智能制造熱潮涌動

2017年智能制造專項申報的熱潮隨著春風(fēng)的吹拂涌動了。各咨詢機(jī)構(gòu)、科研院所、軟硬件裝備供應(yīng)商不斷瞄準(zhǔn)、公關(guān)優(yōu)秀企業(yè)，開始聯(lián)合申報的工作，而申報中最重要的一點，需要識別適合申報的關(guān)鍵點，企業(yè)拿出這些亮點打動專家評委們的心。

隨著工業(yè)4.0，美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念的提出，各發(fā)達(dá)工業(yè)國家紛紛提出其新的工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略或策略，繼而在中國有了“中國制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”。在國內(nèi)，智能制造、工業(yè)4.0、CPS、大數(shù)據(jù)的概念鋪天蓋地，各種智能制造的研究機(jī)構(gòu)雨后春筍般地成立，不斷提出對這些新概念的解讀和推出自己的理論體系，但鮮有面向企業(yè)如何從基礎(chǔ)做起的宣傳和實施路徑的引導(dǎo)。

然而，發(fā)達(dá)國家提出新工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略是有其背景和原因的，工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所涉及的大多數(shù)技術(shù)——信息系統(tǒng)、裝備自動化、物聯(lián)網(wǎng)等并非新技術(shù)，在前二、三十年到近十年在國外企業(yè)已經(jīng)有非常成熟的應(yīng)用了，而近幾年網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)硬件技術(shù)的突飛猛進(jìn)，大數(shù)據(jù)從概念到落地，物理世界和虛擬世界的融合才水到渠成。

國內(nèi)智能制造 重硬輕軟

再回頭看看我們國內(nèi)的企業(yè)。國內(nèi)現(xiàn)在出現(xiàn)了很多技術(shù)領(lǐng)先的民營中小企業(yè)，由于技術(shù)優(yōu)勢成為行業(yè)的佼佼者，發(fā)展非常快，然而，在快速占領(lǐng)市場野蠻生長的過程中，注意力更多地放在如何獲取市場，愿意投入力量不斷開發(fā)出市場需求的產(chǎn)品，但忽略了基礎(chǔ)技術(shù)的積累、沉淀、總結(jié)、優(yōu)化；在考慮提高生產(chǎn)的效率時，更多關(guān)注在自動化程度的提升、工廠少人上，只愿意為短期內(nèi)高產(chǎn)出投入，不愿為長遠(yuǎn)發(fā)展投入。

國內(nèi)有家做水道閥門的小型企業(yè)，技術(shù)上獲得很多專利，在海綿城市的建設(shè)中獲得了較大的市場份額。然而，其技術(shù)人員全部投入到新產(chǎn)品的開發(fā)中，加班加點，如火如荼，但在技術(shù)基礎(chǔ)管理方面基本沒有投入，除建立了制圖標(biāo)準(zhǔn)外，幾乎沒有其他標(biāo)準(zhǔn)，更談不上產(chǎn)品設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。研發(fā)人員不斷設(shè)計新產(chǎn)品的同時，導(dǎo)致大量的呆滯物料占據(jù)倉庫，造成極大的浪費。此外，該企業(yè)的內(nèi)部管理極不規(guī)范，流程執(zhí)行不暢，部門壁壘嚴(yán)重，ERP上線多年，不僅沒有提升管理的效率，而且演變成企業(yè)的數(shù)據(jù)垃圾場。

另外還有一家汽車轉(zhuǎn)向器的民營企業(yè)，主要面向國內(nèi)自主品牌汽車供貨，由于不同品牌汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異較大，雖然是做同一類產(chǎn)品，轉(zhuǎn)向器產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)差異也很大，目前還未形成產(chǎn)品的平臺化、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化。這家企業(yè)想通過智能工廠的改造提高制造的效率，但由于產(chǎn)品本身缺乏模塊化基礎(chǔ)，柔性化制造很難實現(xiàn)，只能從裝備角度盡量提高生產(chǎn)率。

