5月13日至23日，e-works成功組織了第四屆美國智能制造與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)考察團(tuán)，訪問了領(lǐng)先的工業(yè)軟件企業(yè)PTC、Kronos和Altair，參觀了哈雷摩托、福特工廠、約翰迪爾工廠等制造企業(yè)，拜訪了供應(yīng)鏈平臺(tái)運(yùn)營商Covisint和全球領(lǐng)先的工業(yè)自動(dòng)化廠商羅克韋爾總部，還前往密西根大學(xué)參加了智能制造培訓(xùn)。
充實(shí)的內(nèi)容，讓考察團(tuán)成員和我自己都獲益良多。本文結(jié)合考察團(tuán)成員在考察總結(jié)時(shí)的發(fā)言，對(duì)此次考察的收獲與感悟進(jìn)行總結(jié)。
1、必須反思推進(jìn)智能制造的原動(dòng)力是什么?
美國的制造企業(yè)一直非常注重信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，正是在這樣的土壤里，才會(huì)產(chǎn)生GE、PTC、羅克韋爾、Autodesk、ANSYS、Kronos這樣的IT與OT巨頭。
首先，美國的人工成本很貴，美國企業(yè)推進(jìn)智能制造最重要的原動(dòng)力之一就是減員增效，在標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上推進(jìn)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)少人化，保持較高的勞動(dòng)生產(chǎn)率;同時(shí)，美國也存在著年輕勞動(dòng)力減少的問題，因此，推進(jìn)少人化與自動(dòng)化是一個(gè)現(xiàn)實(shí)選擇。
其次，在市場經(jīng)濟(jì)的完全競爭環(huán)境下，產(chǎn)品生命周期越來越短，產(chǎn)品品種越來越多，批量越來越小，需要滿足的法規(guī)越來越嚴(yán)苛，客戶對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)和用戶體驗(yàn)的要求不斷提升，因此，企業(yè)要保持競爭力，必須實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)線、生產(chǎn)車間，乃至整個(gè)企業(yè)進(jìn)行數(shù)字化、智能化改造。
第三，物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)應(yīng)用、云計(jì)算、增材制造、人工智能等新興技術(shù)的興起，對(duì)制造企業(yè)改善運(yùn)營帶來了新的機(jī)會(huì)。因此，以美國為代表的發(fā)達(dá)國家的領(lǐng)軍制造企業(yè)，非常清晰地將推進(jìn)智能制造作為一種保持和提升競爭力的手段。
第四，美國已經(jīng)將低端產(chǎn)品制造大部分外包，真正留在美國的，是復(fù)雜產(chǎn)品、附加值高的高端制造。即便是高端制造，也是把大量零部件的制造外包，廣泛通過供應(yīng)鏈協(xié)作。因此，美國制造業(yè)非常強(qiáng)調(diào)供應(yīng)鏈協(xié)同和智能物流的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0所強(qiáng)調(diào)的橫向集成。
反觀我國目前的智能制造熱潮，依然沒有走出政府出題目，專家定方向，企業(yè)報(bào)項(xiàng)目，最終政府買單的框框。拿到幾千萬的無償資助，對(duì)于大部分利潤率不高的制造企業(yè)而言，實(shí)在是有太大的誘惑。這樣的免費(fèi)大餐，實(shí)際上讓很多企業(yè)已經(jīng)忘記了推進(jìn)智能制造的原動(dòng)力，迷失了推進(jìn)智能制造的方向。一些拿到大項(xiàng)目的企業(yè)，智能制造究竟怎么做還沒想清楚。就像我國很多公司上市了，如何使用募集資金還沒想清楚一樣，因?yàn)樗麄儼焉鲜挟?dāng)做目標(biāo)，而非手段。我很擔(dān)心，一些智能制造的示范生產(chǎn)線真的只能用于專家檢查時(shí)“示范”一下。
正是在這種環(huán)境下，很多企業(yè)才會(huì)把推進(jìn)工業(yè)4.0和智能制造當(dāng)做一個(gè)漂亮的廣告詞，把簡單的按訂單配置，吹成個(gè)性化定制;把大量使用機(jī)器人當(dāng)做智能制造的代名詞;也正是在這種政府主導(dǎo)的模式下，一些地方政府才會(huì)盲目出臺(tái)類似鼓勵(lì)“機(jī)器換人”的政策。
我希望更多的企業(yè)能夠冷靜地思考自身的發(fā)展現(xiàn)狀和數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，分析推進(jìn)智能制造的可行性、必要性和緊迫性，真正把智能制造當(dāng)做一個(gè)幫助企業(yè)提升競爭力的手段，而非目標(biāo)，從而找到推進(jìn)智能制造的突破口，不要被“拔苗助長”。
2、創(chuàng)新精神和企業(yè)文化是智能制造成功的基石。
此次考察的企業(yè)中，哈雷戴維森摩托和約翰迪爾給我留下了深刻印象。原來我以為哈雷摩托幾萬美元一臺(tái)，屬于摩托中的奢侈品，應(yīng)該采用個(gè)性化定制的生產(chǎn)模式。實(shí)際上，走進(jìn)哈雷戴維森公司位于密爾沃基的動(dòng)力總成工廠，我才發(fā)現(xiàn)這個(gè)工廠生產(chǎn)規(guī)模非常大，采用的是大批量定制的生產(chǎn)模式。
