中車智能制造路徑

韓舒淋

中國中車計劃通過智能制造轉(zhuǎn)型，在五年后達(dá)成四個指標(biāo)：研發(fā)效率提高30%、產(chǎn)品不合格率降低30%、節(jié)能減排率提高30%、勞動生產(chǎn)率提高40%

2015年6月剛剛由南北車合并而成的中國中車股份有限公司（601766.HK，下稱中車），是目前國內(nèi)軌道交通裝備領(lǐng)域唯一的列車供應(yīng)商。中車旗下有52個控股子公司，18萬余名員工，如今，這個全球最大軌道交通裝備企業(yè)，正在試圖從優(yōu)秀的子公司開始，推動整個集團(tuán)向智能制造轉(zhuǎn)型。

中國中車計劃通過智能制造轉(zhuǎn)型達(dá)成四個指標(biāo)：研發(fā)效率提高30%、產(chǎn)品不合格率降低30%、節(jié)能減排率提高30%、勞動生產(chǎn)率提高40%。中車測算，這一目標(biāo)將在五年后實(shí)現(xiàn)。

智能化的前提是信息化

在被稱作動力之都的湖南株洲，有四家中國中車下屬子公司，在株洲田心工業(yè)園區(qū)，株洲電力機(jī)車研究所（下稱株洲所）旗下的IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）生產(chǎn)車間是目前中車最先進(jìn)的生產(chǎn)車間之一。

在中車完成合并的同時，工信部發(fā)布了首批智能制造專項(xiàng)項(xiàng)目，在94個項(xiàng)目中，中車旗下三家公司的五個項(xiàng)目入圍，其中有三個在株洲所。

國務(wù)院去年5月下發(fā)的《中國制造2025》行動綱要，2002年始提的“兩化融合”（信息化與工業(yè)化深度融合）依然是核心內(nèi)容之一，而“智能制造”是“兩化融合”的主攻方向。

中車對下屬子公司的信息化水平進(jìn)行了評估分級，株洲所位列A級，A級還包括三大動車主機(jī)廠商（唐山公司、四方股份、長客股份）和兩大貨車龍頭企業(yè)（齊齊哈爾公司與長江公司）。

中車信息化負(fù)責(zé)人向《財經(jīng)》記者介紹，中車將企業(yè)的管理和制造水平分為三個等級：精細(xì)化管理、精益化管理和智能化管理。被評為A級，意味著已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化管理，企業(yè)兩化融合水平較好，業(yè)務(wù)各個流程的電子化全線覆蓋。并且已經(jīng)進(jìn)行了一部分精益化管理的嘗試，在這個階段，要求企業(yè)通過信息化手段進(jìn)行管理、技術(shù)、商業(yè)模式創(chuàng)新。

中車另一名主管信息化的高層人士對《財經(jīng)》記者表示，目前中車制造的高鐵動車組產(chǎn)品已是國際一流水平，但工業(yè)基礎(chǔ)和管理精益化程度與優(yōu)秀跨國公司比還有差距。中車推進(jìn)數(shù)字化、智能化，前期的重心會放在骨干企業(yè)的關(guān)鍵工序、關(guān)鍵車間的智能化改造。簡單講就是擇優(yōu)推進(jìn)。從產(chǎn)品來看，目前最適合做的是動車組和高端機(jī)電一體化產(chǎn)品。

三大動車主機(jī)廠商和株洲所悉數(shù)位列A級，一方面是由于其產(chǎn)品本身研發(fā)制造水平；另一方面，當(dāng)初高鐵技術(shù)引進(jìn)的過程中，不僅僅引進(jìn)了國外的技術(shù)，也引進(jìn)了對方的管理，這一點(diǎn)讓相關(guān)廠商至今受益。

中車唐山機(jī)車車輛有限公司的歷程是近年來突出的信息化案例。當(dāng)年引進(jìn)高鐵技術(shù)，唐山公司與西門子合作，開發(fā)了CRH3型動車組。合作伊始，西門子就要求唐山公司引進(jìn)ERP（企業(yè)資源計劃）系統(tǒng)，西門子用的是SAP公司的ERP系統(tǒng)，也要求唐山公司使用這一系統(tǒng)，為此西門子拉了一條國際專線連回本部，遠(yuǎn)程使用SAP系統(tǒng)。

原北車高層則要求原封不動按照西門子的要求做，“先僵化，再固化，最后再談優(yōu)化”。從2006年開始，唐山公司花了將近一年半的時間部署ERP，據(jù)唐山公司副總工程師劉春明介紹，公司幾乎花了2006年的全部利潤來實(shí)施SAP的ERP系統(tǒng)。2007年，這一系統(tǒng)正式上線。在這套ERP系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，唐山公司不斷優(yōu)化，構(gòu)建了覆蓋設(shè)計、制造、檢修、售后等各個環(huán)節(jié)的信息化管理統(tǒng)一平臺。