國內(nèi)很多大型企業(yè)在技術(shù)上和市場上有較深的積淀，情形卻不比中小企業(yè)好多少。在轉(zhuǎn)型中，更偏向于投資回報見效快的裝備和產(chǎn)線自動化水平提升，卻常常忽視技術(shù)的基礎(chǔ)管理、核心業(yè)務(wù)流程的規(guī)范執(zhí)行和持續(xù)改善。研發(fā)團(tuán)隊疲于向前開發(fā)不同需求的產(chǎn)品，不注意研發(fā)基礎(chǔ)建設(shè)，產(chǎn)品一直未形成標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，設(shè)計人員、工藝人員每天疲于應(yīng)付，問題重復(fù)出現(xiàn)，物料增長不受控制，庫存居高不下，在制造環(huán)節(jié)，計劃部門、生產(chǎn)部門每天為BOM所累，經(jīng)常因物料不齊套導(dǎo)致裝配停滯。

他山之石 國外何以推進(jìn)智能制造？

他山之石可以攻玉，在國內(nèi)智能制造如火如荼地進(jìn)行時，不妨先來看看國外先進(jìn)國家是如何推進(jìn)智能制造的？下文，作者將結(jié)合e-works歷屆德國和美國考察的親身實例，從五個方面談起。

1.培養(yǎng)智能制造生態(tài)圈

不論是德國還是美國企業(yè)都注重智能制造生態(tài)圈的建設(shè)，培養(yǎng)一個良好的共存環(huán)境，其中包括各種聯(lián)盟的成立、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定以及對智能制造人才的培養(yǎng)。

弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會（Fraunhofer-Gesellschaft），是德國也是歐洲最大的應(yīng)用科學(xué)研究機(jī)構(gòu)。在工業(yè)4.0變革中，弗勞恩霍夫協(xié)會不僅僅是倡導(dǎo)者，各研究所還是重要參與者，為工業(yè)4.0企業(yè)提供專業(yè)支持。實際上很多Fraunhofer的研究所都是與高校共建的，很多Fraunhofer研究所的專家同時也是大學(xué)教授。Fraunhofer有多個研究所研究與工業(yè)4.0相關(guān)的課題，各有不同側(cè)重。這種產(chǎn)學(xué)研協(xié)作機(jī)制值得我國借鑒。

羅克韋爾提出并踐行互聯(lián)企業(yè)（Connected Enterprise）的策略，與FANUC、思科等公司開放合作，共同推進(jìn)企業(yè)的智能制造進(jìn)程，并積極參與美國智能制造領(lǐng)袖聯(lián)盟（Smart Manufacturing Leadership Coalition）的建設(shè)。在Covisint IOT平臺中，Covisint本身只做上層的分析和建模，底層的感知和定位則交由合作伙伴完成。

在人才培養(yǎng)方面，德國有一套“雙軌制職業(yè)教育培訓(xùn)體系”（下稱“雙軌制），核心是“企業(yè)和職校合作。雙軌制包括了企業(yè)實習(xí)和在校學(xué)習(xí)兩種學(xué)習(xí)方式，即實踐和理論相結(jié)合。學(xué)生實時參與在企業(yè)運營的第一線，倒逼從事理論教學(xué)的老師必須做到與時俱進(jìn)，教授最前沿最符合當(dāng)下需求的相關(guān)知識，從而確保了雙軌制教學(xué)內(nèi)容的實用性和有效性。在這個體制中，企業(yè)對教育的投入占大頭。德國企業(yè)普遍認(rèn)為，對職業(yè)教育的投資，就是對企業(yè)的中長遠(yuǎn)投資。要在競爭中生存和發(fā)展，就必須擁有大量在生產(chǎn)一線訓(xùn)練有素的員工。基于這點，各企業(yè)都樂于投資職業(yè)教育，負(fù)擔(dān)學(xué)生在工廠培訓(xùn)期間的一切費用。

例如，曾經(jīng)參觀過的全球木材加工機(jī)床領(lǐng)導(dǎo)廠商HOMAG（豪邁）集團(tuán)，就設(shè)立有專門的培訓(xùn)學(xué)校，專門用于培養(yǎng)高級技工。通過三年半的學(xué)習(xí)，學(xué)員不僅可以學(xué)到專業(yè)技能，還可以在工廠實習(xí)，使每位學(xué)員都有豐富的理論實踐動手能力。學(xué)習(xí)期間，每位學(xué)員不但不需要交納費用，每個月豪邁還會支付工資。完成學(xué)業(yè)之后，學(xué)員可以自行選擇是否留在公司。

