智能制造領(lǐng)域關(guān)于“輕與重”的八大認識誤區(qū)

導(dǎo)讀

當(dāng)前，我國正在大力推進制造強國建設(shè)，智能制造無疑是重中之重的核心策略。在政府的積極推進和企業(yè)內(nèi)生動力的驅(qū)動下，制造企業(yè)踏上了智能制造的轉(zhuǎn)型征程，智能制造支撐不少優(yōu)秀企業(yè)成為行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，乃至在細分市場成為全球隱形冠軍。但是，還有很多制造企業(yè)存在不少關(guān)于“輕與重”的認識與實踐中的誤區(qū)。

本文結(jié)合e-works進行智能制造知識傳播、咨詢培訓(xùn)和國際考察的實踐，逐一進行剖析，希望給廣大制造企業(yè)帶來一定的啟示，幫助企業(yè)在推進智能制造的過程中少走彎路，取得實效。

誤區(qū)一：重自動化，輕數(shù)字化

當(dāng)前，制造企業(yè)面臨著巨大的人力資源成本壓力和招工難等問題，因此，很多離散制造企業(yè)積極進行生產(chǎn)線的自動化改造。一部分重復(fù)性較高的工位，由企業(yè)提出工藝需求，選擇非標(biāo)自動化集成商提供專用的自動化設(shè)備，完成諸如擰螺絲、裝配、焊接、打標(biāo)、檢測等特定工序，從而替代人工，實現(xiàn)少人化。乍一看很多生產(chǎn)線挺先進，但仔細研究，卻發(fā)現(xiàn)一方面很多企業(yè)的自動化產(chǎn)線還是只能適應(yīng)單一品種，柔性不強；另一方面，很多企業(yè)還是不夠重視設(shè)備聯(lián)網(wǎng)和產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集，難以真正實現(xiàn)生產(chǎn)過程的可視化與透明化，管理人員還難以及時、準確地了解生產(chǎn)現(xiàn)場的實時狀況。流程制造企業(yè)的生產(chǎn)線普遍應(yīng)用了自動化控制系統(tǒng)，但數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用也相對滯后，也存在與自動化系統(tǒng)脫節(jié)的問題。

反觀一些國際優(yōu)秀企業(yè)則非常注重實現(xiàn)透明工廠和互聯(lián)工廠。e-works智能工廠考察團在參觀MAZAK公司日本大口工廠時，就看到企業(yè)的工作人員可以實時查詢寧夏的小巨人工廠（MAZAK子公司）某一臺設(shè)備的實時狀態(tài)，包括設(shè)備使用狀態(tài)、OEE、產(chǎn)量、質(zhì)量、能耗等信息。KUKA、通快等企業(yè)的工廠也非常注重車間的透明化，可以隨時查看車間、產(chǎn)線和每臺設(shè)備的實時狀態(tài)。羅克韋爾自動化公司位于美國克利夫蘭的電子工廠真正將MES系統(tǒng)用深用透，可以及時查詢貼片機吸嘴的狀態(tài)，判斷是否需要維護，還可以看到每個訂單的執(zhí)行情況、車間生產(chǎn)排產(chǎn)和執(zhí)行的狀態(tài)、各條產(chǎn)線的缺陷率等，輔助管理人員及時作出調(diào)整與優(yōu)化，顯著提高生產(chǎn)質(zhì)量。

e-works建議，企業(yè)在推進智能制造的過程中，一定要自動化與數(shù)字化并重，自動化是基礎(chǔ)，通過數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用真正創(chuàng)造價值。

誤區(qū)二：重單機自動化，輕系統(tǒng)柔性化

很多制造企業(yè)非常重視購買數(shù)控加工中心或者鈑金加工設(shè)備，不少企業(yè)還配備了上下料的工業(yè)機器人，但是往往還是單機自動化，還沒有應(yīng)用柔性制造系統(tǒng)（FMS）或柔性制造單元(FMC)，生產(chǎn)過程中還需要人工搬運，導(dǎo)致產(chǎn)生在制品庫存，高端智能裝備的OEE較低。

