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创建智能工厂 全面融合发展

行业上下游中国仪表网2015年10月19日 17:44人气:43867

  【中国仪表网 行业上下游】中国制造业不仅要学习德国工业4.0的智能制造理念和技术,创建智能工厂,更要全面学习“德国制造”持续不断的创新驱动精神、灵活的商业模式、精专的制造理念、先进的研发体系、严格的工业标准、高效的运营管理、过硬的技工团队和严谨的工作作风等等。中国制造业应立足现实,直面问题,高效推进“中国智造”。
  

  《中国制造2025》的战略目标是以智能制造为主攻方向,力争用十年时间推动我国制造业整体创新发展,进而由大变强,迈入世界制造强国行列。
  
  然而,无论是强国战略,还是高新技术都只有通过高效的推进实施,才能转化为先进生产力。当前,“中国智造”已经全面进入推进实施阶段,随之出现一些新的且是较为普遍的问题,也势必影响《中国制造2025》推进实施的进程和效果。
  
  “中国智造”的核心
  
  深入分析理解“中国智造”,其核心就是建立基于互联网 ICT、AMT、CAD、CAE、CAM、PLM、ERP、MES、MRO、HR、BI、工控软件、测控装置和智能设备等为一体的企业信息物理系统(Cybe rPhysical System CPS),实现横向、纵向和端对端之间的网状的互联互通和集成应用。企业通过CPS,一方面,可将工业控制器、新型传感器、嵌入式终端系统、工业机器人、数控机床和通信设施等智能设备形成一个智能制造网络,实时感知、采集、监控和处理各种制造数据,实现制造系统加工指令的动态优化调整及制造数据和车间管理数据的智能分析处理。另一方面,还可更大范围地实时收集、分析、处理与智能制造有着紧密关联的战略、营销、研发、计划、采购、服务、成本和财务方面的各种数据,进而全面、实时地整合、管控企业乃至产业链的协同、运营和资源配置,创建一个完整、高效的智能工厂。
  
  因此,我国广大企业推进“中国智造”应立足于智能工厂建设方向,既要并行推进智能研发、智能管理和智能服务系统的建设,打通企业及产业链数据壁垒,实现横向、纵向和端对端之间的网状的互联互通、集成应用和全面实时管控;也要并行优化重组企业业务模式、业务流程和管理体系;还要并行优化调整产品制造工艺和设备平面布局;更要科学制定企业的竞争战略、商业模式和人才发展目标。确切地说,中国制造业的未来发展必须要创建一个以互联网 高端人才、创新驱动、企业战略、商业模式、先进技术、智能研发、智能管理、智能制造、智能服务、业务重组和信息集成为一体的智能工厂,形成一个企业乃至产业链整体,并最大限度地发挥整体的作用和效益。唯有将这些要素全面、深度地实现融合发展,才能高效推进实施“中国智造”,实现《中国制造2025》预定目标。
  
  当然,一些地方和企业希望目前将推进实施目标定位在智能制造层面,那也不是简单地增加一些工业机器人和其它智能设备,也应在总体规划和推进实施时,充分考虑CPS中相关环节业务的并行创新发展和集成应用。因为,它们之间也都有着必然的业务关联,需要我们从系统的角度来思考解决这些问题,以求最大限度地取得整体成效。换句话说,如果车间加工设备智能化水平得以显著提升,再并行辅以精益的生产组织方式、准确的生产作业计划、先进的产品制造工艺、合理的设备平面布局和过硬的技术工人团队等相关业务体系的强有力支撑;相信这样的全面融合发展,一定能确保车间乃至企业高效运作,取得整体成效。
  
  中国制造业向德国学什么
  

  历经200多年的创新驱动,德国在世界工业领域的领先地位已经毋庸置疑也无法撼动,成为名副其实的世界工业强国。人们一说起“德国制造”,自然就会想起它的强大、先进、质量和信誉,深入研究还将了解它承载着独特的历史传统、工业化的梦想和持续不断的创新驱动精神。“德国制造”拥有各行各业为数众多的世界工业巨头、顶级品牌和百年老店,大众、戴姆勒、宝马、西门子、蒂森克虏伯、博世、曼恩、吉特迈、通快、西马克、巴斯夫、拜耳等一大批企业都是其骄傲。他们从优秀到卓越,再到基业长青,成为世界各国工业的典范。
  