參觀美國密西根大學(xué)時，金炯華教授介紹了該校的跨學(xué)科的辦學(xué)實踐，密西根大學(xué)的跨學(xué)科體現(xiàn)在多個層面，如跨學(xué)科研究、跨學(xué)科人才培養(yǎng)、跨學(xué)科管理等，以及系與系的跨學(xué)科、院與院的跨學(xué)科、學(xué)校之間的跨學(xué)科。同時，美國的學(xué)術(shù)界和工業(yè)界也緊密合作，比如GM的某學(xué)生在企業(yè)里做變速箱的研究，研究內(nèi)容為變速箱質(zhì)量問題的后續(xù)管理（通過系統(tǒng)實現(xiàn)反饋）。美國已經(jīng)構(gòu)建的14個國家級制造業(yè)創(chuàng)新中心，這些都是美國成功推進(jìn)智能制造的重要支撐。

由此可見，無論是德國還是美國，政府、高校、研究機(jī)構(gòu)、行業(yè)協(xié)會和企業(yè)，都在共同打造一個日臻完善的工業(yè)4.0或者說是智能制造的生態(tài)圈。

2.企業(yè)文化始終如一地堅持

國際先進(jìn)企業(yè)特別是百年企業(yè)，毫無例外地，會在企業(yè)創(chuàng)立初期就會花大力氣進(jìn)行企業(yè)的“頂層設(shè)計”，確立發(fā)展愿景、企業(yè)文化，并在企業(yè)發(fā)展過程中始終如一的貫徹下去。

例如，考察團(tuán)在羅克韋爾自動化公司位于密爾沃基的全球總部，看到了這家百年歷史的公司在最早的商標(biāo)“AB”的下面醒目地寫著“Quality”，到今天為止羅克韋爾自動化都不斷強(qiáng)調(diào)質(zhì)量至上的目標(biāo)，并始終如一地堅持著。另外責(zé)任心和責(zé)任感也是公司文化的一部分，公司十分重視道德規(guī)范培訓(xùn)，連續(xù)9年獲得道德規(guī)范獎項，每位員工都引以為傲。

羅克韋爾自動化最早的商標(biāo)

而如今哈雷摩托更是成為美國精神的代表，走進(jìn)哈雷摩托的工廠，工人穿得不是單調(diào)的工作服，而是印著哈雷LOGO的各色T恤和背帶褲。哈雷車友會發(fā)展壯大，很多車友除了一起飆車，還一起從事公益事業(yè)，這賦予了哈雷品牌更深的內(nèi)涵�？梢哉f，哈雷賣的不僅是產(chǎn)品，更是文化。

3.制造企業(yè)注重夯實基礎(chǔ)

筆者在考察德國和美國的企業(yè)時，他們并沒有宣稱自己達(dá)到了工業(yè)幾點零或智能制造的水平，而是以一種務(wù)實的態(tài)度夯實技術(shù)基礎(chǔ)、提升制造的效率、穩(wěn)步推進(jìn)信息化。

參觀德國的企業(yè)有一個非常明顯的感覺，在技術(shù)基礎(chǔ)方面非常注重產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。早在1970年美國未來學(xué)家阿爾文·托夫(Alvin Toffler)在《Future Shock》一書中提出了一種全新的生產(chǎn)方式的設(shè)想：以類似于標(biāo)準(zhǔn)化和大規(guī)模生產(chǎn)的成本和時間，提供客戶特定需求的產(chǎn)品和服務(wù)。這個理論在德國已得了充分的應(yīng)用，并發(fā)揮了巨大的作用，實實在在提升了設(shè)計與制造的效率，增加了柔性，大幅降低成本。

德國有一家企業(yè)叫紐卡特，企業(yè)規(guī)模不大，600多人，卻是全球行星減速機(jī)細(xì)分行業(yè)名副其實的隱形冠軍，其生產(chǎn)模式是按訂單生產(chǎn)的多品種小批量，由于其模塊化程度較高，車間布局能滿足每天不同型號350個產(chǎn)品的制造裝配，此外，因為模塊化程度高，已成功在其網(wǎng)站上向客戶提供個性化選型的工具，方便客戶根據(jù)自己的特殊需求定制產(chǎn)品，通過實現(xiàn)端到端的信息傳遞，從而形成了快速響應(yīng)客戶需求的能力。

