管理视角谈智能制造

宋华振
智能制造是企业战略实现的一个环节,而企业战略则必须服务于市场。对于智能时代,必须从源头去理清,即消费者需求的个性化变得更为迫切和显着,智能制造作为一种应对变化的实现环节,必须要有响应变化的能力,并且对于自身企业而言又是有利可图的。

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一、智能制造服务于企业战略转型

智能制造是企业战略实现的一个环节,而企业战略则必须服务于市场。对于智能时代,必须从源头去理清,即消费者需求的个性化变得更为迫切和显着,智能制造作为一种应对变化的实现环节,必须要有响应变化的能力,并且对于自身企业而言又是有利可图的。

因此,良好的规划,包括市场的发展趋势把握、客户的需求演进、横向技术的演进都必须清晰把握客户需求和横向技术这两个重点。创新首先必须是用户导向的,横向技术变得成熟后,就可以融入到我们的生产制造中,将原有的机械电气与新的感测、通信、计算技术融合,共同开发更具竞争力的装备。而对于制造型企业来说,就是要把数字化设计、产线运营和维护结合起来,能够实现更为经济的“个性化”生产—这也是实现“差异化”产品的关键。

虽然变化是无处不在的,但是落地必须是有规划的,有序的,必须以有序应对无序。企业所处的环境在任何时候都是变化、不确定的,而企业的运营能力就体现在以有序应对无序。规划就是对变化的预测以及确定适应的方法与工具来应对。

二、智能制造需要跨界人才

智能制造这个话题在产业里有很多热议,但是,人们很多时候更为聚焦在“技术”这个视角。智能制造需要全局的规划,包括规划的人才以及人才的规划。规划型的人才应该能够在管理与技术之间进行有效的协同。由于大学的专业垂直属性使得大多数毕业生缺乏全局规划,即同时掌握管理思维和技术能力的人才是较为缺乏的。

精益生产本身就是一种应对个性化生产、提高客户满意度、缩短面市时间的思想体系,目前阶段在精益生产运营方面还是比较弱的,在很多时候我们尚未具备很强的践行能力。仅精益思想提出消除生产中的七大浪费,就已经可以让企业的运营效率得到大幅度的改善。

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技术一定是服务于生产的。至于智能制造所谈到的各种技术,只是实现精益目标的手段。自动化技术解决生产中的不良品问题,包括视觉检测、高精度运动控制、降低开机浪费。通过有效的商业智能来让库存得到更好的优化,通过机器人降低搬运的时间消耗。

我们需要的是跨界人才来整合这些资源,巧用资源解决问题,最小的成本干最大的事,这个本身就是人才的力量,而非技术的力量。因为,技术要被人有效的利用,而能够更好利用技术的人就是智能制造所需的人才。

三、智能制造旨在实现个性化定制的成本效率

智能制造的核心在应对“个性化生产”,旨在让个性化的生产与大规模生产具有相等或接近的成本效率,品质、成本、交付能力一致,这显然是非常困难的。

为了解决这些问题,需要对生产制造过程进行全局的协同,通过连接后寻找解耦—就是消除中间的浪费环节,让生产在时间、位置、工艺参数上获得最优的匹配,让系统具有一定的预测性、动态调节能力,这就是智能制造的任务。

要实现这一点,第一步是让生产系统连接,包括物理的机械连接,以及数字、软件层面的连接,实现数字化,因为只有数字化才能为后续的工作奠定基础。第二步,对生产过程进行数字孪生映射,通过物理对象与虚拟对象的映射,我们可以对生产过程进行虚拟环境中的测试验证,并对其物流、时间节拍匹配、工艺参数匹配,实现虚拟环境下的最优,这是需要机理建模的过程,如果物理对象真的如此“确定”,这里可以采用边缘计算对生产过程进行调度、优化。第三步,通过数字孪生体反馈来的数据,对于那些不确定性的过程进行学习,分析其中与质量、时间、成本相关性的分析来优化,形成持续的优化能力,将生产中的知识也变为可重复利用的技术。当然,这种需要人的介入,需要人与机器的协同。

对于整个智能制造系统,产线设计与规划、制程管理、精益制造的人员必须介入。因为,对于智能系统的技术人员来说,他们必须了解用户需求。这里的用户可以是内部的生产运营部门的需求,作为技术提供商则是客户的制造流程。Know-How不仅是技术,也是包括产品如何设计规划,以及生产制程设计、这些设计最终要能够被有效的执行,生产制造必须与智能技术之间形成协作,才能将实现技术与生产的任务、目标、过程的结合。因此,在未来我们会发现需要大量可以衔接管理与技术的人员。

但是必须意识到,在真正实现个性化生产方面,工艺本身的突破才是真正颠覆性的。这也需要一个成熟过程,并且需要传统的制造和新制造是相互弥补。工艺上的变革是比较难的,因为同样需要大量的技术研发投入,这种往往容易产生颠覆性的生产能力。比如数字印刷技术,它会取消传统的印刷版辊,实现非常个性化的生产。当然,数字印刷在生产速度和产品品质方面是无法和传统印刷相比的,它胜在灵活性。3D打印也是一种更为有效的生产方式,增材制造与传统的减材制造相比显然有更好的灵活性,但是它要求材料和工艺处理有更好的发展。通过印刷方式生产电路板的柔性混合电子同样是更为高效的生产方式,但是,它也对制造本身的技术提出了新的需求。任何的新的生产并不能说完全脱离原有的制造技术,是如何更为有效的发挥这些技术,新旧技术之间是连续的而非割裂的。

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| 作者:宋华振,上海市产业创新生态研究中心特聘研究员,贝加莱工业自动化(中国)有限公司技术传播经理,1999年毕业于武汉工程大学检测技术仪器仪表专业,2015年获得同济大学工商管理硕士学位,全国工业过程控制与测量分技术委员会/现场总线分技术委员会委员(SAC/TC124),OPC基金会(中国)技术顾问,中国自动化学会集成自动化委员会委员

机构 | 上海市产业创新生态系统研究中心

作者 | 宋华振

编辑 | 陈杰妮

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