唐山公司并不是孤例，中車株洲電機(jī)公司在高鐵技術(shù)引進(jìn)過程中與川崎重工合作。株洲電機(jī)首席設(shè)計師龍谷宗告訴《財經(jīng)》記者，引進(jìn)之前，中方的問題在于技術(shù)管理平臺較弱，通過引進(jìn)改變了管理模式。比如國內(nèi)此前普遍采用開口扳手，用同樣的扳手緊不同尺寸的螺絲，而日方則是專用的扳手，轉(zhuǎn)動多少都要記錄下來，“這就是平臺建立的過程，達(dá)到量化、可追溯的結(jié)果”。

平臺的建設(shè)、信息化的推進(jìn)會改變原來的研發(fā)、制造體系，這個過程自然不會一帆風(fēng)順。

唐山公司在建立ERP系統(tǒng)之后，高鐵、城軌列車產(chǎn)品的研發(fā)已經(jīng)采用三維工具來設(shè)計，但原有的成熟產(chǎn)品如碳鋼客車在很長時間里依然沿用原有的二維設(shè)計平臺。這是因?yàn)檠邪l(fā)人員不愿意甩掉已經(jīng)熟悉的圖紙設(shè)計法，三維設(shè)計軟件需要重新學(xué)習(xí)，整個設(shè)計流程都需要重新建模。轉(zhuǎn)換初期，這反而會大大降低效率。

針對這一現(xiàn)實(shí)難題，唐山公司對成熟產(chǎn)品進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，在三維設(shè)計工具的基礎(chǔ)上開發(fā)了專門針對這些產(chǎn)品的開發(fā)工具，使之能與參數(shù)化的模型圖進(jìn)行連接，工程師在這個專有設(shè)計平臺上錄入尺寸、角度等參數(shù)，就可以自動生成相應(yīng)零部件的三維模型。如此，工程師即使沒有系統(tǒng)掌握三維設(shè)計軟件，也能開展工作。

2015年，唐山公司首次利用這套系統(tǒng)進(jìn)行客車開發(fā)，開發(fā)周期與此前的系統(tǒng)相當(dāng)。預(yù)計在工程師熟悉這套系統(tǒng)之后，后續(xù)產(chǎn)品的設(shè)計效率還會大幅提高。

信息化就是流程化和模塊化

中車旗下的不少企業(yè)已有多年技術(shù)積累，設(shè)計、制造出符合特定要求的產(chǎn)品已不是難事，如何利用好已有的技術(shù)基礎(chǔ)，通過數(shù)字化、信息化的手段來提高研發(fā)、設(shè)計、制造等各個流程的效率，降低成本，是他們當(dāng)下的關(guān)注焦點(diǎn)。

這其中至少需要兩個條件，其一，將原有的技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)、資源模塊化、譜系化，變成更加容易獲取的資源；其二，系統(tǒng)梳理設(shè)計、研發(fā)、制造等各個環(huán)節(jié)的流程，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)字化，優(yōu)化整個設(shè)計、制造過程。

齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司是中車旗下的貨車制造龍頭公司，也是中車的信息化A級企業(yè)之一。貨車的制造技術(shù)沒有動車復(fù)雜，結(jié)構(gòu)相對簡單，零件數(shù)也較少，但貨車的交付要求較高，用戶需求經(jīng)常變化?；诖耍R齊哈爾公司建立了快速設(shè)計系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)里，產(chǎn)品的基本模型都已經(jīng)被定義好，設(shè)計師在拿到用戶需求之后，可以在此系統(tǒng)內(nèi)根據(jù)已有的敞車、篷車等系列平臺，選擇對應(yīng)的參數(shù)，選配出需要的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

這套系統(tǒng)能夠搭建的基礎(chǔ)是產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。齊齊哈爾公司副總工程師周來勝對《財經(jīng)》記者表示，要做快速設(shè)計，就要把產(chǎn)品梳理成相應(yīng)模塊，形成相應(yīng)參數(shù)，然后模型化。公司正在梳理幾十年來積累的經(jīng)驗(yàn)，這個工作量非常大。隨著個性化需求增多，梳理過程中也要分清哪些是公用的、哪些是個性化的，過程會相當(dāng)復(fù)雜。

根據(jù)定制化需求調(diào)整生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)柔性制造是當(dāng)今制造業(yè)的潮流。但柔性制造也是有條件的，它要求定制化產(chǎn)品之間差異不能太大。“好比要做一款轎車，不可能讓卡車生產(chǎn)線去做?！敝曛匏鶎＜覍Α敦斀?jīng)》記者比喻道。

