作者：鈕黔，北大縱橫精益運(yùn)營(yíng)與智能制造研究院院長(zhǎng)

來(lái)源：北大縱橫

智能制造概念隨著“工業(yè)4.0”和“中國(guó)制造2025”的提出被日益熱炒，眾說(shuō)紛紜，做軟件的說(shuō)智能制造就是信息化、數(shù)字化，做硬件的說(shuō)智能制造就是自動(dòng)化，或者是信息化+自動(dòng)化，其實(shí)這些都不是真正的智能制造。

如果說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)改變了人們的消費(fèi)模式，那么智能制造將徹底改變生產(chǎn)模式，重構(gòu)整個(gè)價(jià)值鏈的實(shí)現(xiàn)方式，她所帶來(lái)的影響要比消費(fèi)領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)大上十倍甚至上百倍，一個(gè)僅僅是在價(jià)值流通環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了信息連接，而另一個(gè)要在價(jià)值創(chuàng)造環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)信息連接。這里不僅涉及到人與人的信息溝通，還涉及到人與設(shè)備、人與產(chǎn)品、設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與產(chǎn)品的信息溝通，即所謂的信息物理（CPS）融為一體，做到萬(wàn)物相聯(lián)。

那么究竟什么是智能制造呢？

美國(guó)在2016年剛剛通過(guò)的法案中定義智能制造如下：

在信息、自動(dòng)化、監(jiān)測(cè)、計(jì)算、傳感、建模和網(wǎng)絡(luò)方面的先進(jìn)技術(shù)：

1、數(shù)字模擬制造生產(chǎn)線、計(jì)算機(jī)操控的制造設(shè)備、生產(chǎn)線狀態(tài)的監(jiān)控和交互、全生產(chǎn)過(guò)程中能源消耗和效率的管理及優(yōu)化。

2、廠房能源效率的建模、模擬和優(yōu)化。

3、監(jiān)測(cè)和優(yōu)化建筑的節(jié)能性能。

4、產(chǎn)品能源效率及可持續(xù)化性能的建模、模擬和優(yōu)化，包括使用數(shù)字模型和增材制造加強(qiáng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。

5、將制造產(chǎn)品連入網(wǎng)絡(luò)以監(jiān)控和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，包括自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)操作。

6、供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化連接。

在我看來(lái)，美國(guó)的定義過(guò)于強(qiáng)調(diào)了智能制造的技術(shù)層面，如果我們站在整個(gè)社會(huì)、整個(gè)企業(yè)的角度來(lái)看如何為客戶(hù)創(chuàng)造價(jià)值，我認(rèn)為智能制造是“通過(guò)信息、自動(dòng)化、監(jiān)測(cè)、計(jì)算、傳感、建模和網(wǎng)絡(luò)方面的先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計(jì)和連接”。信息、自動(dòng)化、監(jiān)測(cè)、計(jì)算、傳感、建模和網(wǎng)絡(luò)方面只是技術(shù)手段，最終目的是要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計(jì)和連接。

想象一下，在這些先進(jìn)技術(shù)手段的支撐下，產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造交付乃至售后服務(wù)的價(jià)值鏈和業(yè)務(wù)模式將重新被定義。

首先需要研究客戶(hù)的個(gè)性化需求特征，比如衣服的顏色、尺寸，汽車(chē)的座椅、內(nèi)飾等，在設(shè)計(jì)的時(shí)候進(jìn)行規(guī)劃，用模塊化設(shè)計(jì)來(lái)匹配個(gè)性化選擇特征，以及CBB共享零組件結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)樂(lè)高玩具式的個(gè)性化選擇。從某種程度上來(lái)說(shuō)，完全意義上的個(gè)性化是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的或者實(shí)現(xiàn)成本非常高，除非是3D打印，但也會(huì)受制于材質(zhì)。當(dāng)然，這些需求轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)的過(guò)程都被技術(shù)手段PLM數(shù)字化了，可以通過(guò)仿真模擬測(cè)試并傳送給客戶(hù)確認(rèn)。

然后開(kāi)始規(guī)劃生產(chǎn)過(guò)程，通過(guò)ERP將信息流和物流進(jìn)行整體統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，整個(gè)供應(yīng)鏈流程仍然需要規(guī)劃設(shè)計(jì)，從客戶(hù)需求的管理到計(jì)劃體系的執(zhí)行，乃至供應(yīng)商的選擇和布局等等。如果沒(méi)有合理設(shè)計(jì)，信息流和物流就會(huì)在個(gè)性化定制的過(guò)程中變得日益復(fù)雜，直至崩潰。就算物聯(lián)網(wǎng)能實(shí)現(xiàn)，這個(gè)成本也會(huì)非常高，因?yàn)榧纫�保證物料準(zhǔn)時(shí)達(dá)到生產(chǎn)線，又要避免過(guò)高的庫(kù)存占用資源。如果物流設(shè)計(jì)不合理，過(guò)于離散、搬運(yùn)距離長(zhǎng)、路線交叉逆行等，傳感器以及運(yùn)輸?shù)某杀镜葘⒅本�上升。例如，一家知名的物流巨頭就通過(guò)合理設(shè)計(jì)路線（如所有車(chē)輛都是右轉(zhuǎn)行駛）極大地降低了紅燈等待時(shí)間，從而降低物流成本。

