| 标题 | 中国制造向中国智造转型的“三步走” |
| 范文 | 谢勇+刘治红+黄荔 摘要：本文针对中国传统制造企业存在的生产成本高、效率低等问题，对如何分步有序实现智能制造进行分析与研究。文章通过分析制造转型的背景与需求，系统介绍中国企業应当如何在精益理念育成基础上推动企业精益生产实效开展，如何在工艺优化基础上分步实施全面自动化，以及如何在流程再造与管理提升的基础上系统推进信息化建设，并归纳出中国制造向中国智造转型的步骤与方法。该研究具有一定的理论价值和实践应用价值，可为促进中国制造向中国智造的转型发展提供有益的借鉴。 关键词：精益生产 全面自动化 信息化 智能制造 流程再造 中图分类号：F401 文献标识码：A 在美国制造业再回归以及德国工业4.0全面实施的背景下，东南亚等第三世界国家也启动了以加工制造为切入点的工业化进程，这都将对中国几十年来用人口红利换来的“全球制造工厂”地位构成巨大冲击。在各种挑战面前，我们如何加快发展转型，通过智能制造的推进变制造大国为制造强国，已成为中国制造承载的艰巨历史使命。 面对我国制造业水平极不均衡，大多数企业特别是广大的普通个体经营户、民营企业、地方三线企业，甚至不少的中央国有企业都还处于比较落后的阶段，一些企业还处于大量人工作业的机械化阶段。在2016年中国“数控一代”创新应用工程现场工作会上，中国工程院院长周济提出，中国将通过同步推进工业2.0、3.0及4.0的“并联式”发展模式，以推动我国制造业快速发展，从而在2020年实现全面数控化自动化，到2030年实现全面智能化的制造强国目标[1]。根据周院长“并联式”发展思路，笔者将重点围绕如何通过精益理念先行、全面自动化推动、信息化牵引三步走，实现中国制造向中国智造的转型发展，助推中国由制造大国向制造强国转变。 一、 精益理念育成 精益生产源于日本丰田生产方式，在我国被称为精益生产或精细化生产。与大量生产方式相比，精益生产可在包括人员、场地在内的一切投入大幅减少的情况下，生产出质量更优、价格更低、服务更好的产品的生产组织方式。 （一） 精益理念产生的背景 精益生产方式最早于20世纪50年代在日本丰田公司探索实践产生，后经世界汽车联合会研究、宣传与推广，并在汽车及其零配件行业得到广泛应用，成为企业快速提升市场竞争力的利器[2]。精益生产方式在汽车工业领域取得巨大成功后，其他各行业纷纷效仿，逐步被全球工业企业公认为先进的生产组织方式[3]。 （二）精益生产及系统 精益生产以“高效高品质满足顾客”的目标为牵引，通过全员精益理念深度融入组织并在此基础上全面实施拉动式生产、并行工程和全面质量管理等工具方法，通过实施JIT生产，减少材料消耗与在制品、减少人员待工、减少物流搬运、减少加工中不合理动作、减少半成品及产品库存等管理举措，努力消除生产中的“一切浪费”，最大程度降低企业对资源的消耗、降低企业运营成本，提升企业运行效率，并以“无条件”满足顾客要求而极致追求产品“零缺陷”，最终实现企业利润的最大化的目标[4]。 （三）精益生产的精髓 介绍精益生产组织方式的方法与工具的著作及论述很多，通过这些精益方法的应用可大幅改善中国传统企业运营效率降低产品成本。但是，精益生产的核心精髓并不单是这些工具方法本身，而是全员拥有并彻底融入工作中去的精益思维与理念。如果让笔者通俗一点讲什么是精益思维，笔者认为“精益思维”就是高品位的“穷人思维”。这种“穷人”在成本控制方面就如“有今天吃就没明天喝”一般的“节俭”，排查浪费就如为家中一群嗷嗷待哺的孩子遍觅口粮一般的“深入”；在品质控制方面就如倾其所有而买入奢侈品般的“挑剔”；在满足顾客需求方面就如对待长期给养自己的垂危老人所提出的唯一要求般的“重视”……这种“穷人思维”并不是所有“穷人”都能具备的，多少身处贫寒的“穷人”其工作生活却很“奢靡”，因为他们缺少“穷人思维”；多少“穷人”有向往富足的目标却在行动中“南辕北辙”，因为他们缺少“穷人思维”引导下的精益方法与工具。精益思维与理念的全员具备是推进智能制造的重要前提，只有全体员工真正掌握了精益理念的企业成为中国制造的主流，才可以说智能制造在中国具备了滋生土壤。 （四）精益理念育成 在中国制造界普遍缺少精益思维的环境里，要真正形成全员精益化的理念，就需要通过系统性精益培训，通过强势贯彻标准化等方式，以达到彻底改造全员思想理念的目的，将真正的“精益理念”根深蒂固地植入每个人的脑海并成为思考问题的思维习惯。