王涿 付玉強
智能制造作為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要手段受到了國家、企業(yè)的高度重視,對制造業(yè)的智能化改造勢在必行。但從哪兒起步、如何實施一直是業(yè)界積極討論的問題。筆者從智能制造對于企業(yè)的意義與作用入手,探討企業(yè)的智能制造轉(zhuǎn)型應(yīng)如何規(guī)劃,如何實施,今后又將向哪些方向發(fā)展等問題。
智能制造對推動產(chǎn)業(yè)升級的三個作用
智能制造技術(shù)是在現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)、擬人化智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)與云計算等技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過智能化的感知、人機交互、決策和執(zhí)行,實現(xiàn)設(shè)計過程、制造過程和制造裝備的智能化,是信息技術(shù)、智能技術(shù)與裝備制造技術(shù)的深度融合,是把制造自動化的概念更新擴展到柔性化、智能化和高度集成化的一種生產(chǎn)方式。
那么,智能制造對于制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的作用有哪些?筆者認為主要有以下三個:
第一,智能制造是對現(xiàn)有制造業(yè)生產(chǎn)模式的提升。一方面,企業(yè)采用虛擬制造技術(shù)可以在產(chǎn)品設(shè)計階段就模擬出該產(chǎn)品的整個生產(chǎn)周期,從而更有效、經(jīng)濟、靈活地組織生產(chǎn),確保產(chǎn)品開發(fā)周期最短、產(chǎn)品成本最低、產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu)、生產(chǎn)效率最高;另一方面,智能制造不僅使某個企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)型與生產(chǎn)效率的提升,而且通過對上游資源與下游市場的全面整合與數(shù)據(jù)共享,使原料的配送與產(chǎn)品的投放更加高效,實現(xiàn)多贏。
第二,智能制造將帶來全新的客戶體驗。智能制造的應(yīng)用會促進企業(yè)實現(xiàn)柔性制造,而柔性制造追求的是定制化。這種以客戶為導(dǎo)向、以需定產(chǎn)的方式顛覆了傳統(tǒng)大規(guī)模量產(chǎn)的生產(chǎn)模式。柔性制造考驗的是生產(chǎn)線和供應(yīng)鏈的反應(yīng)速度,以智能制造為基礎(chǔ),柔性制造的科學性、經(jīng)濟性才會得到體現(xiàn)。
第三,智能制造將推進裝備制造業(yè)全面升級。通過智能制造的推進,將有智能冶金成套設(shè)備、智能石油石化成套設(shè)備、智能物流成套設(shè)備、智能食品制造生產(chǎn)線、智能紡織成套裝備、智能印刷裝備等一大批智能制造裝備形成產(chǎn)業(yè)。加快這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,加速市場普及應(yīng)用,就能夠形成一個個新的經(jīng)濟增長點。冶金企業(yè)尚有較多未解決的痛點問題,如果企業(yè)通過引入智能制造成功解決了部分或全部問題,不僅可以增強企業(yè)的綜合實力,還可以對外輸出技術(shù)或產(chǎn)品,使之成為新的產(chǎn)業(yè)。
智能制造的整體設(shè)計及實踐
筆者認為,企業(yè)在做智能制造整體設(shè)計的時候,應(yīng)以價值創(chuàng)造為導(dǎo)向,構(gòu)建整體利益最大化的智能制造系統(tǒng)。
智能制造的落腳點仍是制造,最終目的是實現(xiàn)更加科學、合理、人性化的制造,為企業(yè)創(chuàng)造更多價值,為客戶提供滿意的產(chǎn)品。在智能制造系統(tǒng)的設(shè)計階段,一是要切實落實精益管理與精益生產(chǎn),充分梳理自身生產(chǎn)流程,對價值鏈做深入分析,識別價值創(chuàng)造的“黑洞”環(huán)節(jié),發(fā)掘最有提升空間的創(chuàng)新點與努力方向;二是在此基礎(chǔ)上,引入工業(yè)傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺、大數(shù)據(jù)等手段與工具,對不確定狀態(tài)下的生產(chǎn)流程進行分析優(yōu)化,迅速形成能夠?qū)崿F(xiàn)整體利益最大化的方案。二者要有機結(jié)合以實現(xiàn)各類生產(chǎn)要素的高效優(yōu)化配置。
在具體實踐的過程,企業(yè)應(yīng)做到“向速度要效益”,構(gòu)建持續(xù)更新的智能制造系統(tǒng)。