而國際領(lǐng)先企業(yè)已經(jīng)開始應(yīng)用柔性制造系統(tǒng)，實現(xiàn)了機加工和鈑金加工的全自動、無人化地加工不同的零件。機加工FMS包括若干臺加工中心、機器人去毛刺單元、清洗單元、軌道輸送車等設(shè)備和控制軟件，配備了立體貨架，放置工件和工裝，可以完成從粗到精的全自動加工；鈑金加工的FMS系統(tǒng)則可以實現(xiàn)從鈑金下料、沖孔、折彎到焊接等整個鈑金制造工藝。

FMS系統(tǒng)并不是一個新概念，三十年前就有企業(yè)開始應(yīng)用。但由于早期的設(shè)備可靠性、穩(wěn)定性不足，以及多臺設(shè)備的生產(chǎn)調(diào)度與管控比較復(fù)雜，一些早期應(yīng)用FMS的企業(yè)放棄了FMS系統(tǒng)，回到單機應(yīng)用數(shù)控加工中心。但是，隨著自動化、數(shù)字化和檢測等技術(shù)的發(fā)展，近年來FMS系統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，成為離散制造企業(yè)提升生產(chǎn)效率的必然選擇。

誤區(qū)三：重局部改造，輕整體優(yōu)化

很多企業(yè)十分注重對瓶頸工位或消耗人工較多的工位進行自動化改造，推進“機器換人”。這種方式雖然能夠減少人工，提高單個工位的效率，但是對于提升生產(chǎn)線的整體效率意義不大，而且往往會將瓶頸工序轉(zhuǎn)移到其它工位。

正確的方式是基于工業(yè)工程的理念，利用價值流圖等方法，根據(jù)生產(chǎn)的產(chǎn)品類型、產(chǎn)量、批量、制造工藝、產(chǎn)能、生產(chǎn)節(jié)拍和在制品物流傳輸方式，對產(chǎn)線進行整體優(yōu)化；同時，從實現(xiàn)自動化加工與裝配的角度來對制造工藝進行優(yōu)化，以降低自動化改造的難度，盡量滿足多種變型產(chǎn)品的生產(chǎn)與裝配。例如，e-works咨詢團隊服務(wù)的一家集裝箱制造企業(yè)在進行集裝箱側(cè)墻板和頂板生產(chǎn)時，通過工藝優(yōu)化，將原來的平板剪斷→羅拉成型→拼板點焊→自動焊接的工藝進行了優(yōu)化，將原有縱向焊縫改成橫向焊縫，工藝優(yōu)化成先焊整板再進行成型，既減少了焊縫長度，又易于進行自動化改造，還成功實現(xiàn)了從鋼材開卷到成型的多工序連續(xù)自動化。e-works咨詢團隊長期服務(wù)的另一家軌道交通車門制造企業(yè)在進行自動化改造時，基于精益生產(chǎn)的“一個流”原則優(yōu)化車間布局，平衡節(jié)拍，保證了在自動化改造完成后，整個生產(chǎn)系統(tǒng)的均衡，減少了搬運距離，最大限度地消除了生產(chǎn)等待和搬運帶來的浪費。

