智能制造下半场:软件定义世界数据定义未来

国际金属加工网 2019年10月22日

每年春节后都会发生制造业的“招人荒”,这两年尤甚。在送快递、送外卖、做主播比进工厂吃香的互联网时代,招工难已经成为不可忽视的结构性问题。

工信部智能制造测试验证与评价重点实验室主任安琳博士因此强调,企业家要尽早考虑智能化升级规划,这是刻不容缓、事关生死的事。

从精益制造到智能制造,再到工业互联网,很多实体企业都在拥抱这个时代的浪潮。

无工不强

为什么要从传统制造行业转向智能制造?

从整个国家战略思考来讲,无农不稳,无商不富,无工不强。然而我国的制造业面临的竞争和处境越来越艰难。

正如富士康科技集团资深处长、自动化与机器人专家张作为博士所提到的:因为产业结构、创新能力以及能源的使用效率等差异,中国的生产力跟其他国家相比还有蛮大差距。

从国家近20年来的GDP发展状况可以发现,农、工、商对于整体经济发展的提升效率,制造业是逐步下降的。从2010年到2016年,以制造行业的增值来讲,依旧是平稳增加,可是所占GDP的比例越来越低,目前已经低于30%。

富士康从过去的代工巨头、制造典范,目前正加速智能制造和工业互联网的转型,做了很多实践。

而从企业自身的命运来看,转型已经是关乎生死的问题。

“很多工厂都倒闭了,但是为什么还招不到人?”在招不到人的情况下,海能达通信股份有限公司副总经理兼智能制造厂长车固勇称,产品还面临着太多的压力,尤其是专网对于定制化、交付周期、可靠性要求非常高。

为了实现智能制造的转型升级,海能达提出了精工智坊,从MES开发开始,研发了很多模块以实现整个制造过程的追溯,提升信息化的水平。海能达还制定了工厂发展的蓝图,从1.0时代一直到4.0时代,从传统的离散制造到集成初步智能化。

从产品或商业的角度来讲,产品要卖得好,一种是价格提高,另外一种是销量增加,但这些都有市场的限制,比较好的做法就只能把成本降低,成本降低也需要实现转型升级。

“看不见的工厂更重要”

智能制造的本质是自动化和信息化,自动化是肉眼可见的,即用机器人等自动化设备代替人的体力劳动。而不可见的信息化则更是难点,就是ERP、MES、WMS、SCADA等,这就像大脑、小脑、脑垂体、脑干要形成一个完备的系统。

如果说自动化是把人从简单重复的体力劳动当中解放出来,那么信息化就是代替人的脑力劳动,这样就可以大大减少一线做简单重复劳动的员工数量,促使人才的结构化转型,让人能够去做更高端的事情。

目前看得见的底层设备是老板们最愿意投资的,而看不见的软件,还处于被冷落的阶段。

“老板们在信息化领域投资的力度决定了你将来在智能制造排名的优先顺序,看不见的才最值得投资。”车固勇说,“我们是重硬轻软,硬件好像很厉害,其实也不是特别厉害,软件更弱,恰恰我们要在信息化投入。自动化部分,加上控制、管理和决策层,把整个系统连接起来,就真正形成智能制造的升级。”

比如,海能达在全世界现在有10个研发中心,西班牙、加拿大、哈尔滨、南京和深圳,软件的、硬件的、结构的等,怎么样让所有的研发人员内部协同,研发和制造还要协同。这就需要用系统来进行同步,把一些标准化的东西尽量用数据库,用标准化、模块化来设计,实现平台化、协同、实时化、标准化、数字化。

在智能制造的过程中,数字化是其中一个重要的环节。

据权威机构调查预测:2021年全球GDP的比重有50%来自于数字化的经济,中国会超过55%。预测到2030年,在数字化转型上,GDP的比重将超过77%。通过数字化转型能帮助制造业提升8%-13%税前的利润。

这个利润的提升对很多制造业企业来讲是非常可观的,因为很多制造业行业的利润仅在10%左右。

鼎捷软件智能制造专家顾问张俊杰表示,数字化转型的本质是通过组织运营模式的改变和流程机制系统全面的适配,从而全面提高效率,“把数字化转型总结成16个字:对于企业内部而言,是降本增效、提质增效,对于企业外部则是协同透明、服务创新。”

数字化转型能给我们带来什么?在华为云深圳业务部部长冯文斌看来,数字化其实是一个做加减乘除的过程:做加法即品质提高,效率提升,获得更多的客户等;做减法就是降成本,降低次品率,降低能耗。做乘法就是通过产业集群,通过互联网和数据的交换,把上下游协同起来;而做除法,即无论是工业互联网还是云服务,都是让大家把信息资产解放出来,投到业务上来。

今年正好是华为的第16年,从目前来看,只有20%的企业开始上云。但冯文斌认为,到2025年,80%的企业都会上。

工业互联网如何赋能数字化转型?