紐卡特車間布局

另外一家德國企業(yè)FESTO——全球最著名的氣動元件、組件和系統(tǒng)的生產(chǎn)廠商，其生產(chǎn)以訂單驅(qū)動，是典型的多品種、小批量生產(chǎn)模式。由于已形成良好的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化基礎(chǔ)，其精密裝配線由模塊化的裝配單元構(gòu)成，可根據(jù)不同的定制產(chǎn)品柔性組合裝配線，大大提升換型效率。

在前面提到的紐卡特，暫時未使用MES、AGV、RFID等技術(shù)，僅在一臺加工中心上應(yīng)用了機(jī)器人。他們認(rèn)為針對目前的生產(chǎn)節(jié)拍，這些技術(shù)的緊迫性還不是很高。然而在信息化方面，后面這組數(shù)據(jù)充分展示出紐卡特扎實的應(yīng)用：ERP應(yīng)用十年來，總共600名員工中，超過500個員工擁有ERP賬號，license有160個，應(yīng)用率極高。十年前約有4000個訂單在ERP系統(tǒng)中運行，如今達(dá)到70000個。同時，為數(shù)不多的信息系統(tǒng)——ERP、CRM、BI、文檔管理系統(tǒng)、PDM間均實現(xiàn)了深度集成。在信息化應(yīng)用上，紐卡特并未追求大而全，而是充分發(fā)揮每一個系統(tǒng)的作用到極致。

4.不盲目追求自動化和無人化

不管是美國還是德國的工廠，并不盲目追求自動化和無人化。在參觀制造企業(yè)工廠時，想象中的AGV小車自動配送，無人化的生產(chǎn)線，全部沒有看到，他們更加強(qiáng)調(diào)的是人機(jī)協(xié)作與人機(jī)工程。

參觀福特F-150總裝線的車間時，可以看到在整個車身裝配過程中，只有安裝玻璃和激光檢測環(huán)節(jié)使用了機(jī)器人；駕駛室裝配過程是放在一個移動滑臺上，可以根據(jù)裝配零件的位置升降；車廂、車門、儀表盤總成等部裝線，其中車門、儀表盤總成通過懸掛式輸送鏈傳送。物料也是傾斜放置，方便工人拿��；實現(xiàn)了兩門和四門，以及多種顏色等的混流生產(chǎn)，總的來說，非常注重人機(jī)工程，強(qiáng)調(diào)人機(jī)協(xié)作。

在哈雷摩托工廠，大部分機(jī)加工序?qū)崿F(xiàn)了機(jī)器人上下料，實現(xiàn)自動掃碼。少量機(jī)加工序采用流水線，裝配線采用U型線。而物料的配送則依靠人工，為了取貨方便，部分料架采用了傾斜的方式。整個車間雖然未完全實現(xiàn)自動化，但是強(qiáng)調(diào)人機(jī)協(xié)作，制造過程井然有序。巨大挑高的廠房里，機(jī)器轟鳴，工人們并沒有統(tǒng)一穿工作服，而是隨意的穿著哈雷的T恤和牛仔褲，帶著耳塞和防護(hù)眼鏡。然而他們工作起來卻一點都不隨意，生產(chǎn)線按照固定的節(jié)拍前進(jìn)，員工要有效率才能完成任務(wù)。

在約翰﹒迪爾的收割機(jī)工廠，使用新的激光切割機(jī)、光纖切割機(jī)的同時，很多老設(shè)備仍在使用中，并沒有一味追求用最新的技術(shù)和最新的設(shè)備。大型物料的搬運則通過自動化上下料等助力設(shè)備吊裝到工位上，而有些焊接工序依靠人工完成，這樣做的原因是需要基于焊工的經(jīng)驗選擇焊接材料，保證質(zhì)量和具有一定的靈活性。

在考察德國弗勞恩霍夫協(xié)會時，弗勞恩霍夫協(xié)會勞動經(jīng)濟(jì)和組織研究所首任所長漢斯•彼得蘭斯特教授也明確表達(dá)了：實施工業(yè)4.0并不是要追求建設(shè)成為無人工廠，而應(yīng)追求在合理成本的前提下，滿足市場個性化定制的需求，智能工廠中，人操作的崗位多數(shù)會被保留，自動化追求從經(jīng)濟(jì)上更有價值，但關(guān)鍵崗位更需要人的判斷能力和決策能力。

