智能制造：愿景、挑戰與實踐

智能制造：愿景、挑戰與實踐

導語：智能制造，是最近幾年業內談的比較多的詞匯，各種行業論壇基本上講濫了。但筆者覺得，講它的很多，把它講透的比較少。很多人講智能制造，主要是從技術和工具層面講，比如物聯網、機器人、工業大數據、光學識別、人工智能，等等，這些都是形式上的東西。

　　智能制造，是最近幾年業內談的比較多的詞匯，各種行業論壇基本上講濫了。但筆者覺得，講它的很多，把它講透的比較少。很多人講智能制造，主要是從技術和工具層面講，比如物聯網、機器人、工業大數據、光學識別、人工智能，等等，這些都是形式上的東西。光停留在技術和工具層面，要想落地還很難。尤其是考慮到中國的制造企業普遍管理水平還很低，智能制造與企業實際，一個在天上，一個在地下。天上飄的東西，聽聽很美好，真落實到實處，讓企業感覺無從著手。為了讓智能制造能夠落地，并指導我們的日常工作，筆者嘗試從智能制造的愿景、挑戰和實踐等方面談談自己的看法，希望對大家能夠有借鑒意義。

　　制造的本質

　　智能制造，制造是主語，是核心內涵;智能是形容語，是表現形式。要了解智能制造，首先必須弄清楚制造的本質和核心內涵。制造有廣義和狹義上的不同意思，廣義指的是包含了研發、采購、生產等各種活動的制造業，狹義指的是產品的生產過程。本文主要從狹義的角度講智能制造。

　　產品制造作為一種社會活動，具有社會活動的一般表現形式。老子在《道德經》中講過這么一句話：“道生一，一生二，二生三，三生萬物?！惫P者認為，產品制造就是“三生萬物”的過程，即人、機、料、法、環、測等要素轉化為產品的過程。

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　　圖1：智能制造的本質

　　具體來講，產品制造活動分為兩個階段。第一階段是企業的制造系統將客戶對產品的需求(具體以生產訂單來表示)轉化為對人、機、料、法、環、測等要素的需求，并確保對上述要素的需求能夠保障到位，這類活動是在生產準備環節來完成。第二階段是企業的制造系統將人、機、料、法、環、測等要素按訂單的(時間和空間)要求有序地投入到生產線并組裝成產品，這類活動是在生產執行環節來完成。第一階段是個分解過程，從一到多，要求的是分解的準確性。第二階段是個合并過程，從多到一，要求的是合并的效率。

　　在產品生產訂單的分解階段，數據基礎是客戶需求、產品建模(制造BOM等)和工廠建模，面臨的挑戰是日益個性化的客戶需求所帶來的復雜度?？蛻舻膫€性化需求越多，產品建模和工廠建模的復雜度也越高，制造系統的復雜性也就加大，越需要更高的制造管理水平?？蛻舻膫€性化需求越來越多是必然的，制造系統為應對上述復雜性需求的適應性和準確性也是必然的，即生產系統的適用性要能夠應對復雜多變的個性化需求，同時也能將客戶對產品的需求準確地轉化為產品對人、機、料、法、環、測等要素的需求。

　　在工廠生產訂單的執行階段，人、機、料、法、環、測等要素在時間、空間和數量上能夠完全適配并有序地投入到生產現場，從而有效地轉化為產品。每個轉化過程都有個轉化效率的問題。轉化效率高的制造過程，能夠以更短的時間，更小的消耗，更低的成本，更好的質量，生產出客戶所需要的產品。因此，生產訂單的執行階段，主要挑戰就是提高轉化效率，其收益就是成本、交期、質量等方面所贏得的競爭優勢。高的轉化效率是怎么得來的呢?就是用更好的生產方式來優化這個轉化過程。生產訂單的執行過程，無非是人、機、料、法、環、測等要素在一起發生物理反應或化學反應的過程，是可以用嚴謹和量化的邏輯關系來說明的，這種邏輯就是生產方式。

　　智能制造的著力點和目的

　　智能制造的著力點就是優化企業制造系統的生產方式，從而提高其轉化效率。這種生產方式包括準確分解和有序匹配兩個方面。

　　準確分解就是將代表客戶個性化需求的產品訂單準確分解成對人、機、料、法、環、測等要素在時間、空間、數量等方面的需求。準確分解的前提是產品建模(制造BOM)和工廠建模(工藝路線，等等)。產品建模和工廠建模是在產品的研發和工廠的建設環節就完成了，但筆者要說的是，研發和工廠建設等部門要以終推始，站在客戶個性化訂單準確分解的角度去設計產品建模和工廠建模。好的產品建模和工藝建模，不僅可以應對日益復雜多變的客戶個性化需求，而且不增加制造系統的復雜度(具體以零部件數量、員工技能要求、設備的數量和程序復雜度、工序的復雜度等等來衡量)。準確分解客戶的個性化需求，與其說是制造系統的挑戰，還不如說是產品研發和工廠建設部門的挑戰，這是個廣義智能制造所要研究的課題，筆者不在此做過多討論。

　　產品訂單準確分解后的結果可以指導人、機、料、法、環、測等要素等計劃和供應活動。一旦這些要素按訂單的時間、空間和數量要求組織到位以后，如何匹配和有序地投放到生產現場，就是生產訂單執行環節需要解決的問題。

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　　圖2：以智能制造來改進生產方式

　　改進生產方式的目的就是提高人、機、料、法、環、測等資源要素轉化為產品的轉化效率。資源的轉化效率高，企業制造系統的經濟效益就好;資源的轉化效率低，企業制造系統的經濟效益就差。經濟效益可以從資源消耗、成本、質量、效益等方面來評價。

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