西門子設(shè)在成都的數(shù)字化工廠被業(yè)內(nèi)視作國內(nèi)智能制造的標(biāo)志性工廠，這個工廠能生產(chǎn)50多種不同的產(chǎn)品。據(jù)中車專家分析，該工廠的資源公用率高達(dá)40%至50%?！白V系化、標(biāo)準(zhǔn)化是前提，沒有這個前提，不可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模個性化定制?！痹搶＜冶硎尽?/p>

業(yè)務(wù)流程梳理是另一個被多家企業(yè)反復(fù)提及的要點(diǎn)。

株洲所在幾年前與東方電氣在電動汽車領(lǐng)域合作，曾立過電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)先進(jìn)制造技術(shù)的項(xiàng)目。株洲所制造中心副主任易衛(wèi)華對《財經(jīng)》記者回憶說，起初他理解項(xiàng)目就是要完成一條自動化程度很高的生產(chǎn)線，通過引入機(jī)器人、機(jī)械手來減少工人。隨著工作推進(jìn)，易衛(wèi)華發(fā)現(xiàn)搭建硬件并不難，難的是如何有效支撐、管理硬件，“核心的就是流程”。

后來，易衛(wèi)華團(tuán)隊(duì)花了三年時間，用一個24人的團(tuán)隊(duì)標(biāo)準(zhǔn)化了112個流程，相關(guān)流程涉及到制造相關(guān)的SAP、MES（生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)）、PLM（產(chǎn)品周期管理）等所有端到端的信息系統(tǒng)，完成梳理之后，再采用麥克哈默的流程優(yōu)化原則進(jìn)行優(yōu)化。

易衛(wèi)華以工程設(shè)計變更為例作了進(jìn)一步說明。此前，工程師在接到設(shè)計變更之后，要轉(zhuǎn)化為現(xiàn)場部門的執(zhí)行要點(diǎn)，這一環(huán)節(jié)需要主管領(lǐng)導(dǎo)審核簽字，審核主要針對參數(shù)的規(guī)范性。優(yōu)化之后，易衛(wèi)華團(tuán)隊(duì)把更改參數(shù)過程中相關(guān)的要求表單化，把以往的審核經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)直接做進(jìn)流程驅(qū)動平臺。在接到設(shè)計變更，填寫變更數(shù)據(jù)的時候，平臺會自動提示如何規(guī)范。如此，這一步人工審核環(huán)節(jié)即可省略。

不僅在管理自動化設(shè)備上如此，搭建企業(yè)的信息化平臺也是如此。比如現(xiàn)場采集的工裝數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行防錯分析，可以進(jìn)行質(zhì)量追溯，也可以統(tǒng)計使用率做關(guān)聯(lián)分析，管理人員需要思考清楚這些問題，然后在信息化平臺中實(shí)現(xiàn)。

在梳理流程之前，株洲所的信息化平臺已經(jīng)建立起了一部分，然而之前的使用效果并未完全達(dá)到預(yù)期。一部分業(yè)務(wù)是“兩張皮”，實(shí)際操作流程與信息系統(tǒng)流程不一致，甚至?xí)袠I(yè)務(wù)人員抱怨IT系統(tǒng)“不好用”，“很傻”，“反人類”。

對此，易衛(wèi)華的體會是，以后會越來越需要業(yè)務(wù)人員和IT人員互相跨界，既要懂業(yè)務(wù)流程，也要懂IT。

先梳理流程，后推進(jìn)信息化，這是株洲所的經(jīng)驗(yàn)。“信息化只是支撐手段。”易衛(wèi)華強(qiáng)調(diào)。

“組織和流程是道，信息化是術(shù)”

雖然一些優(yōu)秀子公司已在提升制造能力上做出了不少嘗試，不過對于中車這個正式掛牌不到半年的集團(tuán)公司來說，南北車的融合才剛開始，旗下眾多公司的能力參差不齊，推進(jìn)智能制造將是一項(xiàng)長期工作。

德國的工業(yè)4.0體系中，現(xiàn)代工業(yè)劃分為四個階段：機(jī)械化、電氣化、數(shù)字化、智能化。對于中車集團(tuán)所處的位置，中車有關(guān)專家對《財經(jīng)》記者表示，目前一些骨干企業(yè)已經(jīng)接近數(shù)字化階段。交通運(yùn)輸部信息化領(lǐng)導(dǎo)小組特聘專家、北京交通大學(xué)教授賈利民也認(rèn)為，目前中車整體處在從2.0向3.0轉(zhuǎn)型階段，個別企業(yè)的個別業(yè)務(wù)處于深化3.0的同時向4.0過渡的階段。