誤區(qū)四：重單元系統(tǒng)應(yīng)用，輕整體規(guī)劃與系統(tǒng)集成

歷經(jīng)數(shù)十年的應(yīng)用，工業(yè)軟件的功能不斷細化，在制造企業(yè)中覆蓋的業(yè)務(wù)越來越廣，企業(yè)應(yīng)用的信息系統(tǒng)越來越多。很多企業(yè)往往是為了解決某一個或一類問題，滿足某個業(yè)務(wù)部門或者某個業(yè)務(wù)流程的需求而建設(shè)一套信息系統(tǒng)，“頭痛醫(yī)頭”，缺乏整體規(guī)劃，導(dǎo)致系統(tǒng)之間功能重疊、邊界模糊、數(shù)據(jù)來源多樣等問題。例如，某企業(yè)先導(dǎo)入了ERP系統(tǒng)，后來由于生產(chǎn)現(xiàn)場細化管理，導(dǎo)入了MES系統(tǒng)，之后由于需要對倉庫進行精細化管理，引入了WMS，三個系統(tǒng)都有物料管理功能，由此帶來一些單據(jù)需要在不同部門多個系統(tǒng)之中重復(fù)錄入，同一個數(shù)據(jù)在不同系統(tǒng)之中多頭管理，導(dǎo)致工作效率低、數(shù)據(jù)不一致等問題。各類信息系統(tǒng)越上越多，功能越來越復(fù)雜，但是信息孤島林立，很多數(shù)據(jù)需從系統(tǒng)中導(dǎo)出、處理、再導(dǎo)入另一系統(tǒng)中，需要到多個系統(tǒng)進行查詢，才能獲取有效信息。數(shù)據(jù)變更時，不能及時從接收變更的源頭系統(tǒng)傳遞到其它關(guān)聯(lián)系統(tǒng)。企業(yè)的運營效率卻沒有提升，甚至反而下降，投資回報率不高。

部分企業(yè)已經(jīng)意識到此類問題，通過對業(yè)務(wù)和系統(tǒng)邊界的劃分，簡化數(shù)據(jù)在不同系統(tǒng)之間傳遞的過程，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時共享，保證數(shù)據(jù)的準確性，消除信息孤島，為企業(yè)運營和經(jīng)營分析提供統(tǒng)一、一致的數(shù)據(jù)源。e-works建議，企業(yè)明確業(yè)務(wù)邊界和系統(tǒng)功能邊界，構(gòu)建統(tǒng)一的系統(tǒng)集成方案，引入主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(MDM)，在實施過程中實現(xiàn)各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成和接口統(tǒng)一管理，避免數(shù)據(jù)斷點、接口重復(fù)開發(fā)等問題。

e-works咨詢團隊在實踐當(dāng)中，幫助企業(yè)對業(yè)務(wù)流程進行梳理，結(jié)合制造企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略、管控模式、行業(yè)特點、標(biāo)準和法規(guī)，通過現(xiàn)狀診斷、需求分析和整體規(guī)劃，明確企業(yè)推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能制造的目標(biāo)、行動計劃和投資概算，確定數(shù)字化系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)的整體框架、集成方案和實施路線圖，為企業(yè)整體推進智能制造提供支撐，取得顯著效果。

”

e-works認為，制造企業(yè)必須改變豎井式的單元系統(tǒng)實施與應(yīng)用模式，盡量避免軟件系統(tǒng)功能重疊，導(dǎo)致重復(fù)投資等問題，使企業(yè)投資的數(shù)字化和自動化系統(tǒng)能夠達到預(yù)期的成效。制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)將工業(yè)軟件的應(yīng)用與智能裝備、數(shù)據(jù)采集、工控網(wǎng)絡(luò)、工廠仿真、產(chǎn)線規(guī)劃、AGV和立體倉庫應(yīng)用等相關(guān)技術(shù)結(jié)合起來，進行智能制造整體規(guī)劃，并在整體規(guī)劃的指導(dǎo)下，進行單元系統(tǒng)的實施；同時，要順應(yīng)云計算、組件化、微服務(wù)的潮流，實現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化系統(tǒng)架構(gòu)的升級。

