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从物联网到人工智能,智能制造的核心价值是什么?

智能让整个生产流程赋能。
世界经理人专栏

让工厂管理变简单

如何构建科学的工厂管理体系,构建与工厂业务场景匹配的智能制造系统,是未来中国制造业发展的巨大挑战,也是涉及中国发展未来的基础

智能制造是非常?#35753;?#30340;话题,自2015年热起,已经经历了物料网、大数据、云计算、AR/VR人工智能、产业互联网、工业互联网以及最近的工业APP,热点转移频繁。

其实,智能制造其核心是制造而不是智能,智能是需要为制造赋能的。那么智能到底能为制造赋什么能呢?

回答了这个问题,也就溯源了智能制造的本质。

一、制造的本质

制造,制造,就是,工厂是其载体。其本质是生产产品。而生产产品的就是从供应商购入物料,经过制造转变为产成品的过程。依据这个的本?#35782;?#20041;,制造(工厂)的本质是物料的流动(从供应商流入,经过转换,流出至客户的过程)。

依据这个解释,并可以推理出制造物料流动的特性:

1、守恒性

从供应商流入,流出至客户的物料流动,在一?#38382;?#38388;内守恒:即,期初+流入=库存+流出。

这个非常好理解,物?#20160;?#28781;定律。

2、相应性限制

物料在工厂的流动,需要受到两个限制:

其一,受到工?#31456;?#32447;的限制。众所周知,产品的具有BOM(物料清单)结构的限制,而BOM结构是有层级的。BOM的各个层级之需要工?#31456;?#32447;串接。依据BOM结构和工?#31456;?#32447;,离散型工厂的物流形态,一般可以区分为VATI四种。

其二,受到工厂物流路径的限制。任何工厂都受到物理条件(空间)的限制,均经过收料暂存、存货区、备货区、?#23548;?#26242;存、在线(机台)、入库暂存、入库、备货等区域。

3、流动性制约

既然制造(工厂)的本质是物料流动,而流动性必然受到制?#23478;?#32032;的制约。流动性的制?#23478;?#32032;,可以区分为外部与内部两个大类。

流动性的外部制约,可以区分为市场和供应两个类型。市场是受制于客户群、客户的需求量。手机销量从高速增长,到消费疲软是市场限制。供应商受制于供应商的种类、产能和技术水平等。半导体行业中的光刻机,是典型的供应制?#23478;?#32032;。

流动性的内部制约,可以区分为政策和物理两个类型。流动性的内?#31354;?#31574;制?#35745;?#31181;类非常多,如衡量(比如阿米巴、KPI考核)、组织、人员编制、方法、流程等等。流动性的政策制约,往往是两个极端:做多和做少。大公司、国有企业等等企业往往做多,比如一大堆的学习、一大堆的考核,配置了一大堆的间接人员。而广大?#34892;?#27665;营企业往往是做少,把人作为成本而非资源,把必要的管理配置,变成了费用控制。?#34892;?#27665;营企业往往是欠管理,该管的事情都没有管起来。流动性的内部物理制约,大家非常好理解,就是设备、设施不足。设备不足大家均可理解,当前操作工不足也是非常大的比例。设置不足也可以理解:厂房不足、水电气、存放空间不足等等。

流动性制约了系统的产出,需要最大改善的之处。

4、变动性影响

世界是客观变化的,尤其是当今。《重构,数字化的转型逻辑?#20998;?#20197;十分大的篇幅?#24425;?#20102;不确定度对当今社会的影响。

建立一个简单的模型,来分析制造(工厂)的变动性,更易理解:

第一,外部

外部客户:客户对产品需求在变多、变杂、需求的速度在变短。任何产品均变成了时尚品。

外部供应商:因为产品生产周期短、订单量变小、变散,致使供应商的组织、形态在变化。尤其是劳动力短缺、高智商人才的就业多元化,致使供应商的生产组织能力、水平下降,供应商的质量水平、交期保?#31995;?#19968;致性变差。

第二,内部

内部政策,因为外部变化,?#27807;?#20869;部的政策稳定性变差,尤其是员工的流失率过高,致使内部控制力下降。

内部产能,管理水平(设备能力在提升)、员工、产品复杂度等的变化,?#27807;?#20135;能的变动性也在增加(不稳定的质量,均需要产能弥补)。

而且,更加恐怖的是,变动性有腐蚀作用,对生产过程的伤害非常大。供应链的牛鞭效应在制造(工厂)内部也一样适用。

二、智能制造

智能制造至少在国内是最近几年兴起的新词汇,是一个演变的过程。制造制造有三个含义:

其一,集成

信息化强调的是集成,通过将研发、设计、工艺、制造、销售、采购等业务?#26041;?#30340;数据集成在一个平台上,实现数据的互联互通,打破信息孤岛,实现从销售,产品、制造、供应链或服务过程的协同。

其二,建模

数字化强调的是建模(虚拟和仿真),运用CAD/CAM/CAE CAPPPDM/PLM?#28909;?#20214;,实现产品和制造过程的建模和仿真。单元级、系统级、系统的系统级的CPS、数字双胞胎都是产品、制造(工厂)的实体模拟。自然,要实现产品和制造(工厂)的全过程建模和仿真,需要足够的时间和预算支撑。

其三,决策

信息化侧重于数据的收集、记录、存储,数字化侧重于对数据的处理、分析,而智能化重点在于对数据的应用:提高能见度、辅助决策。实现分散数据整合化(通过数据收集实现)整?#40092;?#25454;可视化(通过数字化建模实现)可?#37038;?#25454;实用化(通过基于数据的决策实现)的逻辑。

三、制造(工厂)运作的本质

生产运作管理发展历史久远,《科学管理原理》一书发行已经超过100年,MRPLeanTOC是生产运作管理最基本的三个方法论。尤其是精益生产更是深入人心。但是,溯源究本,可能《工厂物理学》所揭示的本?#20160;?#26159;最根本的:

特里定律

作为《工厂物理学》第一定律的里特定律,清晰地揭示了一个事实,要达到客户满意(准交?#25237;?#20132;)、老板满意(高产出、高效率),别无他法,只有控制在制品的投放即可。

如何控制呢?#24656;?#35201;分析生产任务的状态,就可以得出明显的结论:

投料控制

1、识别生产任务的状态

2、识别产出的绩效状态(交付、产出)

3、投放该投放的生产任务

(吐槽:按照这个原理,似乎阿米巴、积分制不太好用了)

四、【智能】对【制造】的赋能

从讨论制造的本质可知,制造的本质是物料的流动,所以管理制造过程物料的流动性是关键中的关键。

因为产品生命周期短、客户需求多样化,造成了订单?#20998;?#22810;、订单批量小、订单变动多、订单周期短,致使制造(工厂)运作管理的复杂度大幅度增加(几何曲线),如何通过控制生产任务的投放取得好绩效(客户满意度高、投资回报率高)成为了难题。而智能制造恰恰为此实现提供了可能性。

从供应商到客户

依据以上阐述,对于制造过程而言,控制生产任务的投放是核心?#26041;冢?#21017;可以推知,其信息系统模块中,APS是关键?#26041;冢?#29978;?#20102;?#19968;个数字化工厂,一个智能制造系统中,没有APS,发挥不了真正的核心价值。

APS高级计划和排程,一般实现三个功能:

其一,是长周期的物料和产能展望。

制造过程本质是一个长周期内的循环过程,需要针对未来的市场发展做长周期的展望。长的展望周期是52周的,一般的企业也有12周(C+3)的滚动需求分析,以预先配置资源,响应客户需求。

其二,是异常的仿真模拟和分析

需求过程、制造过程都是一个高度变化的,尤其是不确定?#30830;?#24120;高的今天,需求端的订单、供应端的送货、制造(工厂)端的产能变动是常态。这些变化对销售订单的影响、对制造(工厂)产出绩效的影响都需要实时、动态的模拟分析,以做出科学的决策。

其三,全局、高精度、实时、优化的计划和排程

制造(工厂)一般是典型的多组织(多个?#23548;洹?#20018;并联结构)的协同过程,手工计划和协同时,因为算力限制,一般对?#23548;?#32423;的独立计划和排程,通过日调度会、周S&OP会议协同,不能做到实时、全局的计划和排程,更无法提及优化,实现客户满意度和资源产出效率的优化(客户满意度与资源效率为冲突)。

本文系让工厂管理变简单授权世界经理人发布,并经世界经理人编辑。文章内容仅代表作者独立观点,不代表世界经理人立场,如需转载请联系原作者获取授权,并请附上出处(世界经理人)及本页链接http://www.32942557.com/manufacturing/ma/8800099576/01/,推荐关注微信公众?#29275;↖D:CEC_GLOBALSOURCES)

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