哈雷摩托的年銷售量是26萬臺(tái)，年?duì)I業(yè)額60億美元，員工僅1萬名，生產(chǎn)率非常高。哈雷在車間中建立了很多智能制造單元，十分重視質(zhì)量檢驗(yàn)。哈雷公司不斷投資進(jìn)行智能化改造的本錢，實(shí)際上是產(chǎn)品的高附加值和很高的毛利。
哈雷摩托就像西部牛仔一樣，彰顯了一種美國精神，成為很多成功人士的愛物。不少客戶非常喜歡在購買的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品上進(jìn)行改裝，實(shí)現(xiàn)真正的個(gè)性化，因此，哈雷摩托的業(yè)務(wù)中，除銷售整車之外，還有大量的配件銷售。多年以來，哈雷的車友會(huì)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。
此次考察是我第二次參觀約翰迪爾工廠，上次是播種機(jī)工廠，這次是聯(lián)合收割機(jī)工廠。這次參觀，依然是返聘的老工人當(dāng)講解員，我們坐著參觀車，穿行于面積有幾十個(gè)足球場大的工廠。
工廠很多地方正在進(jìn)行大規(guī)模的改造，令人印象最深刻的是噴涂車間，碩大的構(gòu)件被天車吊著，先進(jìn)行防腐處理，再由機(jī)器人噴涂，最后人工進(jìn)行檢查。收割機(jī)工廠有60臺(tái)焊接機(jī)器人，但仍然有 500 名工人從事焊接工作。一路上，我們碰到很多工人走過，都熱情地跟我們揮手致意，洋溢著自豪感。在約翰迪爾的展廳，我看到了一張約翰迪爾公司的介紹彩頁。令我略感驚訝的是，這個(gè)公司非常坦誠地告訴每一個(gè)參觀者，過去幾年約翰迪爾遇到巨大的挑戰(zhàn)，年?duì)I業(yè)額從2014年的 360 億美元降低到2016年的 266 億美元，凈收入從 31.6 億美元降到 15.2 億美元。
我想，這家已有180多年歷史的公司，在發(fā)展過程中不知道經(jīng)歷過多少次風(fēng)雨，已經(jīng)能夠從容應(yīng)對(duì)。正是這種信心，讓面臨巨大壓力的約翰迪爾在市場低迷的時(shí)候，仍然在做大規(guī)模的智能化改造，積極研發(fā)智能互聯(lián)產(chǎn)品，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。我又仔細(xì)查閱了公司的報(bào)表，2017年第一季度，約翰迪爾的業(yè)績已經(jīng)開始回升。約翰迪爾的確是值得我國企業(yè)學(xué)習(xí)的標(biāo)桿。
此次考察團(tuán)也參觀了福特汽車的Rouge工廠，這個(gè)工廠制造F-150皮卡，年產(chǎn)量幾十萬輛。這種車型主要面向北美市場，是美國人喜愛的一款車。福特汽車盡量整體上面臨挑戰(zhàn)，但這款車還是很受市場歡迎。在裝配車間，我們看到了機(jī)器人在涂膠、安裝車窗，以及激光檢測(cè)方面的應(yīng)用，其它工序則還是以人工為主。
皮卡裝配的過程中，工作臺(tái)可以升降，底盤可以進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，大量采用助力設(shè)備，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。該工廠成功開發(fā)了工業(yè)旅游項(xiàng)目，與福特博物館等景點(diǎn)可以一起參觀，而工廠旁邊有一個(gè)4D影院，通過激光和兩臺(tái)機(jī)器人結(jié)合，展示了一臺(tái)車從設(shè)計(jì)到下線全過程的特效，非常震撼。這種方式，讓客戶在感受福特文化、節(jié)能環(huán)保和最新科技的基礎(chǔ)上，更加喜愛這款產(chǎn)品。
這幾家企業(yè)的參觀，讓我深深體會(huì)到，推進(jìn)智能制造要取得實(shí)效，企業(yè)需要建立清晰的愿景和明確的使命，注重產(chǎn)品創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、流程創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新、材料創(chuàng)新，以及商業(yè)模式創(chuàng)新，真正將員工作為企業(yè)最重要的資源，追求企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，愿意為長遠(yuǎn)的發(fā)展而持續(xù)投資。
推進(jìn)智能制造是一個(gè)不斷探索，理論與實(shí)踐相結(jié)合的過程，不同行業(yè)有顯著差異。智能制造是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，強(qiáng)調(diào)人機(jī)協(xié)作，柔性自動(dòng)化、IT/OT集成，投資巨大、風(fēng)險(xiǎn)也巨大。因此，建立勇于探索、開放合作、持續(xù)改進(jìn)的學(xué)習(xí)型組織，打造強(qiáng)大的企業(yè)文化，成為支撐制造企業(yè)成功推進(jìn)智能制造的基石。
3、美國的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已成燎原之勢(shì)。