在此过程中，转变管理者的思想观念并坚定走精益化生产方式的决心，是能否保证全员精益理念育成、能否成功推进精益生产的关键。如果管理者不转变思想，推进精益生产方式将只是一个口号；如果全体员工不具备精益化的理念，推进精益生产将变成一种照抄照搬的形式化工程，这样的企业即便可以在生产现场、目视化等方面取得一点所谓的精益成效，但必将因缺乏全员化的精益理念这一根基而形式化空心化。只有全体员工真正掌握了精益理念的企业成为中国制造的主流，才可以将精益生产“洋为中用”；才能为智能制造的实施营造良好的文化氛围；才能在信息化时代里“与时俱进”，并实现“青出于蓝而胜于蓝”的 “中国智造”。 二、 全面自动化 自动化是指机器设备、系统或过程在没有人或较少人直接参与下，按照人的设定，实现预期操作目标的过程。全面自动化是在一个企业范围内，全面采用机器设备代替人工作业的过程，是推进智能制造的必经历程。 （一）“机器换人”对工业文明的影响 纵观人类工业发展历程，无不与“机器换人”也就是工业自动化密切相关。以蒸汽机的发明为代表的机械时代，通过以“机械力替代人畜力”方式，实现了工业革命第一次大飞跃；随着电气控制技术的发展，工业社会又逐步将电气控制技术引入到工业现场，以“电气控制替代人力控制”，实现了第二次工业革命大飞跃；随着计算机以及数控技术的推广应用，进一步实现“计算机控制代替人力控制”，实现了第三次工业大飞跃。 （二）全面自动化对智能制造的意义 全面自动化是以机器替代人力劳动的需求同工业技术发展相结合的必然，是将科学管理体系下所要求的工业行为过程可靠、标准、准确执行的基础，是数字化控制技术及智能技术应用的前提[5]。全面自动化并不是将原有生产方式“拷贝”式的自动化改造的过程，那种为“自动化”而自动化的简单做法，并不是智能制造所追求的全面自动化。全面自动化一定要在工艺优化的前提下开展，即实施全面自动化的前提应当是生产工艺的最优化，并在此基础上循序渐进地推进制造智能化。在没有实现全面自动化的工业环境中，过分追求“智能制造”甚至期望通过跨越式的发展而实现“智能制造”是不现实的，也是不尊重科学发展规律的。中国制造业要大力发展智能制造，就应当通过一些针对性的“机器换人”项目牵引，加大对企业工艺与自动化的升级改造帮扶力度，加快推动企业自动化工艺技术创新与提升，广泛开展针对各领域各行业的自动化设备的开发与应用，稳步推进各类工业企业全面自动化的实施。 （三）全面自动化在中国的推进 在我国一些工业基础好经济较发达的地区（如浙江省），已经在数年前就启动了“机器换人”专项工程，通过政府的引导与帮扶，助力企业加快推进全面自动化[6]。科技部也会同工信部和中国工程院，于2012年启动了旨在实现全面自动化的“数控一代”示范应用创新工程。“数控一代”项目的实施，利用国家、省市资金的牵引，推动了院所、高校积极参与到企业工艺优化创新工作中，并在此基础上针对不同行业的生产设备开展全面自动化的升级换代。4年来，已累计研制专用数控系统及相关功能部件达一百多种、数控化机械设备近两百种，实现了各类数控化机械设备二十多万台套、数控化生产示范线几十条[7]。尽管“数控一代”工程为我国深入推进自动化形成了良好的示范带动作用，但对于工业基础相对薄弱的中国制造，要真正实现全面自动化还有很长的路要走。我们应当把握当前有利形势，借鉴“数控一代”应用创新示范工程已取得的成功经验深入推进全面自动化，为实现中国智能制造创造必要的数字化的装备基础。 三、 稳步推进信息化 信息化是指以信息、知识为主要资源，以计算机、数学为支撑、对企业生产管理全流程实施信息采集、分析、利用与处理的过程。通过信息化建设的牵引，分步达到数字化工厂、智能化工厂，继而实现智能制造的目标，是实现智能制造过程中最重要的一步。 （一）智能制造对信息化的要求 随着信息时代及个性化时代的到来，决定市场的主要因素也将逐步从供给侧向需求侧转型，现代制造也将逐步由大批量、小品种的规模化生产转向多品种、小批量的定制化生产模式。这种转变就必然要求制造企业从简单的自动化，向基于信息化与自动化融合的智能制造转变。企业要实现智能制造，就需要在全面自动化与企业管理流程优化基础上，广泛植入数据采集、分析判断、决策指挥等功能的“神经及大脑”，达到贯穿产品研制到服务的信息资源横向集成；贯穿生产过程基于网络化、模块化、可重组的制造体系纵向集成；贯穿上下游企业之间资源的端到端的集成[8]，从而分步达到数字化工厂、智能化工厂的程度，继而實现智能制造的目标。 （二）信息化应用：数字化工厂模式 所谓数字化工厂，就是以生产制造资源为对象，以产品的全生命周期数据信息为基础，将产品信息、过程信息和资源信息进行全面采集与利用的过程，即在实现信息准确采集基础上，广泛应用仿真技术、虚拟现实技术、实验验证技术等，帮助价值链上下游获取实时的产品、生产信息，实现产品设计与生产的数字化网络化无缝集成，通过基于数字模型和信息物理系统的虚拟制造系统[8]，以真实数据驱动建立以高度仿真的数字虚拟制造系统，将产品在生产制造的全过程活动“虚拟化制造”。 从信息化的角度看，数字化工厂就是在企业实现了“管理流程最优”基础上，将研发、工艺、制造、质量和物流等各个环节都通过自动化设备和信息化软件进行支撑，即通过CAD、CAE、CAPP、CAM和PLM等设计信息管理软件以及制造执行系统（MES）、仓储管理系统（WMS）、ERP等制造信息化软件的综合集成应用，实现从设计、工艺、制造到检测的高度集成，与实时数据采集和分析，从而实现制造信息全面集成以及贯穿价值链的端到端工程数字化集成。 （三）信息化目标：智能工厂模式 从内涵上理解智能制造工厂，即是融合了现代企业管理、信息技术、先进制造技术、自动化技术和人工智能技术，它呈现出感知、互联和智能3大主要特征。感知，即指对生产过程中的各种不同类型数据的感知和采集，并进行实时的监控；互联，即指生产线所涉及的产品、工具、设备、人员互联互通，实现数据的整合与交换；智能，即指在大数据和人工智能的支持下，实现制造全流程的状态预知和优化。 智能工厂是在数字化工厂的基础上增加了各种物联网采集和智能分析与决策等技术，实现设计文件自动植入与判别、在线产品智能识别、在线实时监测、运输过程信息跟踪与定位、物料智能识别与出入库、物料的智能化储运、加工设备的智能化监控等功能，从而实现全流程透明、安全和高效的生产制造。企业的MES、WMS、ERP、PLM等信息化软件仍将是智能工厂的核心支撑，是自动化工厂向智能化工厂过渡的基础软件平台。 四、结束语 根据“智能制造”所描绘的美好前景，工业企业将在智能机器人、传感器、数据存储和计算机等技术推动下，通过在技术层面将供应链、生产过程和仓储物流智能连接起来，实现生产过程全面自动化、产品个性化、管理智能化[9]。对中国企业而言，不仅需要从基础管理及行为理念着手，构建起先进的工业管理理念，再用数字化、自动化、信息化、智能化的系统工具提升企业综合生产管理水平，从而有效提升产品的质量稳定性和生产效率，并适应多品种、变批量、个性化的生产需求变化；更应当以高效提供“高质量、低成本、富含价值”的产品为使命，坚持以“人”为中心，通过精益理念先行驱动精益生产落地，通过工艺优化提升驱动全面自动化，通过管理流程再造与管理提升驱动信息化的“三步走”，实现从传统制造向智能制造的转型，助推我国从制造大国向制造强国的转变。 参考文献： [1] 周济.从“数控一代”到“智能一代” [J].中国机电工业，2012，（11）：100- 103. [2] 沃麦克，琼斯，鲁斯.改变世界的机器[M].北京：机械工业出版社，1999： 54- 82. [3] 汪宏武，牛晓玲等.精益生产模式的理论渊源研究[J].海军航空工程学院学报，2008，23（2）： 234- 238. [4] 门田安弘.新丰田生产方式[M].石家庄：河北大学出版社， 2008：1—25. [5] 屈贤明.中国智能制造发展方略[R ].智能制造高峰会，2016. http：//www.shedejie.com/weixinwz- 57370814- 1- 1. html [6] 王影，冷单.我国智能制造装备产业的现存问题及发展思路[J].经济纵横，2015， 31（1）： 72- 76. [7] 林昕.推进国家“数控一代”示范工程发展智能制造产业[J].厦门科技，2015（4）20- 23. [8] 安筱鹏.从两化融合管理体系看新一轮产业变革的发展理念和方向[R ].智能制造国际论坛，2015.www.1398.org/ file/isshuxzrkhhinxvtnxhshrnx_1.ht [9] 王友发，周献中.国内外智能制造研究热点与发展趋势[J].中国科技论坛，2016， 32（4）： 154- 160. |
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