接下來(lái)就是個(gè)性化生產(chǎn)的過(guò)程，這里仍然需要生產(chǎn)流程的設(shè)計(jì)。如同你乘飛機(jī)時(shí)托運(yùn)行李的自動(dòng)分揀線一樣，每秒5米的高速運(yùn)作分揀生產(chǎn)，生產(chǎn)流程被整個(gè)連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)均衡生產(chǎn)，而不是每個(gè)工序斷斷續(xù)續(xù)的生產(chǎn)，這也就是精益生產(chǎn)所要先做好的工作。比自動(dòng)分揀線復(fù)雜的是，產(chǎn)品生產(chǎn)并不只有一個(gè)工序，通常是幾十甚至上千道工序。如果沒(méi)有精益布局的設(shè)計(jì)，在生產(chǎn)流程上根據(jù)工藝過(guò)程實(shí)現(xiàn)物理上的連接，智能制造的成本會(huì)呈幾何倍數(shù)上升，特別是在裝備、家電、汽車(chē)、機(jī)械、航空航天、電子等離散型行業(yè)，每個(gè)工序做完去到下個(gè)工序都要做無(wú)數(shù)個(gè)選擇，當(dāng)你通過(guò)精益生產(chǎn)將所有工序連接起來(lái)后，每個(gè)工序的選擇會(huì)減少到很少的個(gè)位數(shù)，傳感器、自動(dòng)化以及建模等成本會(huì)極大降低。

最后，產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)交付到客戶(hù)手中，客戶(hù)在使用過(guò)程中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送回制造商，制造商通過(guò)這些產(chǎn)品使用大數(shù)據(jù)，分析客戶(hù)的使用習(xí)慣，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，也可遠(yuǎn)程調(diào)整產(chǎn)品參數(shù)，提高使用性能，降低使用和維護(hù)成本。這在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，GE通過(guò)飛機(jī)引擎工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析，幫助運(yùn)營(yíng)145架飛機(jī)、單月執(zhí)行1.6萬(wàn)個(gè)航班的歐洲大型航空公司意大利航空（Alitalia）一年節(jié)約了1500萬(wàn)美元的燃油成本，由硬件供應(yīng)商轉(zhuǎn)型為增值服務(wù)供應(yīng)商。

所以說(shuō)，智能制造并不只是簡(jiǎn)單的信息、自動(dòng)化、監(jiān)測(cè)、計(jì)算、傳感等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，她需要先行規(guī)劃設(shè)計(jì)，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的連接。如果沒(méi)有規(guī)劃設(shè)計(jì)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這些信息系統(tǒng)、自動(dòng)化、監(jiān)測(cè)、計(jì)算、傳感等各自為政，根本無(wú)法融為一體發(fā)揮作用，我們經(jīng)�？吹胶芏嗥髽I(yè)上了幾個(gè)到幾十個(gè)各種各樣的IT系統(tǒng)，結(jié)果都變成了信息孤島，數(shù)據(jù)無(wú)法共享用于分析決策。自動(dòng)化投資很高，結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)化沒(méi)做好很多產(chǎn)品用不上，利用率低，10年也收不回投資。更別提人-產(chǎn)品-設(shè)備-數(shù)據(jù)之間的互聯(lián)互通，這些生產(chǎn)資源各自都是孤立設(shè)計(jì)的，從未被作為整體來(lái)考慮。在這種情況下，即使技術(shù)再先進(jìn)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的智能制造。

未來(lái)20年，智能制造將給制造業(yè)帶來(lái)顛覆性的變革，隨著人口紅利的消退，制造業(yè)必須實(shí)現(xiàn)效率的翻倍和成本的減半才可支撐經(jīng)濟(jì)的良性發(fā)展。對(duì)于大部分中國(guó)企業(yè)來(lái)說(shuō)，通過(guò)精益思想重新規(guī)劃研發(fā)-采購(gòu)-生產(chǎn)-營(yíng)銷(xiāo)-售后的價(jià)值鏈流程和業(yè)務(wù)模式可實(shí)現(xiàn)效率和成本的業(yè)績(jī)提升30-50%，剩下的則可通過(guò)智能制造來(lái)實(shí)現(xiàn)。

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