此次考察，我們?cè)俅吻巴鵓TC總部。PTC公司CEO Jim Heppelman先生、COO Craig Hayman等高管熱情地接待了考察團(tuán)。Jim介紹了對(duì)于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前景和趨勢(shì)的看法。多年來，PTC提供數(shù)字化設(shè)計(jì)工具和平臺(tái)的基礎(chǔ)上，致力于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化產(chǎn)品與實(shí)物產(chǎn)品的虛實(shí)融合。正因?yàn)槿绱耍琍TC不僅建立了Thingworx物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)，還打通了傳感器數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，建立了完整的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用解決方案。
而此次考察參觀的Covisint，作為全球汽車行業(yè)最大的供應(yīng)鏈平臺(tái)，承載著汽車行業(yè)海量的供應(yīng)鏈協(xié)同數(shù)據(jù)交換服務(wù)。而該公司也在此基礎(chǔ)上拓展物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，致力于利用統(tǒng)一的云平臺(tái)，連接人、信息系統(tǒng)和物聯(lián)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)同。在介紹其物聯(lián)網(wǎng)解決方案的時(shí)候，Covisint非常清晰地描述了整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)，以及自身有所為、有所不為的策略。在前幾屆參觀中，我們也看到，CE、INTEL、Oracle、Autodesk、ANSYS等公司都已在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域進(jìn)行布局，致力于提供物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中某個(gè)領(lǐng)域?qū)I(yè)平臺(tái)和解決方案。
▲PTC的虛實(shí)融合實(shí)現(xiàn)過程
因此，我認(rèn)為美國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已經(jīng)燎原，相關(guān)的解決方案提供商，會(huì)聚焦在自己最擅長的領(lǐng)域，共同完善工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的生態(tài)系統(tǒng)，而不是自己一家通吃整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)市場。目前，我國的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用才剛剛興起，一些物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供商追求成為“全能冠軍”，實(shí)際上難度很大。
4、專攻數(shù)術(shù)，共同構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)，協(xié)作共贏是智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成功之道。
考察團(tuán)來到羅克韋爾位于密爾沃基的全球總部，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”，強(qiáng)調(diào)公司對(duì)質(zhì)量的不懈追求。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)。SMLC成立于2006年，實(shí)際上SMLC才是美國最早的智能制造推進(jìn)機(jī)構(gòu)。2016年6月，SMLC獲得美國政府支持，在洛杉磯組建美國智能制造創(chuàng)新中心。
▲羅克韋爾提出的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)理念
此次考察參觀的Kronos公司，年?duì)I業(yè)額超過10億美元，是全球勞動(dòng)力管理軟件的領(lǐng)導(dǎo)廠商。專注于勞動(dòng)力管理(Workforce Management)這樣一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，使Kronos實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。在MES系統(tǒng)大熱的同時(shí)，勞動(dòng)力管理同樣重要，可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)勞動(dòng)力資源的有效利用，優(yōu)化人員排班，科學(xué)計(jì)算勞動(dòng)力績效。目前，勞動(dòng)力管理是我國制造企業(yè)忽視的環(huán)節(jié)，需要引起高度重視。
