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雖然制造業(yè)的朋友們一直夢(mèng)想著自己的工廠可以像很久以前一樣大批量生產(chǎn)某一種單一產(chǎn)品，因?yàn)檫@樣不論是訂單、物料、生產(chǎn)、技能、設(shè)備、工藝、人員等等方面都是最省事兒的，但是往往事以愿違，社會(huì)商業(yè)環(huán)境的變化使得我們?cè)僖餐瞬换匾粋€(gè)工廠只需要大批量的生產(chǎn)單一產(chǎn)品的時(shí)代了。工業(yè)4.0的概念在2013年悄然進(jìn)入中國，在2014年受到社會(huì)各界的廣泛熱議，隨著最近工信部把智能制造作為2015年甚至未來很長一段時(shí)間的工作重點(diǎn)之后，工業(yè)4.0更是受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。而工業(yè)4.0所描繪的未來的場(chǎng)景中靈活、個(gè)性化定制是其要實(shí)現(xiàn)的工廠能力的核心。

小批量多品種個(gè)性化趨勢(shì)到來

工業(yè)4.0作為德國國家高科技發(fā)展戰(zhàn)略之一，面向的是未來很長一段時(shí)間的工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，它把靈活、個(gè)性化定制等特征放在顯著重要的位置是不無道理的。全球的商業(yè)環(huán)境都在發(fā)生著改變，隨著網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)一步加速世界上不管是新一代的人群還是老一代的人群人們都開始希望有更多個(gè)性化的主張，更加愿意表達(dá)自己個(gè)性化的觀點(diǎn)，更加關(guān)注自己個(gè)性化的需求。微信、微博這樣的自媒體形式讓更多的人可以去彰顯自己的個(gè)性。對(duì)于實(shí)物產(chǎn)品的個(gè)性化趨勢(shì)也在不斷的增強(qiáng)，雖然未來不可能做到所有產(chǎn)品完全的個(gè)性化，但是個(gè)性化以及更多的小批量多品種這個(gè)趨勢(shì)已經(jīng)無法阻擋。

在克里斯·安德森所著的《長尾理論》中對(duì)未來這樣的趨勢(shì)做了最明確的回答。在書中，他詳細(xì)闡釋了長尾的精華所在，指出商業(yè)和文化的未來不在于傳統(tǒng)需求曲線上那個(gè)代表“暢銷商品”的頭部，而是那條代表“冷門商品”的經(jīng)常被人遺忘的長尾。在以物理為基礎(chǔ)的“短頭”經(jīng)濟(jì)中，20%的熱門產(chǎn)品，帶來80%的收入，并且?guī)?00%的利潤;而在以知識(shí)為基礎(chǔ)的“長尾”經(jīng)濟(jì)中，20%的熱門產(chǎn)品，將集中為10%的熱門產(chǎn)品，其進(jìn)一步分化為2%的大熱門產(chǎn)品和8%的次熱門產(chǎn)品。2%的大熱門產(chǎn)品，帶來50%的收入和33%的利潤;8%的次熱門產(chǎn)品，帶來25%的收入和33%的利潤。剩下的90%長尾產(chǎn)品，將帶來25%的收入和33%的利潤。從利潤上看，出現(xiàn)了平分天下的3個(gè)33%!誰還敢忽略小批量多品種和個(gè)性化定制?

實(shí)際上小批量多品種以及個(gè)性化的趨勢(shì)并不是因?yàn)楣I(yè)4.0而來，它早已出現(xiàn)，并且已經(jīng)在改變著我們的供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)、工廠設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)，接下來我們通過兩個(gè)實(shí)際的例子來說明具體如何實(shí)現(xiàn)。

汽車行業(yè)：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、平臺(tái)化、模塊化

在這個(gè)方面最容易想到的例子自然就是汽車行業(yè)，因?yàn)楹芏嗳艘呀?jīng)知道現(xiàn)在汽車整車廠的總裝線已經(jīng)可以做到多種車型的按訂單生產(chǎn)、混合生產(chǎn)了，而且每臺(tái)下線的車都是不同的，而又不損失生產(chǎn)的節(jié)拍和效率。例如寶馬汽車公司沈陽鐵西的工廠就可以同時(shí)生產(chǎn)BMWX1和BMW3系的很多不同的型號(hào)。