  近年来,德国上上下下都在大力推进实施工业4.0竞争战略,迎接第四次工业革命挑战,以继续巩固“德国制造”全球竞争优势。工业4.0的战略愿景是通过互联网将信息通信技术(ICT)和智能设备的应用与传统制造业的创新发展相互渗透,深度融合,创建以智能制造为核心的,且是全面融合发展的智能工厂;进而提升企业智能化水平,转变落后生产方式,推动高端装备产业快速发展,全面创造新的商业价值。与此同时,工业4.0还将强劲推动全球化环境下工业制造领域的转型升级、工业市场需求的大幅提升和工业价值体系的全面重构,并进一步推动形成世界范围新一轮的科技革命和产业革命。
  
  当前,中国制造业不仅要下功夫学习德国工业4.0的智能制造理念和技术,创建智造车间/智能工厂;更要并行全面、深入、扎实地学习“德国制造”持续不断的创新驱动精神、灵活的商业模式、精专的制造理念、先进的研发体系、严格的工业标准、高效的运营管理、过硬的技工团队和严谨的工作作风等等。没有这些精神、模式、制度、管理和团队方面的软实力,仅有智能制造、“互联网 ”、大数据和工业机器人这些先进理念、技术和硬装备,德国也是不可能成为世界制造强国的。笔者认为,正是得益于这些要素的全面融合发展,才使得“德国制造”长盛不衰,并始终处于世界工业领域领先地位。应该说,这是“德国制造”的精髓。
  
  这也如同一座繁忙的机场,仅有世界先进的识别、导航、通信和控制系统,以及造型别致、舒适明亮的航站楼,而没有灵活的营销模式、准确的航班计划、严格的安全措施、一流的服务水准、共享的数据系统和便捷的交通设施等一系列综合配套体系,这样的机场也无法高效运转,更谈不上有什么整体竞争力了。总之,中国制造业由大变强应从“德国制造”中获取更多、更完整、更有意义的启示。
  
  四大问题应予高度重视和关注
  
  一是《中国制造2025》明确规定,“到2020年,制造业重点领域智能化水平显著提升,试点示范项目运营成本降低30%,产品生产周期缩短30%,不良品率降低30%;到2025年,制造业重点领域全面实现智能化,试点示范项目运营成本降低50%,产品生产周期缩短50%,不良品率降低50%。”
  
  那么,为了全面、准确地理解其中的“显著提升、全面实现智能化及相关指标”的含义,就亟须有关机构尽快出台实施细则,便于各级政府和广大企业及时、高效地推进实施“中国智造”。
  
  二是一些地方出台的智能制造发展规划和行动纲要,将主要目标定位于工业机器人和其他智能设备数量的增加,以及每万名工人机器人比率和关键工序数控化率的提升方面;相关试点示范项目考核指标也不够完整、量化,项目实施周期也仅设定在两年左右。有的地方还出台了以企业增加工业机器人数量的多少为奖励标准的智能制造项目补贴投资新政。与此同时,不少企业也都简单地以为推进实施“中国智造”,就是机器换人,提升车间自动化水平,实现无人工厂而已。还有些企业忙于跑项目争投资,却不重视解决申报方案中存在的重点不突出、系统不完整和投入产出分析不切实际等问题。
  
  如此看来,似乎只要投入一定的资金,大幅增加工业机器人和其他智能设备,建设所谓的无人工厂就可实现业界期盼的“中国智造”了。深入分析下去,这些现象均不同程度地表明这些地方和企业未能全面、深入理解“中国智造”基本含义,推进行动目标不尽清晰,项目总体规划不够完整,持有“重硬轻软”的固有思维和急功近利的工作心态。
  
  三是2014年,国内工业机器人市场销量达到5.6万台,但其中4万台销量则主要来自德国库卡、瑞士ABB、日本的发那科和安川电机四大海外供应商。2014年,我国金属切削机床产量85.93万台,产量数控化率仅为30.4%;金属成型机床产量34.65万台,产量数控化率仅为13.6%。同期,机床工具进口总额177.8亿美元,同比增长10.8%。其中:金属切削机床88.4亿美元、金属成形机床19.9亿美元、数控装置16.5亿美元。
  
  如果近期全面推进实施“中国智造”所需的工业机器人和数控机床等关键智能设备的缺口数量都从海外进口,不仅国内智能装备产业发展受到很大的影响,今后的配件、维护、升级和服务也将长期依赖海外供应商。
  
  四是推进实施“中国智造”是一个关乎数万亿级投资规模的企业技术改造专项,其中仅将全国现有的600多万台各类普通机床改造成数控机床,就需投入4000多亿元资金。然而,目前世界经济不确定因素依然很多,我国经济虽稳中微升,但还面临着下行压力,企业盈利和资金短缺问题都十分突出。特别是作为推进“中国智造”主力军的中央企业的问题则更为突出。财政部统计数据显示:2015年1-7月,国有企业营业总收入和利润总额分别为253659.4亿元和14157.9亿元,同比分别下降6.1%和2.3%。而财新显示的2015年8月中国制造业PMI初值为47.1,创2009年3月以来最低,已连续6个月低于50.0的荣枯临界值。
  
