基于IE+AT+IT技術(shù)集成的企業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型升級之路

李小聯(lián)

(中電九天智能科技有限公司，四川成都，610200)

1 引言

筆者的研究及業(yè)務(wù)領(lǐng)域是精益生產(chǎn)、智能制造、信息化、自動化，從業(yè)至今為多家企業(yè)進行過企業(yè)咨詢與輔導(dǎo)，參與中國電子技術(shù)標準化研究院組織編寫的工信部《智能制造能力成熟度模型》國家標準編寫，應(yīng)邀為國內(nèi)某市經(jīng)信部門邀請，作為主要負責(zé)人，對該市337家企業(yè)進行智能制造摸底調(diào)研，并選擇60多家企業(yè)進行實際調(diào)研，為該市工業(yè)企業(yè)智能制造推動與落地提供了明確方案。通過對不同領(lǐng)域的企業(yè)進行調(diào)研和分析，深有一些感觸和思考，總想寫點對企業(yè)有所幫助的觀點，特撰寫此文，希望有幸能夠與廣大讀者見面，對大家有所借鑒。

2 回歸制造本質(zhì)看智能化時代制造企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機遇

2.1 制造企業(yè)的經(jīng)營本質(zhì)

無論是大型、中型、小型、微小型企業(yè)，其經(jīng)營的本質(zhì)是獲得剩余價值，即產(chǎn)值、利潤和現(xiàn)金流，這三者是企業(yè)永續(xù)經(jīng)營、長期發(fā)展、打造百年基業(yè)的堅實后盾。對于所有企業(yè)現(xiàn)金流是首要的，它是企業(yè)維持經(jīng)營的第一生產(chǎn)要素，在利潤和產(chǎn)值方面，能夠兼顧固然重要，但要有所取舍的時候，有的企業(yè)會優(yōu)先選擇提高產(chǎn)值，有的企業(yè)會優(yōu)先選擇利潤，總之，無論在什么時代背景下，無論涌現(xiàn)什么技術(shù)，制造企業(yè)的本質(zhì)永遠都是通過按需求的數(shù)量、地點為客戶提供符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品(即豐田生產(chǎn)方式TPS所提到的JIT生產(chǎn))，不斷創(chuàng)造產(chǎn)值、利潤和現(xiàn)金流，以此作為企業(yè)品牌、產(chǎn)品、業(yè)績得到提升和滿足市場認可的基石。

2.2 數(shù)字經(jīng)濟時代制造企業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)

伴隨中國人口紅利的逐步消失及制造業(yè)的全球化化、白熱化競爭，我國制造業(yè)過緊日子、難日子的多了起來。在貿(mào)易戰(zhàn)略時代，國內(nèi)企業(yè)只要有資源，尤其是材料、渠道資源，通過資源的低買和高賣，企業(yè)就可以很輕松的獲得一桶金，維持企業(yè)的經(jīng)營，與此同時也涌現(xiàn)了很大一批在此時代成長和發(fā)展至今的知名企業(yè)。在生產(chǎn)戰(zhàn)略時代，市場需求遠大于企業(yè)供給，企業(yè)具備生產(chǎn)要素，即人、機器、物料、方法、生產(chǎn)環(huán)境，只要能夠不斷的生產(chǎn)出來產(chǎn)品，市場就會購買，依靠完備的生產(chǎn)要素，企業(yè)就能生存并開展日常的經(jīng)營活動。

在營銷戰(zhàn)略時代，伴隨消費升級，市場上產(chǎn)品類型逐步從品種單一多批量轉(zhuǎn)向多品種小批量、多品種變批量，最終發(fā)展為智能制造時代的個性化定制，市場對企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量、交期、成本方面提出了更高的要求，市場的競爭更加激烈，尤其是大企業(yè)船大難掉頭，一不小心就會被市場所拋棄，這也是當(dāng)今企業(yè)家所面臨的主要挑戰(zhàn)。企業(yè)需要通過推銷、營銷、網(wǎng)絡(luò)銷售等模式推廣自己的產(chǎn)品，企業(yè)在市場獲利能力方面必須緊跟時代步伐，通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新提高自身的競爭優(yōu)勢。