智能制造對于傳統(tǒng)制造業(yè)來說尚屬新鮮事物,各行各業(yè)也無成熟的、統(tǒng)一的實施方案可遵循,而且對于一項體量如此龐大的改造轉(zhuǎn)型工程來說,一蹴而就并不現(xiàn)實。相對科學而穩(wěn)妥的實施步驟應(yīng)該是:抓住一些已具備實施條件的改造項目,小投入、快產(chǎn)出、快切入、快見效,以節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)率等為短期目標,“小步快跑”實現(xiàn)產(chǎn)品與技術(shù)的不斷迭代。
具體來說,企業(yè)在選擇要改造的生產(chǎn)環(huán)節(jié)時,可以從來自ERP(企業(yè)資源管理)等頂層系統(tǒng)的管理數(shù)據(jù)入手,快速實現(xiàn)智能管理。與智能生產(chǎn)相比,這種方法更易著手。比如在鋼鐵冶金領(lǐng)域,此類的切入點有用于排產(chǎn)及預(yù)測的APS(進階生產(chǎn)規(guī)劃及排程系統(tǒng))、基于大數(shù)據(jù)的采購成本與銷售優(yōu)化系統(tǒng)等;還有針對某些難于提取數(shù)據(jù)的專業(yè)領(lǐng)域,能顯著提高識別率的檢測診斷技術(shù),以及與之密切相關(guān)的工業(yè)視覺系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)之間相對獨立,能夠輔助企業(yè)生產(chǎn),解決特定問題,同時又留有通用的接口,便于將來形成大型系統(tǒng)后將其串聯(lián)整合及根據(jù)需要加以修正。上述切入點可以作為企業(yè)了解并開啟智能制造的起點,未來也將發(fā)揮重要的基礎(chǔ)與支撐作用。
智能制造在企業(yè)中的推進路徑
智能制造對于中小企業(yè)來說,可看作是生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)型,技術(shù)可以引進,也可以自行開發(fā),系統(tǒng)并不復(fù)雜,工程也不龐大。而對于大型企業(yè)來說,智能制造是一個整合企業(yè)內(nèi)外各生產(chǎn)環(huán)節(jié)高效協(xié)調(diào)運作的平臺,不僅可以智能生產(chǎn),而且可以智能決策、智能管理等。企業(yè)應(yīng)把握住這樣一個既能提升自身又能產(chǎn)生積極社會影響的機會。對處于不同發(fā)展階段的企業(yè)來說,可參考以下幾個步驟。
第一,與多家智能制造相關(guān)技術(shù)公司展開橫向合作,打造自身智能制造垂直整合平臺。
企業(yè)在選取切入點時應(yīng)始終堅持其對價值創(chuàng)造的貢獻,以及其在上下游產(chǎn)業(yè)鏈中的契合度。在確定了切入點之后,企業(yè)應(yīng)與國內(nèi)外掌握智能制造所需技術(shù)的領(lǐng)先公司、學校及科研院所合作,汲取每個領(lǐng)域最為成熟的技術(shù),解決生產(chǎn)環(huán)節(jié)的具體問題,搭建互聯(lián)網(wǎng)平臺,實現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化,為后續(xù)深入實施智能制造夯實基礎(chǔ)。
第二,建立并完善專家系統(tǒng),與大數(shù)據(jù)分析科學結(jié)合,提升智能制造高度。
把專家系統(tǒng)融入智能制造平臺是一項復(fù)雜的工程,其成敗是決定智能制造平臺成功與否的關(guān)鍵之一。對此,企業(yè)需要建立一套模型并由系統(tǒng)通過自主學習不斷完善。這項工作技術(shù)壁壘高,需要大數(shù)據(jù)分析作為支撐,不僅需要資金、精力的投入,而且需要企業(yè)的整體協(xié)調(diào),包括觀念、文化等方面的支持。
第三,積蓄向行業(yè)內(nèi)外橫向輸出的潛能。
企業(yè)找準切入點,快速啟動智能制造項目,解決行業(yè)內(nèi)的痛點問題并筑起壁壘,逐步完善大數(shù)據(jù)分析及專家系統(tǒng),培養(yǎng)一支專業(yè)的人才隊伍,并且與一些專業(yè)領(lǐng)域的設(shè)備及方案提供商建立合作機制后,一套相對成熟的智能制造系統(tǒng)就基本建成了。工業(yè)制造的共性特點是,實現(xiàn)各種生產(chǎn)場景的持續(xù)安全、穩(wěn)定、可靠運行。為了具備跨行業(yè)、跨領(lǐng)域推廣輸出的條件,企業(yè)仍需持續(xù)不斷地改進系統(tǒng)并適時推廣,培養(yǎng)其將來可以向行業(yè)內(nèi)外橫向輸出的潛能。
智能制造本身就是一個包含眾多細分領(lǐng)域的、巨大的產(chǎn)業(yè)集群,目前正處于未清晰定義的“藍海”階段,孕育著大量商機,需要自上而下進行設(shè)計,從宏觀到微觀進行研究,以創(chuàng)造價值為導(dǎo)向,以快速迭代為策略把理論變?yōu)閷嶋H;也需要各行各業(yè)優(yōu)秀的企業(yè)對其持續(xù)探索、不斷完善。
?。ㄍ蹁孟蛋颁摷瘓F經(jīng)濟發(fā)展研究院副研究員,付玉強系該院副主任研究員)
《中國冶金報》(2019年05月09日 03版三版)