  面对这种现状,广大企业该如何发挥主体意识,能否积极筹措资金推进实施“中国智造”,并以较少的投资先行做好必要的强基工作;而政府部门又该如何制定相对宽松的融资政策,缓解资金困难,多维度引导并支持广大企业高效推进实施“中国智造”,是值得思考的重要问题。
  
  如何高效推进“中国智造”
  
  纵观我国30多年,且历经科技部863计划-计算机集成制造系统/先进制造技术、工信部两化融合、国家发改委企业信息化建设三大战略推进的我国企业的工业化和信息化融合现状依然不容乐观。
  
  统计数据显示,截至2015年2月,全国3万多个企业两化融合评估结果表明,处于起步建设和单项应用这个两化融合初级阶段的企业比例仍高达82%,而随着时间的推移和评估数量的增加,相信这个比例还会继续上升。2015年4月,全国首批200家通过两化融合管理体系评定的企业公示内容表明,一些企业打造的新型能力并非是核心业务能力,仅仅是财务结算、成本核算、库存成本控制、资金管控、项目核算一体化管控、订单全流程管控、物料协同采购、协同(移动)办公方面的能力提升。显然,这些都不是现阶段两化融合的主要目标,也无法高效支撑“中国智造”的推进实施。
  
  究其原因,笔者长期以来认为主要不是技术、互联网、软硬件和资金问题,而是我国制造业整体上比较粗放落后,大多数企业主体与创新意识不强,对两化融合的含义理解不深,重信息技术和软件应用,而不重视业务重组和全面融合发展,以及长期以来过于强调串行实施的技术路线等方面问题。为此,政府与企业应充分发挥各自的优势,深入研究、着力解决新形势下的新问题,协同、高效地推进实施“中国智造”。
  
  首先是地方政府应根据《中国制造2025》战略目标,结合企业技改多维度融合创新发展新理念,以及现阶段国产智能装备不能满足需求和制造业经济面临下行压力等综合因素;尽快分解并分类制定基于本区域特点、行业特征、生产类型、企业差别,且是明确、完整、量化的智造车间/智能工厂创建目标、专项考核指标及差异化推进实施策略。
  
  其次是相关机构应尽快构建并提出智造车间/智能工厂参考架构(可先提出智造车间/智能工厂创建要素),作为基础标准用于指导企业智造单元、智能生产线、智造系统、智造车间/智能工厂的总体架构设计和推进实施。
  
  第三是广大企业应遵循“创新突破、总体规划、先行强基、效益驱动”的推进实施原则,并在思想认识、人才培养、推进方法、系统建设、设备改造和资金投入六个方面推动企业先行强基。重点是加快建立企业两化融合管理体系,努力打造与推进实施“中国智造”相匹配的新型能力。这样既创造了必要的基础条件,也一定程度缓解了制造业经济下行及企业资金短缺带来的技改投资压力。
  
  第四是广大企业应尽快制定“2.0企业补课,3.0企业普及和4.0企业示范(立足于智能工厂建设方向)的总体规划”及项目可行性研究。规划内容主要包括企业技改、企业业务体系重组和企业信息物理系统建设三个方面,重点是制定明确、完整、量化的应用目标,建立智造车间/智能工厂总体架构,做好项目投入产出分析。同时,必须采取并行推进实施的技术路线,以求提高整体效率。
  
  第五是创新政府项目管理,建立独立的第三方项目评价机制和监督机制,切实完善智能制造专项的预研、规划、立项、评审、检查、验收和审计体系;确保各类专项,特别是示范项目不但具有先进性、完整性和典型性,还要具有行业特征和应用深度;且坚决避免出现以往一些示范企业领取了奖牌和补贴资金,却没有足额资金投入,更没有起到典型示范作用的问题。
  
  第六是国内智能装备产业应把握“中国智造”带来的时间窗口和发展机遇,创新商业模式,整合国际资源,实行兼并重组和跨界融合,尽快掌握和研发一批感知获取与识别、智能控制与导航、新型传感器、高精密减速器、伺服电机及驱动器、数控系统、工业机器人和数控机床等关键(共性)技术和关键智能设备,进而提升产品质量,满足日益增长特别是高端市场需求。同时,各地还应理性决策,坚决防止一哄而上重复建设,出现新一轮产能过剩和恶性竞争的风险。
(本文来源:《中国工业评论》 作者:中国机械工程学会管理工程分会常务理事 金达仁转载请注明出处
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