誤區(qū)五：重建設(shè)，輕運維

制造企業(yè)在智能制造推進過程中，普遍存在重建設(shè)、輕運維的問題。在系統(tǒng)采購和實施階段，企業(yè)會展開需求分析、系統(tǒng)評估、可行性分析和招標(biāo)選型，重大項目高層領(lǐng)導(dǎo)也會參與到?jīng)Q策過程，投入大量的人力、物力和財力。但在系統(tǒng)上線以后，卻缺乏持續(xù)的運維，應(yīng)用軟件多年不進行維護和升級，系統(tǒng)功能與實際業(yè)務(wù)流程的匹配度差距越來越大，系統(tǒng)價值難以發(fā)揮；自動化產(chǎn)線也存在不及時維護保養(yǎng)，故障率高等問題。e-works咨詢團隊服務(wù)的一家企業(yè)應(yīng)用了國際知名的ERP系統(tǒng)，但是上線七年，沒有進行持續(xù)運維，而企業(yè)的經(jīng)營模式、組織架構(gòu)和業(yè)務(wù)流程發(fā)生了很大變化，導(dǎo)致ERP系統(tǒng)與企業(yè)的實際需求差距越來越大，業(yè)務(wù)部門意見很大；同時，ERP系統(tǒng)的新版本與企業(yè)應(yīng)用的老版本功能也有了很大差異，企業(yè)重新升級的成本幾乎與重新購買相同，在老版本上做的二次開發(fā)模塊也需要重新開發(fā)。

企業(yè)的發(fā)展是動態(tài)變化的，唯一的不變就是變。因此，e-works建議企業(yè)在信息系統(tǒng)選型時，需要充分考慮系統(tǒng)的柔性化、平臺化、可配置和可擴展；同時，企業(yè)也需要及時對系統(tǒng)進行維護升級，企業(yè)的IT團隊要能夠及時根據(jù)企業(yè)需求的變化，對信息系統(tǒng)進行重新配置，盡量減少語言級的二次開發(fā)，注重IT治理。

誤區(qū)六：重數(shù)字化設(shè)計，輕數(shù)字化仿真與優(yōu)化

近年來，制造企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)（R&D）方面的投入持續(xù)增加，購買了三維CAD、CAE等軟件，但是，大部分企業(yè)還是重產(chǎn)品開發(fā)（Development）、輕研究（Research），主要還是根據(jù)客戶的訂單需求進行產(chǎn)品設(shè)計，對于前沿技術(shù)的研究與探索不夠。在系統(tǒng)應(yīng)用方面，數(shù)字化設(shè)計軟件應(yīng)用十分廣泛，部分企業(yè)已經(jīng)延伸到數(shù)字化工藝，但是對于仿真技術(shù)的應(yīng)用還停留在初級階段，主要進行運動仿真、結(jié)構(gòu)和流體仿真與驗證，尚未實現(xiàn)仿真驅(qū)動設(shè)計和多物理場的仿真分析和優(yōu)化設(shè)計，仿真應(yīng)用不成體系，缺乏對仿真規(guī)范、仿真流程、材料數(shù)據(jù)庫的管理，仿真人員沒有建立專門的組織，仿真軟件的價值遠未充分發(fā)揮。

在國際先進制造企業(yè)中，仿真已成為提升產(chǎn)品研發(fā)能力，改進制造工藝，提高產(chǎn)品性能和可靠性的重要手段。仿真技術(shù)也在不斷創(chuàng)新，實現(xiàn)了實時仿真，仿真軟件更加宜人化，數(shù)字化設(shè)計和仿真可以實現(xiàn)雙向集成，也出現(xiàn)了針對特定產(chǎn)品（例如齒輪、軸承、動力電池、電機等）的設(shè)計與仿真分析一體化的軟件系統(tǒng)。仿真技術(shù)的應(yīng)用可以幫助企業(yè)減少實物試驗，顯著降低研發(fā)成本，成為企業(yè)提升創(chuàng)新能力的必然選擇。在智能工廠建設(shè)方面，也可以利用工廠仿真軟件，對設(shè)備和產(chǎn)線布局、工廠物流、人機工程和裝配過程進行仿真，建立真實工廠的Digital Twin。在復(fù)雜的智能產(chǎn)品（例如風(fēng)力發(fā)電機組、航空發(fā)動機）投入使用之后，也可以基于對產(chǎn)品內(nèi)置的傳感器采集的數(shù)據(jù)，通過對產(chǎn)品的Digital Twin進行仿真，來分析與預(yù)測真實產(chǎn)品的運行狀態(tài)和故障隱患，適時進行調(diào)整，進行預(yù)測性維修維護。

