智能制造、网络化制造、云制造,看传统制造业如何华丽转型?

国际金属加工网 2018年09月13日

各国争相介入新一轮国际分工争夺战,将重塑全球制造业版图,在高端和中低端领域对我国形成“双向挤压”的严峻挑战。我国正在大力推动智能制造的发展,使制造业发展能够站到了爬坡过坎、由大变强新的历史起点上。

用户贴近和分工开放程度决定智能化水平

距离最终用户越近的行业越早发生变革。互联网沿产业链从最接近消费者的消费品行业向上游装备、原材料等行业延伸,越靠近最终用户的行业越早萌发变革,发生变革的领域和环节也越多。手机、家电、服装等个性需求较强的消费品企业已率先向互联网转型,具有代表性的如规模化个性定制模式已被广泛运用;受消费品生产模式变化影响,装备制造业需要提供支撑柔性制造、按需制造等的装备,发展智能装备的市场需求逐渐增强;而距离消费者相对较远的上游原材料行业,一些大型骨干企业信息化水平较高,侧重于依托互联网技术和网络提供精准供应链服务、生产监控和节能减排。

开放程度越高的环节与互联网融合越紧密。信息通信技术正加速从营销、服务等环节向研发、制造、加工等环节延展,开放程度越高、与用户互动越多的环节融合变革越明显。目前采购、营销等开放度较高的环节,更易与互联网融合;继而是开放程度次之的服务和研发环节,如远程控制与服务、众包设计等也已在一定范围内推广;而相对封闭的制造环节,在生产的组织实施和制造能力整合等方面也在逐渐受到互联网影响。随着互联网对各环节逐层渗透,将最终打通生产运营全过程,彻底改变现有的生产范式。

新型研发组织方式集聚众智提升效率

随着协同设计、众包、虚拟仿真等新研发模式应用的日益广泛,为传统企业高效、便捷、低成本的技术创新开辟了新渠道,研发环节也成为营销之后与互联网融合的新热点。

云平台实现研发设计全球协同。以往受空间、资源等限制,传统企业的研发设计环节主要在企业内部完成。云平台则可以为企业提供开放的协同服务,设计人员可通过共享平台,查看和利用云端设计资源和软件,实现企业内部及企业间合作与协同共享,打破地域限制,提高企业研发效率,降低人员往来成本。

众包设计打通企业与社会创意的合作渠道。众包是通过互联网集聚全球创意、资金来实现研发设计的新模式,基于互联网的众包平台将分散的中小型团队及个体专业人员的智慧与创意集聚到一起,需求方可借此平台发布需求,以悬赏和速配方式寻找到精准匹配的服务者,通过消除信息不对称而提高效率和降低成本。

虚拟仿真技术降低了企业的设计研发成本。过去传统生产企业在测试、验证环节需要生产出实物来评测其性能等各项指标,成本随测试次数增加而不断提升。利用虚拟仿真技术,可以实现对原有研发设计环节过程的模拟、分析、评估、验证和优化,从而减少工程更改量,优化生产工艺,降低成本和能耗。

创新制造模式助力网络化智能化生产

面对个性化、多样化且瞬息万变的市场需求,我国制造企业正加紧将新一代信息技术集成应用在生产执行过程中,逐步改变原有相对固化的生产线和生产体系,并着力打通企业间壁垒,探索智能制造、网络化制造、云制造等全新生产模式。

智能制造成为制造业的重要发展方向。近年来,具有信息的深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的智能制造模式的迅速发展,实现了增效、提质、降成本及节能减排。在制造业领军企业的带动下,智能制造、智能工厂的实施与应用正在为传统产业带来深刻的改变。再以海尔的智能互联工厂为例,海尔集团在沈阳的冰箱工厂将用户需求与工厂进行无缝连接。其特点包括以下两点:一是定制化,将用户的个性化需求信息直接发送到内部生产线的相应工位上。二是可视化,生产线上的上万个传感器可实现产品、设备、用户之间的对话与沟通,用户可随时查到自己冰箱在生产线上的位置。目前一条生产线可支持500多个型号的柔性大规模定制,生产节拍缩短到10秒一台,是全球冰箱行业生产节拍最快、承接型号最广的工厂。

网络制造充分激发扁平化生产组织活力。利用互联网平台构建跨地区的动态企业联合体成为现实,不仅能帮助企业有效实现设计、制造资源的共享协同和优化配置,还有助于提高企业快速反应和竞争能力。对于大型企业来说,网络化制造能使其组织结构更加扁平化,得以通过更灵活、更有效率的方式集聚资源,提升竞争力;中小企业则可在网络协同过程中找到与龙头企业合作的机会,充分发挥自身优势。

云制造高效聚集和配置制造资源。云制造借助云计算的理念,通过建立共享制造资源的服务平台,将巨大的制造资源池连接在一起,使处于制造业中的用户像用水、电、煤气一样便捷地使用各种制造服务,以帮助制造企业降低运行成本、提升快速反应能力。在理想情况下,云制造将实现产品开发、生产、销售、使用等全生命周期相关资源的整合,提供标准、规范、可共享的服务。