如何通过工业互联网让数字化转型变得更简单一点,这是企业目前最关注的问题。

从工业互联网的概念上来看,可以将工业互联网这几个字拆开:首先是工,工业是以自动化和制造业为代表。互是互联网,像传统的BAT为代表的互联网企业。联是以IT或软件服务商为代表的。网是运营商,比如电信、移动、联通等。

作为平台型企业的典型代表之一,脱胎于三一重工的树根互联已经在工业互联网领域布局多年。树根互联深圳公司总经理杨文广表示,工业互联网是制造业高质量发展的必然选择,工业互联网姓工不姓互,这是第一点。

杨文广认为,工业互联网是一个跨学科、跨行业、跨公司各个组织部门的融合,所以它的发展过程遇到的问题和挑战就会比较多,好在现在大家都在积极做融合、创新。所以未来工业互联网是一个生态,会把企业和企业之间的边界连接变得越来越紧密,它的边界会越来越模糊。

企业和企业之间的竞争,原来很简单粗暴,把对方干掉,你获胜就可以了。但是在未来的商业模式下,企业和企业之间的竞争是拔河比赛,就看谁的生态健全、谁的生态健壮,谁的小伙伴多,这样获胜的概率才会大。

“无论是智能制造还是工业互联网,我们都要透过现象看本质,最终是商业行为。回到商业的本质还是要帮助用户开源节流,创造价值。”杨文广一针见血地指出。

“目前我们在企业内部做的这些数据或者是产生出来的算力其实是不够的。通过工业互联网的技术就可以把先进制造业的经验变成算法。制造业对于数据是有敏感性的,数据可以放在私有云,或者是放在自己家里,但是算法可以放在云端,形成共享。所以通过数据、算力、算法,从而形成广义上的智能制造。”张俊杰说。

他进一步指出,很多企业已经买了自动化的设备,开始布设自动化的产线,但数字化是远远不足的,光投入硬件不能达到企业内部降本增效目的。

在针对200家企业做调查以后,鼎捷软件发现目前在企业运营的数字化转型上,很多企业在准交,包括质量、效率上面都是有不足的地方。张俊杰认为,企业做运营管理的数字化转型应该回到企业目标,要追求利润、有序经营。企业的目标又分为运营目标和部门目标,将这两个目标有效集中在一起。

为什么十年前大家都在做ERP系统,有的企业上得好,有的企业上得不好?“我们分析下来有两个地方是不一样的,第一个是机制,第二个是流程,有没有建立一套机制来驱动组织的运作去完善目标,第二个流程是不是合理。”张俊杰表示。

这就是所谓的顶层设计。正因为单点的突破解决不了企业全局的问题。经过顶层设计以后就很清楚知道有限的资金要先做什么,后做什么。

企业运营的数字化转型之后,就是生产上的数字化转型。这部分更多的是基于数字化工厂的解决方案。不同行业差异非常大,因为对于车间的方案要和企业的运营模式和设备有效结合在一起。

对于像富士康这种离散型的电子制造行业来讲,其挑战来自于设备要怎么样才有柔性。电子制造行业设备,不管是标准设备还是非标设备,除了要考虑投入成本之外还要考虑放到车间里的空间利用率,特别是在像深圳这样寸土寸金的地区。

而富士康云移物大智网+机器人就是其应对工业4.0的对策。在发展智能制造的过程中,富士康的基础是IE。

模具是工业之母,IE就是工业之父。”张作为说。

富士康近十年来从30多万人到100多万人,基本上还算是乱中有序,而这正是得益于IE思维。“不管是面对订单的不确定,还是生产能力控制,我们要买的不光是自动化设备,而是要加强智能化的作业,但智能化并不见得一定要用什么高科技的手法,而是要把基础功做好。”

张作为指出,智能制造的方向、时机都是对的,但是程度要看企业的投入,还要有效果。目前电子行业真正杀手级的应用还不多,物联网的兴起对制造业行业的人员来讲压力更大,你面临的竞争已经不是传统的制造业,而是软件行业或者是互联网行业都有可能进到这个领域里面来。

而车固勇则认为,企业数字化转型有四个关键点:第一,人才是关键,要培养专业化的人才,可以跟院校进行合作,培养智能制造方向的人才,第二,投入一定要算产出,智能制造不是一个概念,不是花拳绣腿的东西,一定要评估投入产出、财务收益;第三,要有顶层设计,分布实施,一口不能吃成胖子,但是你一定要知道未来的路在哪里,你不能想到哪走到哪,很多重复建设是不行的;第四,精益是灵魂,自动化是骨骼,信息化是经络。

“未来是以软件定义世界,数据定义未来。”杨文广说。树根互联主要是从设备管理到远程后服务市场为企业提供服务,杨文广重点介绍了远程后服务市场。

从海外企业来看,卡特彼勒的后服务市场已经占营收的30%,这就是欧美企业或日本企业后服务市场所占的真实比例。但是在中国,对于设备制造商后服务市场,有的时候是负数,用户认为我买了你的设备就包含了所有维修保养的费用。好的情况是,大家越来越认识到付费的服务,服务效率、服务品质越来越高。

杨文广指出,在工业互联网发展的过程中有几个壁垒:一个是行业壁垒,跨界的融合非常难,每个行业都有它的能耗和沉淀,你跨行业输出的时候,别人做了几十年,你怎么通过你的模块和产品快速地结合行业的工艺形成新的产品和商业模式的创新;第二个是接入技术的壁垒,端到端,我们国家设备制造商或制造业的现场95%的控制器都是来自海外,每个接口协议都不同,怎么统一接到工业互联网平台上。

“未来我们要打造连接千万设备,服务10万家企业的平台。”杨文广说。“我们希望以设备为核心,以业务和服务的变革,把商业模式和价值链延伸,通过资产管理、位置服务等,提高服务质量和服务满意度。”

用张作为的话来做总结:制造业本来就是非常巨大的系统,是顶天立地之作,既要立足于现在全球的大势之间,又要立足中国制造业的实践之地,既要顺应现在数字化、智能化的潮流之巅,又需要站稳制造业的基础之地,既需要开拓模式之巅,又需要突破技术之地,既要保持长远的战略眼光,也要脚踏实地把基本功做好。


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