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中国工业4.0要强调三个集成 个性定制G2F模式

2015年04月07日 14:09中国机床商务网作者:罗百辉点击:3651

  【中国机床商务网 投稿专栏】中国的工业4.0要强调三个集成:纵向集成、横向集成、端到端集成。此外,中国的工业4.0还要强调生产节点的质量控制以及强化全流程的数据沟通。针对工业4.0的个性化定制生产,现实的选择是团购对工厂G2F的模式。
  
  纵向集成打通沟通渠道
  
  传统的工厂模型从客户的订单开始,向后接设计、工艺、加工、质检、物流和客户的现场服务,最后到回收环节,形成了完整的产品生命周期。而纵向集成则指工厂向上集成到集团和行业业务层面,这就需要形成一个完整的任务流规划、数据流规划,以及物流规划。
  
  为什么强调纵向集成?对于制造工厂来说,以前是线性生产模式,工单和物料单从一个节点传到下一个节点,在这种模式下,一旦任务变更就会出现很严重的结果。一家现年产值为六百个亿的企业,曾经给一个客户赔偿了五十万美金。为什么?因为客户投诉没有使用指定的一个零件,原因出在当客户提了技术要求后,在技术要求从总部传递到工厂的过程中,总部的技术人员没有把这个零件的记录规格传递到工厂。工厂相应地理解为没有信息描述,并按照传统的习惯来加工,结果出现了问题。
  
  为什么要有互联网的平台模式?金模网CEO罗百辉认为,平台对信息的传递,并不是上下节点的传递关系,而是全流程的信息打通,这对于纵向集成来说非常重要。以一家航天企业的工厂工时定额为例,该企业给员工做月度公司考核,最高工时定额居然能达到3000工时/人/月。为什么会出这样的情况?这是因为作为一个生产部门,经常会收到任务变更,而任何变更对工人来说并没有相应的工时定额,也就没有相应的收入。因此,现场工人能采取的策略,就是向公司申请无限放大的工时定额,这导致工时定额在制定的初期就不准,甚至有可能差异巨大。而像航天制造这样的企业,本身的生产就非常紧张,当下派一个非常精准的生产计划时,在生产现场却无法精准。因此,形成一个完整的任务流规划非常重要。任务流是一个作业节点,其它作业节点还包括物流、信息流、资金流,四流合一。
  
  在实际的生产过程当中,要做到全流程的生产管控。而这个生产的概念,并不一定要真正到机床设备上生产。对生产流程进行绘图也是一种生产,这类似于CPS物理信息系统,通过绘图规范流程,任何一个节点,都是管控流程数据的影射。李正海曾经经历过的一个真实企业案例,工厂车间十几个工人忙活半天,在准备生产的时候突然发现没有模具。原来是供应商不知道生产安排,追查下去的结果是生产保障部也不知道生产安排,再追到信息部才发现原来是信息部忘了这件事。
  
  中国式工业4.0的纵向集成要真正的让生产过程走互联网的模式,让信息传递平台化,任何一个工作节点都能与平台直接做交互。在产业互联网中有一系列的主体存在,当单个主体无法处理整个信息流和任务流的信息时,就需要中间平台,而这个中间平台就是现在大家经常讲的去中心化。
  
  横向集成创新全价值链

  
  横向集成指的是在工厂生产的某一个节点上向外扩展。李正海认为,横向集成首先要提的就是产品标准化。从大的产品到小的零部件,横向集成意味着从设计图纸、工艺图纸、工艺总装图、工艺加工工序图,甚至到工步,都要做冗余或自动化。
  
  某一集团的供应商有一天问了这家集团总裁一个问题,为什么同一个集团订单提供的零件名称是一致的,而要的零部件和新换的零部件是不一致的,一个集团为什么要那么多规格?这不仅意味着资源的浪费,更意味着交付周期不足。不是有三家供应商就代表产能是冗余的。可能出现的一种情况是台湾的内存条工厂失火了,整个市场都涨价了。另一种情况,是某挖掘机的主要供应商失火了,该公司协调了200多家其它的供应商,用了两天时间恢复产能。因此,所谓横向集成能力,就是当一个主要供应商发生了火灾,要恢复产能的时候,能迅速给出图纸、设备需求、工装需求、运输协调等等。
  
  在横向集成中,生产线的集成创新非常重要。企业的生产过程要流程化,企业的竞争不是一个或两个企业的竞争,从来都是一个系统的竞争或者全流程的竞争,或称之为全价值链的竞争。价值链与生态圈不一样,生态圈没有流程的概念,而价值链涉及到生产流程。生产线的集成创新,要对价值链进行分析,然后对其中的每一个节点逐一进行强化、优化、创新,就会取得非常好的效果。
  
  1992年的时候,中国曾经有一个企业,当年工厂一年的产值四百万人民币,拿到了德国一家最出名的电动工具企业博世一笔八百万美金的订单,而且是直接先付全款。怎么做到?博世来中国找供应商,这家中国企业在42天内给了博世一份答案。首先,列出了每个零部件的生产厂家,包括电机、垫片、插头、线等,并把每家的供应能力列出来,供对方调查。此外,还相应把每个零部件的价格也都列出来。最后是一份两页纸的报告,经过分析之后,该厂发现博世的电动工具还不够好,提出了三点改进意见。随后,博世就直接打款过来了。
  