2.3 智能化背景下企業(yè)所面臨的新機遇

2015年，工信部批復(fù)國內(nèi)首批智能制造試點示范企業(yè)，共計46家，涉及37個行業(yè)，筆業(yè)有幸為其中一家企業(yè)的項目主要成員之一，中國企業(yè)正式拉開了全國制造業(yè)智能制造推進的序幕。在中國制造2025的總體規(guī)劃下，智能制造、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)APP、工業(yè)云平臺、工業(yè)大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等一系列的技術(shù)及政策蜂擁而至，以國內(nèi)大型龍頭企業(yè)為代表，各行業(yè)不僅涌現(xiàn)了大批智能制造試點示范企業(yè)，同時也涌現(xiàn)出了很多為制造業(yè)提供智能化轉(zhuǎn)型升級服務(wù)的系統(tǒng)集成商、軟件開發(fā)商、智能制造創(chuàng)新孵化園區(qū)、自動化裝備開發(fā)商，以及包括為企業(yè)智能化改造提供資金擔(dān)保的金融機構(gòu)等，企業(yè)紛紛開展制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合的各項專案，如：兩化融合貫標、智能制造新模式、協(xié)同制造等，新的歷史時期、新的技術(shù)熱點給企業(yè)的發(fā)展帶來改革和創(chuàng)新的新機遇，智能制造時代企業(yè)將會迎來下一個增長點。

3 緊跟時代步伐，以運營效率提升為出發(fā)點探索企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級之道

3.1 企業(yè)在智能化轉(zhuǎn)型升級的過程中所存在的問題

現(xiàn)象1：盲目跟風(fēng)，沒有分析清楚自身的需求，看到同行業(yè)別的企業(yè)搞智能制造自己也跟隨大流，投入了大量的資本，最終得到的收益很小。

現(xiàn)象2：為了獲得政策性支持，比如資金補助，融資機構(gòu)的投資，快速投入一些工業(yè)軟件、自動化項目，企業(yè)自身的智能化提升意識沒有任何的改善。

現(xiàn)象3：沒有整體規(guī)劃，包括整體智能化戰(zhàn)略、工業(yè)軟件集成等，沒有系統(tǒng)的從產(chǎn)品、制造、供應(yīng)鏈、服務(wù)、物流、新業(yè)態(tài)等多個維度做系統(tǒng)規(guī)劃及部署。

3.2 針對智能化推動問題，談一下企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的出發(fā)點及思考點

回歸第1部分所述，企業(yè)的本質(zhì)就是最大程度獲取剩余價值，也就是產(chǎn)值、利潤、現(xiàn)金流的最大化，企業(yè)只有不斷的快速生產(chǎn)、快速的銷售、快速的收款，才能夠最大化獲取收益，就比如一家面館，只有不斷的給客戶人端上面條，客人快速吃完，快速付錢、快速離開，這個面館才能最大化創(chuàng)造收益，其實其本質(zhì)就是存貨周轉(zhuǎn)率的提升，筆者把它定義為企業(yè)的運營效率。企業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型升級必須以存貨周轉(zhuǎn)率的提升為出發(fā)點，分解與其提升相關(guān)的因素，并借助智能制造時代各種先進的技術(shù)來促進每種要素的提升，這樣才能系統(tǒng)化提升企業(yè)的運營效率，實現(xiàn)企業(yè)的最大化盈利，圍繞這個思路和出發(fā)點企業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型升級才能見效和邁向成功。

企業(yè)運營效率提升是一個很開放的主題，可以從財務(wù)、制造、研發(fā)、銷售、供應(yīng)鏈、技術(shù)創(chuàng)新等不同的維度進行探討，凡是從事制造業(yè)相關(guān)的管理者都有很多各自不同的經(jīng)驗和方法，筆者下來主要從智能制造轉(zhuǎn)型升級的角度來談一談企業(yè)如何進行運營效率的提升。

4 IE+AT+IT智能制造技術(shù)集成組合拳是促進企業(yè)運營效率提升的利器

4.1 企業(yè)智能制造水平、等級的評價及劃分方式

每個企業(yè)的智能制造水平都有所不同，雖然沒有一種可以包治百病的方案可以適合每個不同的企業(yè)，但我們可進行共性技術(shù)和思路的探索和研究。通過將企業(yè)智能制造的水平進行劃分，讓每個企業(yè)有一種科學(xué)合理的方式了解自身智能化程度、存在的問題，有利于我們研究出一套關(guān)鍵、共性的思路和技術(shù)，來指導(dǎo)各企業(yè)推進智能制造轉(zhuǎn)型升級。