云制造包括企业内部“私有云”应用和企业外部“公有云”协同两种模式。在一个大型集团企业内部,各种与企业运作有关的资源,例如设计、仿真、设备等,均可以利用云制造实现共享,避免或减少重复投资。云制造模式也正在推动中小企业间的制造资源共享。目前,在国内已涌现一批云制造服务平台,例如:在天智网云制造平台上,遍布全国30个省市自治区超过2万家企业可以在线上企业的实时对接,快速共享生产资源。宝信软件打造的“上海工业云公共服务平台”,汇集了汽车、民用航空、钢铁等领域上百类制造资源,为企业提供云设计、云仿真、云制造等服务。数码大方的“工业软件云服务平台”,为3万多家制造企业提供软件租用、设计、制造等服务。

协同式供应链促进各环节高效无缝对接

越来越多的工业企业通过互联网平台建立了与上下游供应商、合作伙伴和客户的直接连通,集聚供应信息并进行深度挖掘分析,提高了供应链的反应速度、匹配精度和调运效率,降低了采购成本,减少了成品和在制品的库存,缩短了对客户服务的响应时间。

B2B模式对接了上下游的采购需求。传统供应链中的产品选择范围小、管理难度大、生产线周转效率低。通过互联网平台,制造企业可与上游供应商无缝对接,快速集聚行业内优质供应商资源,在最短时间内以最低成本实现了原材料采购的高效匹配,推动了企业采购与供应链管理创新,生产线供应链的协同实现高效精准配送。传统物料配送环节经常会出现配送不及时、物料缺少或囤积等问题,从而影响生产计划。企业利用大数据、物联网完善智能信息系统建设,对生产配比、物料配送、产品质量等各环节进行协同管控,实现物料配送的系统化、流程化,降低物流成本和能耗,降低仓储损失,加速了资金周转,提高了整个供应链的运行效率。

需求端泛在连接实现全流程用户参与

企业运用互联网、移动互联网等实现对用户的泛在连接,进而打造用户聚合平台、多元社交平台,通过用户行为和社交关系等的大数据分析,精准预判市场、开展精准营销;借助平台的集聚和交互功能实现海量用户与企业间的交互对接,使大规模个性化定制、精准决策等成为可能。传统的渠道单一、封闭运行、单向流动的企业用户关系被打破,旧有的需求定位粗略、市场反馈滞后等问题得到破解。

大规模个性化定制满足用户长尾需求。在传统标准化生产模式下,企业与用户间信息交互不充分、企业内生产组织缺乏柔性,只有同质化生产才是最经济合理的选择。而借助互联网平台,企业就可与用户深度交互、广泛征集需求,运用大数据分析建立排产模型,从而得以依托柔性生产线,在保持规模经济性的同时为客户提供个性化的产品。

当前,服装、家居、家电等领域已开启个性化定制,未来随着互联网技术和制造技术的发展成熟,柔性大规模个性化生产线将逐步普及,按需生产、大规模个性化定制将成为常态。

大数据分析支撑精准营销及决策。传统市场分析局限于抽样调查、线下座谈等有限样本的分析预判,产品改进也只能通过销售业绩来收集用户反馈情况,分析结果存在一定误差或延迟。利用通过互联网汇集的用户行为、需求、行情等海量多元化数据,企业可以进行大数据建模及分析,实现精准市场定位,优化营销决策,助力产品改进。未来,随着利用互联网汇集数据的持续积累,模型的不断修正,以及大数据分析能力的提升,企业有望实现全生命周期、全价值链的科学决策与精准控制。

融合型服务延伸企业价值创造链条

在市场竞争日趋激烈、生产要素成本不断攀升、供需对接日益便捷等因素作用下,制造本身在工业产品附加值构成中的比例越来越低,增值服务逐渐成为企业竞争的新焦点。云计算、大数据、物联网等相关应用的快速普及催生了多样化融合服务模式,带动以产品为核心的经营模式并加快了向依托产品提供综合服务的新方向的转变。

远程主动运维提高了设备的运维效率。借助智能传感、宽带网络、大数据分析等技术,机器设备的运行状况、环境参数等信息可以直接反馈到设备生产厂家,使厂家实时了解其运行信息,并通过数据建模分析、专家诊断等方式,提前预判故障风险并给出相应解决方案。过去的被动维护或凭借经验开展的定期维护可转变为按需提供的主动服务,有效节约运维成本,降低用户损失。

有能力的工业企业还可通过搭建云平台、部署定制化的工业APP应用、提供大数据分析支撑等,为用户企业提供多样化的增值服务,并探索从设备制造商向综合服务商的转变。例如中兴通讯智慧的供水管网服务。中兴通讯利用大数据挖掘、智慧物联网、移动互联网、云计算等新技术,从“端-管-云”三个层面为水务行业提供供水管道的物联网解决方案,包括基于事件敏感的管网实时监控、全生命周期的管网状态分析预测、提供可预测的维护和服务等。通过提供智慧供水管网的服务,有助于促进水务行业的健康发展,降低漏损,实现全网状态感知,从而提高供水安全和服务质量。


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