5.軟件企業(yè)專注于優(yōu)勢領(lǐng)域，用細(xì)致的服務(wù)幫助客戶實現(xiàn)價值

美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)之旅，筆者考察了PTC、Covisint、Rockwell等業(yè)界巨頭。每家公司在介紹自己的解決方案時，都不約而同聚焦到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

憑借對產(chǎn)品與制造變革的敏銳和洞察，早在2014年，PTC通過收購Thingworx，開始其向物聯(lián)網(wǎng)公司的轉(zhuǎn)型，通過一系列的收購或并購，形成了基于物聯(lián)網(wǎng)平臺構(gòu)建數(shù)據(jù)互聯(lián)通道，打造數(shù)字化產(chǎn)品與實物產(chǎn)品的虛實融合生態(tài)系統(tǒng)；

Covisint通過其IOT平臺建立汽車行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)按需應(yīng)變、不受空間及時間限制的信息連接、交互及協(xié)作模式；

羅克韋爾在其“互聯(lián)企業(yè)”中闡述通過IT與OT的結(jié)合，對每個資產(chǎn)進(jìn)行連接，運行數(shù)據(jù)被采集和處理，實現(xiàn)對其方便的控制。

這些軟件企業(yè)紛紛構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)，以滿足客戶不同層次的需求。然而在構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)過程中，他們并未大包大攬，充分發(fā)揮自身的領(lǐng)域優(yōu)勢，有所為、有所不為，通過強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，共同完善。

PTC基于”物聯(lián)網(wǎng)+”構(gòu)建CPS HUB

在幫助企業(yè)推進(jìn)應(yīng)用落地方面，軟件企業(yè)同樣以務(wù)實的態(tài)度，為企業(yè)提供細(xì)致的服務(wù)，值得國內(nèi)廠商借鑒。德國ERP供應(yīng)商abas伴隨紐卡特十年，每年結(jié)合業(yè)務(wù)需求進(jìn)行開發(fā)升級，不斷改善應(yīng)用，助其快速成長。作為致力于中小企業(yè)ERP解決方案供應(yīng)商，abas培養(yǎng)了不少行業(yè)隱形冠軍，實實在在幫助客戶提升效率、實現(xiàn)價值。

Sycor也是一家德國公司，是致力于軟件實施服務(wù)的全球IT公司，從事SAP和微軟ERP實施服務(wù)，其實施方法是結(jié)合行業(yè)實踐形成行業(yè)模板，滿足企業(yè)70%-80%的管理需求，其他部分采用定制開發(fā)，靈活響應(yīng)客戶需求。在不斷的行業(yè)實踐中，Sycor不斷洞察企業(yè)需求和行業(yè)最佳實踐的區(qū)別，以不斷完善和調(diào)整其行業(yè)模板。其通常的實施周期約為9-15個月，幫助企業(yè)真正的應(yīng)用成功。Sycor將LOGO設(shè)計成一個笑臉，意味著為客戶提供滿意服務(wù)的決心。

總結(jié)

企業(yè)轉(zhuǎn)型不僅是思想上的，也是系統(tǒng)性的，而且是一個相對漫長的過程，在浮躁的利潤和市場擴(kuò)張之下，需要沉靜下來，做好基礎(chǔ)管理工作。縱觀信息化應(yīng)用效果好的企業(yè)，無一不是企業(yè)管理規(guī)范，認(rèn)真、嚴(yán)格執(zhí)行流程制度的，只有在規(guī)范化管理基礎(chǔ)上的信息化才能保證系統(tǒng)運行順暢、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確及時。

在智能制造的大潮下，企業(yè)不宜盲目跟風(fēng)。應(yīng)圍繞企業(yè)的中長期發(fā)展戰(zhàn)略，根據(jù)自身研發(fā)、制造等核心業(yè)務(wù)的特點，以及現(xiàn)實存在的短板，提出智能制造的發(fā)展戰(zhàn)略和設(shè)計建設(shè)藍(lán)圖。在藍(lán)圖的指導(dǎo)下，從最緊迫需要解決的方面入手，一步一個腳印推進(jìn)，踏踏實實產(chǎn)生實效。

文章來源：樂豆科技

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