e-works建議，企業(yè)在推進智能制造的過程中，一定要數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化仿真與優(yōu)化并重，數(shù)字化設(shè)計是仿真的基礎(chǔ)，應(yīng)用數(shù)字化仿真與優(yōu)化技術(shù)來提升產(chǎn)品性能；同時，在仿真技術(shù)應(yīng)用過程中需要注重仿真規(guī)范和標(biāo)準、仿真流程、仿真結(jié)果的分析和利用，實現(xiàn)仿真知識管理。

誤區(qū)七：重信息系統(tǒng)應(yīng)用，輕數(shù)據(jù)價值體現(xiàn)和管理改善

很多制造企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中已經(jīng)應(yīng)用了諸多信息系統(tǒng)，但系統(tǒng)應(yīng)用的效果和發(fā)揮的價值卻參差不齊。一方面，雖然企業(yè)信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，但企業(yè)對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)本身缺乏分析，數(shù)據(jù)的價值未得到充分挖掘，難以支撐企業(yè)決策；另一方面，企業(yè)想借助信息系統(tǒng)去管理大部分的業(yè)務(wù)問題，但建設(shè)信息系統(tǒng)時，卻忽略了企業(yè)本身所需要執(zhí)行的管理改善，業(yè)務(wù)管理的規(guī)范和標(biāo)準很不完備，造成系統(tǒng)的應(yīng)用效果未達到預(yù)期。

一些優(yōu)秀的制造企業(yè)在信息系統(tǒng)選型之前，除了必要的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀調(diào)研、需求分析等工作外，還會對企業(yè)的業(yè)務(wù)流程進行梳理和優(yōu)化，包括營銷模式、研發(fā)過程管控、生產(chǎn)運營體系、物流供應(yīng)體系等，通過建立組織、完善制度、輸出改善措施和行動細則，來支撐整個系統(tǒng)的建設(shè)，真正的做到“管理先行、業(yè)務(wù)驅(qū)動”。在應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過BI決策分析對數(shù)據(jù)內(nèi)涵的價值進行挖掘和分析利用，對各類業(yè)務(wù)進行前瞻性預(yù)測及分析，并實現(xiàn)戰(zhàn)略分解和運營監(jiān)控，為企業(yè)各層級的決策提供有力支撐。

e-works建議，企業(yè)在推進智能制造的過程中，要做到信息系統(tǒng)應(yīng)用與管理改善并重，通過推進業(yè)務(wù)管理的規(guī)范化、標(biāo)準化，結(jié)合系統(tǒng)實施提升管理基礎(chǔ)，使信息系統(tǒng)有效地支撐業(yè)務(wù)運行。在業(yè)務(wù)系統(tǒng)全面應(yīng)用的前提下，對各類數(shù)據(jù)進行有效分析，充分挖掘數(shù)據(jù)價值，有效支撐決策。企業(yè)應(yīng)當(dāng)將組織和制度的完善與管理手段與信息系統(tǒng)進行匹配，對包括部門職責(zé)、崗位職責(zé)、管理模式、績效考核體系和人員素質(zhì)等方面進行持續(xù)改善，從而提升應(yīng)用效果，發(fā)揮信息系統(tǒng)實施的預(yù)期價值。