數(shù)據(jù)顯示，在信息化投入規(guī)模上，中車依然還有很大提升潛力。目前中車每年的信息化投入大約占企業(yè)銷售收入的0.3%，IT員工人數(shù)大約占總員工數(shù)的0.62%，這一比例在國企中處于平均水平。不過，從全球制造業(yè)平均水平看，信息化投入占總收入比例為1.7%，IT員工占比為1.8%，中車分別只有國際平均水平的六分之一和三分之一。

已有的投入在現(xiàn)階段所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)性現(xiàn)階段也還難以評估。賈利民認(rèn)為，企業(yè)的信息化投入有閾值效應(yīng)，在沒有達(dá)到某個閾值之前，效益不會顯現(xiàn)出來，現(xiàn)階段中車還沒有達(dá)到閾值。

中車對智能制造的前景非?？春?。中車高層人士認(rèn)為、數(shù)字化、智能化的投入將提高效率、降低成本，此外還有品牌效益和質(zhì)量保證。中車內(nèi)部測算的結(jié)果是，傳統(tǒng)投入的回報率大約是5%，智能化、數(shù)字化投入，如果方向正確，回報率能達(dá)到15%-25%。

中車的信息化投入方向正在漸次升級。中車有關(guān)專家介紹說，此前的投入，主要是站在人的角度來建立信息軟件，以后要考慮面向控制設(shè)備的投入，使制造環(huán)節(jié)的信息更加全面、標(biāo)準(zhǔn)。

賈利民對《財經(jīng)》記者分析，“柔性制造的核心是執(zhí)行過程自動化、執(zhí)行過程的狀態(tài)獲取和結(jié)果實(shí)時反饋，也就是將機(jī)器設(shè)備等物理對象數(shù)字化、建立數(shù)字化鏡像及其互操作?！蹦壳爸熊囆畔⒒度胫饕谛姓唾Y源管理方面，以及研發(fā)、設(shè)計階段的數(shù)字化工具與平臺投入，但在制造執(zhí)行過程中的自動化投入，在設(shè)計過程、制造過程、資源配置過程、市場交互過程和行政管理過程的網(wǎng)絡(luò)化互聯(lián)化投入還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

人才是另一個議題。隨著自動化程度的提高，生產(chǎn)線上的工人將大幅減少，但這并不意味著人員規(guī)模會降低。株洲所專家介紹說，雖然現(xiàn)場工人會減少，但是生產(chǎn)線的智能化管理和智能服務(wù)人員的要求會更高，需要更多的工程師團(tuán)隊(duì)進(jìn)行支持。

還有更龐大的基礎(chǔ)工作需要推進(jìn)，南北車合并已半年多，目前依然沿用原有的采購平臺。而在基礎(chǔ)物料的編碼上，原南北車自己的各家企業(yè)之間也還沒有統(tǒng)一。據(jù)了解，在南北車合并之前，原北車曾經(jīng)花了大約六年的時間，統(tǒng)一了旗下大約三分之二企業(yè)的物料編碼，涉及超過原北車?yán)麧櫩傤~80%的主要企業(yè)。合并之后，這種基礎(chǔ)信息化工作還需要在集團(tuán)層面繼續(xù)推進(jìn)，也絕非短期內(nèi)可以完成。而推進(jìn)這種基礎(chǔ)工作的前提，是集團(tuán)層面的組織和管理完成實(shí)質(zhì)性變革。

南北車的頂層機(jī)構(gòu)已完成了合并，旗下企業(yè)和資源的深度整合正在進(jìn)行。在合并之前，南北車都已有相對完整的制造供應(yīng)鏈。南北車合并的主要推動力是避免同業(yè)競爭，合力開拓海外市場。在此背景下，南北車旗下的企業(yè)、資源如何整合，標(biāo)準(zhǔn)以誰為準(zhǔn)、如何制定，都還需要頂層設(shè)計?！敖M織和流程是道，信息化是術(shù)?！币晃唤邮堋敦斀?jīng)》記者采訪的專家如此總結(jié)。

賈利民在受訪時也表示，應(yīng)該首先確定管理架構(gòu)、資源配置機(jī)制、骨干流程、流程間互聯(lián)機(jī)制，然后再推進(jìn)如物料統(tǒng)一編碼這樣的基礎(chǔ)信息化以及制造過程中的基礎(chǔ)自動化。

對于剛剛成立的中車集團(tuán)而言，優(yōu)秀企業(yè)已經(jīng)率先向4.0邁進(jìn)，而整個集團(tuán)要實(shí)現(xiàn)四個智能化的既定目標(biāo)（產(chǎn)品智能化、裝備智能化、生產(chǎn)智能化、管理智能化），路途還很遙遠(yuǎn)。