不間斷產(chǎn)品開發(fā)，以縮短研發(fā)周期，如華為、海爾、聯(lián)想等企業(yè)都在國外建立了研發(fā)機構。
采購和生產(chǎn)資源是尋求品質更佳、成本更低的全球物資供應地，除了考慮采購和制造單價外，還需要考慮運輸成本增加、供應鏈復雜化、供應鏈可視化、交貨周期拉長、更高的庫存、環(huán)保碳排放、質量穩(wěn)定性、當?shù)貏诠ふ咭约皡R率波動等問題。
9、數(shù)字化
數(shù)字化跟信息化密切相關，與自動化一樣，這是智能制造轉型投資最大的一塊。隨著信息技術的日新月異，一切皆可數(shù)字化，從人、產(chǎn)品到設備，實現(xiàn)萬物相連。
人可以通過人臉識別技術被識別，以前要靜態(tài)的才可以，現(xiàn)在你走動過程中就可以被識別。
產(chǎn)品可以通過PLM/ERP軟件，從產(chǎn)品開發(fā)設計、物料采購到生產(chǎn)交付全過程實現(xiàn)數(shù)字化，每一張產(chǎn)品圖紙、每一個物料信息、每一個生產(chǎn)工藝都被數(shù)字化連接在一起。
設備可以通過PLC、傳感器等將運行數(shù)據(jù)傳給MES、互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡，所以GE可以通過飛機引擎?zhèn)骰氐臄?shù)據(jù)分析優(yōu)化其運行參數(shù)降低燃油成本，谷歌可以實現(xiàn)汽車的無人駕駛。
這意味著在“工業(yè)4.0”時代，第一次有可能將資源、信息、物品和人通過數(shù)字化進行互聯(lián)互通！這種溝通包括人與人、人與產(chǎn)品、人與機器、產(chǎn)品與機器、機器與機器之間的信息交換。
想象一下，未來你通過APP下一個個性化的產(chǎn)品訂單，制造商通過CRM/ERP收到訂單信息，訂單信息被傳遞到PLM系統(tǒng)中，產(chǎn)品仿真模型被設計出來，產(chǎn)品與物料信息進入ERP和MES系統(tǒng)，拉動供應商開始生產(chǎn)物料，物料生產(chǎn)出來后通過物聯(lián)網(wǎng)送到工廠，進入自動化生產(chǎn)線，設備按照MES系統(tǒng)的指示進行加工，成品下線后又通過物聯(lián)網(wǎng)送到你手中。
“工業(yè)4.0”就是制造的數(shù)字化和網(wǎng)絡化，通過IT技術同制造技術的結合，創(chuàng)造智能工廠，使生產(chǎn)變得高度彈性化和個性化，提高生產(chǎn)效率及資源利用效率。德國人宣稱“工業(yè)4.0的真正到來可能需要20年左右的時間”，對于中國來說，這個時間估計更長，我們還有很多企業(yè)還處于2.0、3.0階段，我認為至少需要30年。
數(shù)字化也好，“工業(yè)4.0”也好，這是一個大趨勢，雖然目前只實現(xiàn)了人與人的溝通，其他的溝通還需具備多方面條件，比如數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和衡量標準的標準化、強大的基礎設施、數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴⒎杀Ｕ稀⑷瞬艃涞鹊?，但自動駕駛汽車的出現(xiàn)讓我們看到了希望。
每個行業(yè)特征與企業(yè)基礎不同，實現(xiàn)數(shù)字化的先后順序也就不同。我認為對于那些流程型的制造行業(yè)如食品飲料、造紙、化工、電力等，可以走在前面，因為他們的制造模式大部分工序已經(jīng)連接起來，并且自動化程度高，一些設備數(shù)據(jù)已經(jīng)可以自動采集，數(shù)字化的難度相對較小。
而對于離散型的制造行業(yè)如機械裝備、紡織服裝、電子電器、家居用品等，由于制造工序、零部件都很分散，而且數(shù)量龐大，想實現(xiàn)連接確實困難，即使實現(xiàn)成本也會非常大。對于這些行業(yè)的可行做法是不要一步到位，逐步實現(xiàn)。先應用精益的連續(xù)生產(chǎn)技術將主要工序和物料相連。舉個例子，高速公路和高鐵最先連接的一定是一二線城市，其次再是三四線城市。你可以將數(shù)字化接入點先設置在工廠之間，然后是車間之間、關鍵工序、關鍵物料之間，最后才是每個工序，每個物料。
由于技術的不成熟與投資的巨大，每個企業(yè)需要權衡導入的時機，同自動化一樣，綜合考慮投資回報、系統(tǒng)可靠性、信息安全風險、人才儲備等問題。
10、智能化
智能化包含兩個含義，一個是產(chǎn)品的智能化，另一個是制造過程的智能化。
首先說說產(chǎn)品的智能化。瑞士信貸銀行《2015全球財富報告》的統(tǒng)計說，中國家庭財富總額2015年已達22.8萬億美元，較去年增加了1.5萬億美元，超過日本躍居世界第二位，僅次于美國，中國中產(chǎn)階級（擁有10萬美元財富）達1.09億人，超過美國的9200萬，躍居世界第一。這些數(shù)據(jù)說明中國將迎來消費升級的大爆發(fā)，前段時間到日本瘋搶馬桶蓋和電飯煲就是典型的例子，智能化為這些工業(yè)品和消費品升級提供了方向。而且我國已成為世界第一大互聯(lián)網(wǎng)國家，加上政府持續(xù)推動網(wǎng)絡提速降費，為硬件智能化提供了網(wǎng)絡環(huán)境。
萬事俱備，只欠“傳統(tǒng)產(chǎn)品+智能化”，從智能手機、智能電視、可穿戴產(chǎn)品、智能水杯到智能汽車、智能機器人等，需要企業(yè)不斷進行技術創(chuàng)新，投資于產(chǎn)品的智能化。如海爾、格力、美的都在投資于智能電器。
與消費品的智能化相比，工業(yè)品的智能化其實更為迫切。所有設備都需要加入智能控制模塊，進行加工數(shù)據(jù)的自動采集、分析和控制，配備標準數(shù)據(jù)接口，可與企業(yè)MES系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)連接，這些工業(yè)大數(shù)據(jù)經(jīng)過智能軟件系統(tǒng)的運算分析將幫助提高運營效率，減少故障，降低能耗。
制造過程的智能化更加復雜，你需要完成以上所說的精益化、標準化、模塊化、自動化以及數(shù)字化的轉變，自動化與數(shù)字化的投資也會很大。
智能制造是一個復雜系統(tǒng)，每個行業(yè)每個企業(yè)都要摸索出適合自己的模式，你不必一步到位，可以逐步提升精益化、標準化、模塊化、自動化以及數(shù)字化方面的水平，重要的是弄清楚你這樣做的理由以及恰當?shù)耐顿Y回報。
中國制造已經(jīng)走過了30年的高速發(fā)展，成為世界第一制造大國，但我們至今還拿不出一款真正的世界級產(chǎn)品。未來30年，中國制造需要從重速度輕質量轉變?yōu)橹刭|量輕速度，需要在以上十大領域進行持續(xù)創(chuàng)新，從商業(yè)模式、技術以及管理方面實現(xiàn)向中國智造的轉型。
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