誤區(qū)八：重顯示度，輕實用性

在國家大力推進智能制造的背景下，部分企業(yè)不惜重金打造出豪華版的智能工廠，各種智能裝備和信息系統(tǒng)一應(yīng)俱全，包括知名品牌的BI、ERP、PLM、MES、SRM、ESB、生產(chǎn)及物流仿真系統(tǒng)、自動立體庫、AGV、自動化產(chǎn)線、生產(chǎn)指揮中心等，建立了專門智能制造展廳、車間現(xiàn)場的參觀通道、示范生產(chǎn)線等，很有顯示度。但在實用性方面卻明顯不足，例如：生產(chǎn)線建設(shè)未考慮實際市場需求，導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)、設(shè)備閑置，產(chǎn)能利用不充分；自動立體庫的建設(shè)對于場地位置布局、物料的分類管理、物料外包裝設(shè)計、物料標(biāo)識、存取分揀等環(huán)節(jié)考慮不足，導(dǎo)致自動立體庫效率低下；AGV的應(yīng)用對于搬運頻次、搬運路徑與倉庫及生產(chǎn)現(xiàn)場的協(xié)同等方面存在不足，導(dǎo)致AGV無法實際應(yīng)用；生產(chǎn)指揮中心圖表及數(shù)據(jù)對于生產(chǎn)現(xiàn)場的掌控及指導(dǎo)性不足、實時性不夠；生產(chǎn)及物流仿真應(yīng)用與實際脫節(jié)，對于多產(chǎn)品的混線生產(chǎn)適應(yīng)性不足等。最為明顯的是，不少企業(yè)不惜重金建立了大屏幕生產(chǎn)指揮中心，平常卻沒人看，更多地只是用于參觀。對于生產(chǎn)狀態(tài)的預(yù)警和報警等關(guān)鍵信息，卻沒有實現(xiàn)根據(jù)管理者的角色推送到移動終端。

推進智能制造必須注重實效！e-works咨詢團隊服務(wù)的一家知名企業(yè)在精益生產(chǎn)理念的主導(dǎo)下，通過五年時間，先后實現(xiàn)20多個關(guān)鍵工序的自動化生產(chǎn)，有針對性地解決了產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)效率低下等痛點問題；通過引進AGV自動小車，對主要的流水線實行自動配送；引進機器視覺技術(shù)，對機構(gòu)的零部件裝配、產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量控制點等進行自動影像檢測，提升質(zhì)檢效率；通過MES系統(tǒng)應(yīng)用，實現(xiàn)了生產(chǎn)的透明化與規(guī)范化、無紙化管理，結(jié)合條碼、RFID等工具，實現(xiàn)質(zhì)量可追溯，保證產(chǎn)品的可靠性；通過虛擬仿真系統(tǒng)，建立了與物理工廠完全匹配的數(shù)字化工廠，實時監(jiān)控物理工廠運轉(zhuǎn)狀態(tài)；通過SCADA系統(tǒng)實現(xiàn)對設(shè)備、環(huán)境、能源等數(shù)據(jù)的實時采集，實現(xiàn)了數(shù)字化與自動化系統(tǒng)的融合；通過生產(chǎn)調(diào)度指揮中心，生產(chǎn)指標(biāo)實時反饋，異常實時處置，實現(xiàn)了生產(chǎn)組織的扁平化管理。

e-works建議，企業(yè)在推進智能制造的過程中，一定要明確自身的短板及需要解決的關(guān)鍵問題，制定合理的規(guī)劃及實施計劃，分期分重點，選擇合適的技術(shù)、系統(tǒng)、設(shè)備和團隊解決企業(yè)的痛點問題。

總之，推進智能制造是一個長期的過程，不要期望“畢其功于一役”，制造企業(yè)需要建立“打持久戰(zhàn)”的決心。智能制造推進是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到多個領(lǐng)域的技術(shù)，技術(shù)本身也在不斷創(chuàng)新和發(fā)展，因此，不僅需要系統(tǒng)地進行規(guī)劃，在規(guī)劃落地執(zhí)行過程中，也要根據(jù)企業(yè)的實際經(jīng)營狀況對規(guī)劃滾定；制造企業(yè)必須本著務(wù)實求真的態(tài)度，既要考慮系統(tǒng)的先進性，更要考慮實用性；制造企業(yè)既要建設(shè)好自身的專業(yè)團隊，又要適時引入專業(yè)的咨詢服務(wù)機構(gòu)和數(shù)字化、自動化解決方案提供商作為戰(zhàn)略合作伙伴。只有這樣，才能成功達到智能制造的“彼岸”。