筆者在參與中國電子技術(shù)標準化研究院所組織的《智能制造能力成熟度模型》的撰寫過程中，專家們通過標準將企業(yè)的智能制造等級劃分為已規(guī)劃級、規(guī)范級、集成級、優(yōu)化級、引領(lǐng)級5個級別。其中，已規(guī)劃級代表企業(yè)開始對智能制造進行規(guī)劃，部分核心業(yè)務(wù)有信息化基礎(chǔ)；規(guī)范級代表核心業(yè)務(wù)重要環(huán)節(jié)實現(xiàn)了標準化和數(shù)字化，單一業(yè)務(wù)內(nèi)部開始實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；集成級代表核心業(yè)務(wù)間實現(xiàn)了集成，數(shù)據(jù)在工廠范圍內(nèi)可共享；優(yōu)化級代表能夠?qū)?shù)據(jù)進行挖掘，實現(xiàn)了對知識、模型等的應(yīng)用，并能反饋優(yōu)化核心業(yè)務(wù)流程，體現(xiàn)了人工智能；引領(lǐng)級代表實現(xiàn)了預(yù)測、預(yù)警、自適應(yīng)，通過與產(chǎn)業(yè)鏈上下游的橫向集成，帶動產(chǎn)業(yè)模式的創(chuàng)新。

有了以上的標準，針對任何一家企業(yè)通過評價，可以確定出該企業(yè)屬于以上5個級別中的那個級別，企業(yè)可以詳細了解自身在研發(fā)、銷售、供應(yīng)鏈、物流等各個維度所存在的問題，在此基礎(chǔ)上就可以探討智能制造水平如何提高的話題了。

4.2 IE+AT+IT智能制造技術(shù)集成在智能化水平提升中的運用思路

4.2.1 IE技術(shù)在智能化提升中的職能介紹

每個企業(yè)智能制造成熟度都是通過銷售、供應(yīng)鏈、設(shè)計、制造、物流、資源等多維度的評價而確定的，我們需要針對這些維度的問題制定總體的規(guī)劃方案。IE(工業(yè)工程)是一種技術(shù)+管理的綜合性專業(yè)技術(shù)，美國等西方國家簡稱精益生產(chǎn)(Lean)，日本簡稱為TPS豐田生產(chǎn)方式。其職能涵蓋規(guī)劃、設(shè)計、改善和創(chuàng)新，應(yīng)用領(lǐng)域涉及智能制造成熟度模型中的各個方面，包括研發(fā)、銷售、供應(yīng)鏈、制造、物流等。通過IE工業(yè)工程技術(shù)針對每個企業(yè)的智能化現(xiàn)狀制定總體的能力水平提升規(guī)劃，讓企業(yè)的智能制造推動更系統(tǒng)化，這是IE技術(shù)在智能化轉(zhuǎn)型升級中的重要作用。比如在產(chǎn)品設(shè)計方面，可以規(guī)劃并行設(shè)計，縮短產(chǎn)品的研發(fā)及設(shè)計周期；在供應(yīng)鏈方面，可以規(guī)劃供應(yīng)鏈優(yōu)化設(shè)計方案，縮短產(chǎn)品交付周期；在制造方面，可以規(guī)劃產(chǎn)品的成本降低方案，系統(tǒng)提高人員、設(shè)備、物料等效率，提高制造的綜合效率；在物流方面，可通過數(shù)學(xué)建模與優(yōu)化設(shè)計，規(guī)劃合理的物流方式及最優(yōu)配送路線，縮短物流周期等。

針對企業(yè)智能制造現(xiàn)狀，以上運用IE技術(shù)所開展的各項規(guī)劃設(shè)計的功能，給企業(yè)的智能制造推動建立了系統(tǒng)的規(guī)劃方案，可以通過分步實施的方式來達成規(guī)劃的各種目標。我們會發(fā)現(xiàn)，在企業(yè)智能化水平提升的過程中，企業(yè)的庫存周轉(zhuǎn)率也會得到有效的提升，并且是穩(wěn)步的提升，這得益于運用IE技術(shù)在智能制造總體解決方案規(guī)劃中的系統(tǒng)應(yīng)用。