具體如何才能做到這樣呢?是不是的確每一臺(tái)車都是所有的東西完全不同的呢?這就要從汽車設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、平臺(tái)化和模塊化說起了。在BMW的生產(chǎn)線我們可以看到雖然生產(chǎn)的車型和型號(hào)不同，但是所有承載車身的工裝是一致的，也就是說所有不同的車型和型號(hào)都可以通過同一條生產(chǎn)線來生產(chǎn)，從這一點(diǎn)我們就可以了解一點(diǎn)：到為了實(shí)現(xiàn)小批量多品種甚至個(gè)性化定制的高效混合生產(chǎn)的前提是標(biāo)準(zhǔn)化?？梢韵胂笪覀儽仨毐ＷC一些關(guān)鍵尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化才有可能做到同樣的產(chǎn)線不需要切換就可以混合生產(chǎn)。平臺(tái)化和模塊化更加是為這樣的生產(chǎn)模式提供了可能，BMWX1和BMW3是同一個(gè)平臺(tái)，所以在不但他們可以共用生產(chǎn)線，而且他們裝配時(shí)大部分的模塊也是通用的，這樣既可以通過模塊的選擇搭配來產(chǎn)生多種的滿足不同用戶需求的差異化的汽車又可以讓模塊(不再是零部件而是模塊)的數(shù)量大大的減少。

在訂單和生產(chǎn)流程的設(shè)計(jì)上也會(huì)有所不同，大家都知道汽車行業(yè)是JIT(準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn))做得最好的行業(yè)，按需生產(chǎn)，物料按需供應(yīng)，零庫存是追求的目標(biāo)。那么為了滿足個(gè)性化或者小批量多品種的生產(chǎn)，當(dāng)生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)的時(shí)候我們?cè)偃グ凑丈a(chǎn)計(jì)劃去倉庫準(zhǔn)備物料顯然是來不及的，況且如果做到了真正的JIT，倉庫里甚至沒有準(zhǔn)備好的物料而是由供應(yīng)商按需配送的。這樣就又來了JIS(按順序生產(chǎn))，為了真正實(shí)現(xiàn)按單個(gè)性化定制，每一臺(tái)車的物料就必須是一對(duì)一的事前準(zhǔn)備好的了。這也就意味著為了履行一輛車的訂單在開始生產(chǎn)白車身之前的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上就已經(jīng)開始準(zhǔn)備該車所有所需要的物料(模塊)了，再按照該訂單的配置一對(duì)一的把所有的物料關(guān)聯(lián)在一起。換句話說，它們還都分散在生產(chǎn)線上、倉庫里、供應(yīng)商里的時(shí)候就已經(jīng)是關(guān)聯(lián)在一輛車上的了。當(dāng)我們看到在進(jìn)行白車身的生產(chǎn)的同時(shí)，也已經(jīng)按照這個(gè)訂單在生產(chǎn)底盤系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、內(nèi)飾系統(tǒng)了。這一切都是經(jīng)過生產(chǎn)信息化系統(tǒng)精確的計(jì)算和跟蹤的，以確保在總裝線上開始總裝的時(shí)候送來的所有的物料(模塊)精準(zhǔn)的就是按照這個(gè)訂單的配置準(zhǔn)備的，不光是物流的型號(hào)，連送達(dá)的時(shí)間也必須精確的保證，以確保每輛車60秒的節(jié)拍而不耽誤一秒鐘。

為了實(shí)現(xiàn)這樣的一套個(gè)性化定制的流程而又不損失節(jié)拍和效率顯然是需要在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、物料供應(yīng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)流程的設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)上進(jìn)行非常系統(tǒng)性的規(guī)劃的。訂單與車身、物料要精確的匹配，要保證供應(yīng)的順序還必須準(zhǔn)時(shí)送達(dá)。而這個(gè)過程又涉及到不同的車間、不同的部門以及和供應(yīng)商之間的有效協(xié)同，這樣的復(fù)雜過程是不可能通過人的管理來精確做到的，這就必須有一套非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男畔⒒到y(tǒng)去支撐這樣的流程，同時(shí)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)也必須充分的考慮到如何確保這樣的流程的實(shí)施。

為了實(shí)現(xiàn)這樣的生產(chǎn)模式必然是需要投入大量的人力物力進(jìn)行系統(tǒng)性的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、開發(fā)和實(shí)施，整車廠的投資往往幾十甚至上百億人民幣，怎樣才能做到在投資之前確信這樣的一個(gè)復(fù)雜的流程萬無一失呢?為了更好的保障整個(gè)供應(yīng)和生產(chǎn)的流程必須進(jìn)行充分的仿真設(shè)計(jì)。有另外一個(gè)例子，奧迪汽車公司的總裝工廠的生產(chǎn)流程就采用了Automod(應(yīng)用材料公司的流程仿真軟件)進(jìn)行了為期一年的規(guī)劃設(shè)計(jì)仿真和優(yōu)化，不斷的通過仿真來優(yōu)化其流程和生產(chǎn)線設(shè)計(jì)，把各種可能出現(xiàn)的異常情況全部考慮進(jìn)去，在各種狀態(tài)和條件下運(yùn)行這樣的流程去觀察工廠、物流和生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)是否最優(yōu)化，從而得到了這樣一個(gè)可以支撐個(gè)性化定制的生產(chǎn)模式。