考察團(tuán)參觀的Altiar公司是全球仿真軟件領(lǐng)導(dǎo)廠商之一，專注于優(yōu)化設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)與仿真一體化。近年來，Altair致力于將拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)與增材制造技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的輕量化。我在Altair，體驗(yàn)了一下“一指禪”，用一個(gè)手指，抬起了一輛自行車。
縱觀美國的智能制造相關(guān)廠商，無不是專注于某個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，做深做專。共同構(gòu)建了一個(gè)完整的智能制造生態(tài)系統(tǒng)。
此次考察，考察團(tuán)成員覺得收獲最大的是參觀密西根大學(xué)，聆聽了美國智能制造專家金炯華教授的智能制造講座。金教授介紹了智能制造的發(fā)展背景和現(xiàn)狀，重點(diǎn)結(jié)合她的研究成果介紹了質(zhì)量管理和數(shù)據(jù)融合在智能制造中的應(yīng)用，給考察團(tuán)成員帶來了一次頭腦風(fēng)暴。金教授指出，智能制造的推進(jìn)分為三個(gè)層次，即連接、柔性和自主。
▲智能制造推進(jìn)的三個(gè)階段
第一個(gè)階段是實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部的縱向和企業(yè)間的橫向數(shù)據(jù)集成;
第二個(gè)階段是通過應(yīng)用仿真和建模技術(shù)，建立強(qiáng)大的制造智能平臺(tái)，支持企業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性制造、提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品定制的效率;
第三個(gè)階段是通過制造智能平臺(tái)有效支持企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新和流程創(chuàng)新。
金教授還強(qiáng)調(diào)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的數(shù)據(jù)融合，是支撐智能制造的重要基礎(chǔ)。金教授在講座中將質(zhì)量管理在歷次工業(yè)革命帶來的發(fā)展，以及質(zhì)量管理的不同流派進(jìn)行了詳細(xì)介紹，使大家受益匪淺。
學(xué)術(shù)界與工業(yè)界的緊密合作，是美國成功推進(jìn)智能制造的重要支撐。美國已經(jīng)構(gòu)建的14個(gè)國家級(jí)制造業(yè)創(chuàng)新中心，也是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界、IT/OT界共同合作的結(jié)晶。
5、我國推進(jìn)智能制造不能盲目排外。
目前，我國在推進(jìn)智能制造的過程中，非常鼓勵(lì)國產(chǎn)軟硬件產(chǎn)品和裝備的應(yīng)用，這本來無可厚非。但是，很多時(shí)候，利用國產(chǎn)產(chǎn)品和裝備的比例，成了一個(gè)硬杠杠，重要的評(píng)分項(xiàng)。用國外產(chǎn)品就扣分，國產(chǎn)產(chǎn)品就加分。這樣，實(shí)際上給應(yīng)用企業(yè)帶來了一個(gè)兩難的選擇。實(shí)際上在整個(gè)智能制造相關(guān)技術(shù)中，我國還有很多薄弱環(huán)節(jié)，需要像當(dāng)年高鐵技術(shù)的發(fā)展一樣，走引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新到輸出的路，不能故步自封。
因此，我建議國家大力扶持工業(yè)軟件、自動(dòng)化企業(yè)和智能制造服務(wù)機(jī)構(gòu)，支持供給端。但是，在需求端，給企業(yè)以選擇最佳方案的自由，不要盲目排外。要探索有效方案，加快建立國家級(jí)創(chuàng)新中心。國家級(jí)創(chuàng)新中心的建設(shè)要借鑒美國的做法，打通創(chuàng)新的鴻溝，解決科技成果產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，即技術(shù)成熟度4-6的問題，千萬不能鼓勵(lì)院士、專家利用創(chuàng)新中心去辦公司，搞創(chuàng)業(yè)。
結(jié)語
總之，推進(jìn)智能制造是一個(gè)系統(tǒng)工程，也是一個(gè)長期的旅程，不是目的，而是手段。每個(gè)制造企業(yè)都需要根據(jù)自身的實(shí)際情況，在摸清家底的基礎(chǔ)上，務(wù)實(shí)推進(jìn)智能制造，才能取得實(shí)效。
各級(jí)政府需要認(rèn)真做好調(diào)研與規(guī)劃，充分結(jié)合自身的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，智能制造應(yīng)當(dāng)積極探索，但示范應(yīng)用的面不宜一下子擴(kuò)得太大。不能把智能制造當(dāng)做萬靈藥，刺激企業(yè)盲目投資。推進(jìn)智能制造，企業(yè)是核心，原動(dòng)力應(yīng)當(dāng)來自企業(yè)自身發(fā)展的需求。政府、企業(yè)都需要建立開放的心態(tài)，廣泛開展國際合作，才能真正將中國的智能制造進(jìn)程落到實(shí)處。
數(shù)字化要一盤棋更要各自為戰(zhàn)
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