4.2.2 AT技術(shù)在智能制造硬件建設(shè)中的職能介紹

為了實現(xiàn)智能制造整體水平的系統(tǒng)提升，企業(yè)運用IE技術(shù)制定了系統(tǒng)的規(guī)劃方案，比如在制造能力提升中，我們運用IE技術(shù)基于工藝流程進行了車間總體布局方案的設(shè)計與仿真優(yōu)化，包括線體方案設(shè)計、單機自動化方案設(shè)計(含非標自動化、標準設(shè)備)、物流方案設(shè)計等，這些規(guī)劃方案的具體落地就需要AT技術(shù)的支撐才能完成。通過AT技術(shù)可以進行機器人集成技術(shù)、視覺分析技術(shù)、智能物流技術(shù)、智能檢測技術(shù)、PLC控制技術(shù)的設(shè)計、實施與集成，通過一個個智能裝備的導(dǎo)入及應(yīng)用來確保IE總體規(guī)劃方案中硬件裝備方案的落地與優(yōu)化。

在此過程中，AT技術(shù)的應(yīng)用并非只是體現(xiàn)在單一的機器人替代人、提高單個工位的效率、提高單個制程的良率，最主要的是體現(xiàn)在對基于IE技術(shù)總體規(guī)劃的智能制造方案硬件建設(shè)的技術(shù)支撐作用。

4.2.3 IT技術(shù)在IE技術(shù)規(guī)劃和AT技術(shù)硬件建設(shè)基礎(chǔ)上的驅(qū)動職能介紹

可以設(shè)想一個布置好硬件的智能工廠，如果沒有軟件的驅(qū)動，就相當(dāng)于一個人的人體骨骼，如果缺少了肌肉就沒法聯(lián)動，IT信息化技術(shù)的作用正相當(dāng)于人體肌肉的作用。通過IT技術(shù)中的不同軟件系統(tǒng)如數(shù)據(jù)采集SCADA系統(tǒng)、制造執(zhí)行MES系統(tǒng)、自動化控制BC系統(tǒng)、企業(yè)管理ERP系統(tǒng)、自動排產(chǎn)APS系統(tǒng)、QMS質(zhì)量管理系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、客戶管理CRM系統(tǒng)、SCM供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)等的建立，可以實現(xiàn)企業(yè)從訂單的自動獲取、工單的自動拆解、計劃的自動下達、物料的自動分揀、產(chǎn)品制造過程的自動化控制、質(zhì)量的在線實時管控及追溯、倉庫的智能化管理、產(chǎn)品全生命周期的大數(shù)據(jù)驅(qū)動及實時分析等。IT技術(shù)賦予了制造以靈魂，通過IT技術(shù)驅(qū)動制造硬件及生產(chǎn)資源的大數(shù)據(jù)分析與監(jiān)控，消除了信息孤島，驅(qū)動了整個制造資源的網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化運作，提高了企業(yè)的信息流傳遞效率。IE+AT+IT是綜合性很強的技術(shù)組合，每種技術(shù)的研究及應(yīng)用都需要專業(yè)的團隊，企業(yè)可以通過IE+IT+AT的技術(shù)集成進行智能化轉(zhuǎn)型升級的系統(tǒng)化部署，可以通過這套技術(shù)組合拳扎實的推動裝備、軟件、流程優(yōu)化的分步落地。運用這套技術(shù)組合深耕企業(yè)智能化推進，企業(yè)原材料、半成品、成品的周轉(zhuǎn)率會得到顯著提升，企業(yè)的運營效率也會實現(xiàn)同步化提升。

5 結(jié)束語

以上觀點是基于筆者個人的經(jīng)驗所談，在各種技術(shù)突發(fā)涌現(xiàn)的智能化時代，一方面，希望文章能夠讓每個讀者對智能制造有更深的理解；另一方面，希望文章能夠引導(dǎo)企業(yè)深入分析自身的智能化程度，能夠引導(dǎo)企業(yè)針對自身的現(xiàn)狀、特點、痛點來制定規(guī)劃和實施方案，讓企業(yè)真正享受到智能制造所帶來的機遇和成果。