  端到端集成跨越式提高生产效率
  
  端到端集成,最常见的概念就是一站式服务。另一种就是两个端点之间的集成。以前银行批贷款要45天,而真正的工作时间加起来两天都不到,时间都浪费在材料传递过程中了,因此两个端点的集成非常重要。
  
  两个节点的集成,就是要控制两个节点之间传递的效率。李正海举了一个例子,一个服装辅料加工企业(服装辅料包括西服袖标、衣领后面的洗涤标签等),该企业原来一年两个多亿产值,经过优化的一年以后是七个亿产值。怎么做到的?原来该企业一天要接200份订单,也就是200份纸面传真,包括打样、生产、处理等几十道程序都需要用这些订单。于是这个企业找两个开发人员做了一个流程节点,把原来的纸面传真订单变成电子订单,电子订单再变成标准化订单,中间实现自动化的转变。原来的交货期从40天一下子压到7天以内、紧急订单3天。由于这家企业给阿迪达斯的供货商供货,鉴于服装生产的强季节性和先期生产的模式,很多阿迪达斯供货商最终选择跟这家企业合作。另外,通过成衣厂商之间相互推荐,这家企业又获得了一部分由其它厂商转来的订单。
  
  端到端创新还体现在原材料的创新、产品的创新、工艺的创新、市场的创新,甚至是思维模式的创新。某钢材加工厂从上海宝钢进钢板,有一天该工厂的工人建议:从宝钢买钢板,宝钢要切一刀,到了工厂也要切一刀,能不能两刀并一刀?这就是跳出了企业的边界,从整个价值链进行流程的集成创新。因为原来宝刚生产钢卷,然后再轧钢、切边。到了加工工厂后,要把钢卷打开,然后再切边。在这个过程中,由于两边都要切一刀,因此在最开始生产钢卷的时候就要留出富裕的钢边。于是,这个加工厂找到宝钢,原材料不要切边卷而改要毛边卷。宝钢认为这样可以省一道工序,于是就同意了。结果一年就节约了0.8%的采购成本,约合200万美金,按当时汇率合1600万人民币。
  
  端到端集成,特别是在全球化的生产环境中,有很大的优化空间,这就是产业集成的道理所在。此外,集成创新更多的时候是以跨界的形式出现。以前企业做悬架用钢管,后来发现可以用高压油,加工的方式发生了大幅的改变,这对于时间节点的改变是远远超出想象的。
  
  加大数据透明实现全流程质量管理
  
  质量是设计出来的,这包括了系统的模块设计、参数设计和容差设计。产品并不意味着完整的产品,而是可拆分、有系统的模块化,进而通过参数化的方式表示每个模块,并转变为数据。所谓大数据,其核心反而是一个“小”字。从原来的一个产品变成多个模块,每个模块变成多个参数,在多个参数里面存在容差,容差再反过来影响到参数和整个系统。因此,真正优秀的系统,是大量参数驱动的系统。
  
  对制造过程进行生产节点的质量检测,包括了在线检测、大数据分析、实时报警和预警。在生产节点为质量检测中,工业互联网面临着重大挑战。制造业的网络与互联网相比有非常大的差异,生产过程对时效性、安全性和可靠性的要求,往往比传统的家庭网络要求更高。因此,目前工厂的网络采用了分层策略,保证数据在传递的过程中更好的执行标准化操作。而现在的工业系统绝大部分都是动力机械,对于企业来说在一线操作就意味着人员安全。所以工业互联网面临的很大挑战,就在底层的驱动和执行。因为往往生产现场不敢用自动化指令,转而通过人工操作设备,这就意味着时效性会降低。
  
  曾经有一个工人造成了将近70多万的损失,其原因上游产品粗加工的时候出了问题而且没有通知下游的精加工工人。因此,今天的互联网对于生产制造来说,最重要的就是提高了全流程的数据透明度和可视化,从而实现真正意义的全流程质量管理。
  
  团购对工厂的个性化定制生产模式
  
  “在工业4.0时代的个性化定制并不是指个人对工厂,而是团购对工厂,对金融行业就是团购对基金,也就是G2F模式。”罗百辉表示,对于一个企业的生产来讲,任何一个产品都有大量的构件和零件,个性化生产必须保证最小经济批量。如果没有了最小经济批量,任何企业都无法生产,这也就是G2F的由来。工业4.0的个性化定制是个性化、小批量、定制化和生产标准化相结合的产物,而产品类型按漏斗模式,由大批量到少批量分别为标准化产品、自动化生产产品、较多自动化生产产品、较多创新产品和创新产品。
  
  标准化产品意味着设备、工装、图纸、工艺等都是标准化和现成的,只要有原材料和能源就能生产。自动化产品就是通过已经编好程序,对参数稍做改变就能实现自动化生产。罗百辉表示,G2F的个性化定制平台是信息平台、技术平台、生产制造的执行平台和管理平台。
  
  中国的工业4.0不同于欧洲的工业4.0,也不同于北美的工业互联网,要走有特色的路。罗百辉认为,在未来的中国社会中,小批量、多品种、大规模的定制模式将成为主流。在企业的生产过程中,存在着大量不确定因素,因此以机器换人为代表的智能制造将有广泛的应用。而中国式工业4.0最重要的一点,就是要充分发挥人力资源优势,加强和提高产业人员的素质,强化沟通,并积极在企业中推动创新与合理化建议。
  
  当前中国正在面临前所未有的机遇,随着工业大数据和工业4.0上升为国家战略,中国将有望在全球竞争中脱颖而出。
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