電子行業(yè)：生產(chǎn)流程0秒鐘全自動(dòng)切換

汽車行業(yè)在這個(gè)方面顯然是比較靠前的，其實(shí)不僅僅汽車行業(yè)做到這樣，其他行業(yè)也都在做同樣的探索。我們?cè)賮碚f一個(gè)電子行業(yè)實(shí)現(xiàn)小批量多品種的例子。如果讀者對(duì)工控產(chǎn)品比較熟悉就會(huì)知道有一種電磁式的接近傳感器，每一家生產(chǎn)這種接近傳感器的廠家都會(huì)有很多不同的型號(hào)，而在生產(chǎn)這樣的傳感器時(shí)每天可能會(huì)需要切換十幾次不同的型號(hào)。有的廠家早在若干年前就可以輕松的應(yīng)對(duì)這樣的情況了。

首先還是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上入手，和汽車行業(yè)一樣為了做到小批量多品種首先要做的不是去真正的差異化它們，相反是標(biāo)準(zhǔn)化它們，這家公司的所有的接近傳感器的PCB(印刷電路板)都是一模一樣的，區(qū)別僅僅是在上面安裝的零件的不同，這就帶來了一個(gè)非常好的優(yōu)勢(shì)是不需要切換PCB，那么又是如何保證不同的電路板上按照不同的型號(hào)安裝不同的零件呢?他們把所有的零件全部準(zhǔn)備在SMT(表面貼裝技術(shù))機(jī)上，這樣產(chǎn)品型號(hào)的差異完全根據(jù)相同的PCB但是不同的條碼來實(shí)現(xiàn)。在生產(chǎn)線的最開始，機(jī)器首先自動(dòng)掃描條碼，在識(shí)別了條碼之后SMT機(jī)會(huì)自動(dòng)的切換程序去安裝該型號(hào)產(chǎn)品的零部件，而當(dāng)機(jī)器讀取到不同的型號(hào)的時(shí)候就會(huì)自動(dòng)的切換程序去貼裝不同的型號(hào)所需要的零件，這樣就做到了生產(chǎn)不同的型號(hào)的產(chǎn)品時(shí)的0秒鐘切換。在生產(chǎn)完P(guān)CBA(PCBAssembly)之后，仍然是根據(jù)型號(hào)的不同會(huì)自動(dòng)的切換安裝不同的感應(yīng)磁芯，磁芯的設(shè)計(jì)也盡量的標(biāo)準(zhǔn)化，但是與PCBA的組合會(huì)形成更多不同的型號(hào)，再接下來的工序是裝入套管并注膠，這些也是機(jī)器會(huì)根據(jù)產(chǎn)品條碼不同而進(jìn)行自動(dòng)的切換的。在進(jìn)行產(chǎn)品的測(cè)試時(shí)也是如此，檢測(cè)設(shè)備會(huì)根據(jù)不同的產(chǎn)品型號(hào)自動(dòng)的選擇不同的測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。

這個(gè)例子再次說明我們必須要把產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、物流設(shè)計(jì)、裝備設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行考慮，并且圍繞標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化來進(jìn)行，使得我們的生產(chǎn)流程具備能夠?qū)崿F(xiàn)0秒鐘全自動(dòng)切換的能力，于是我們得到了非常高效的小批量多品種的生產(chǎn)模式。

由這兩個(gè)例子可見面對(duì)個(gè)性化定制、小批量多品種的訂單需求我們并不是無計(jì)可施的，既然我們無法阻止這樣一個(gè)時(shí)代的趨勢(shì)我們就應(yīng)該去擁抱它，只要你愿意想方設(shè)法就一定能想出很好的辦法，再去充分的利用現(xiàn)有的各種最新的技術(shù)和手段去實(shí)現(xiàn)它。在現(xiàn)在這個(gè)充分競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代千萬不可以再左顧右盼看看別人有沒有做到，誰先想到更好的辦法去實(shí)現(xiàn)了也許他就是一匹征服整個(gè)行業(yè)的黑馬，而你跟在別人的后面也許已經(jīng)為時(shí)過晚。希望各位讀者能跟我們一起來關(guān)注“全球智造資源平臺(tái)”共同關(guān)注智能制造，為制造業(yè)的升級(jí)獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。