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掘金智能工厂

2021年04月12日 14:31 来源于 财新网

2021年4月12日

撰文:财新智库研究员 于达维

中国作为世界工厂,制造业是推动中国经济的主要引擎。但是传统的生产模式,面临的是大量手工工作和规划,生产和质量状况缺乏透明度,员工技能水平低,设备自动化水平低,存在大量浪费,导致效率低下,生产周期长。

作为中国乃至世界知名的白色家电生产企业,同中国的许多企业一样,海尔在十年前也面临着上述挑战;与很多其他企业不同的是,海尔率先提出了由大规模制造向大规模定制转型、占据互联网时代下制造业的制高点、建设互联工厂的想法,并最终选择德国顶级工业咨询公司诗道芬作为其合作伙伴。经过紧张的分析、规划与实施工作,全球白色家电行业首个智能互联工厂应运而生。在这座工厂,用户可以根据自己的喜好选择冰箱的颜色、款式、性能、结构等,定制一台自己的冰箱,并可以随时查到自己的冰箱在生产线上的位置。 

海尔智能互联工厂生产线上的一万多个传感器,可实现产品、设备、用户之间的相互对话与沟通,此外通过虚拟仿真等系统,生产做到了精益模块布局,单线产能、单位面积的产出翻番,物流配送距离也比原来减少43%左右。目前该工厂一条生产线可支持500多个型号的柔性大规模定制,生产节拍缩短到10秒一台,是目前全球冰箱行业生产节拍最快、承接型号最广的工厂。

如今,海尔的沈阳智能工厂,一直被看作是中国工业自动化领域的一个标杆项目;其不仅被评为工信部中国制造2025首批示范工厂,也被世界经济论坛评为首批全球“灯塔工厂“之一。作为一家由来自德国奔驰汽车一位精益转型负责人的创立于1994年的咨询公司,诗道芬创立之初是为了帮助工业企业进行升级转型的目的,就是帮助制造业进行数字化转型该工厂的成功落地也是其在智能化和数字化领域的标杆型项目。

实际上,不仅是诗道芬这样的中型精品小型咨询公司,还包括德勤、埃森哲这样的咨询巨头,企业数字化转型已经是收入占比过半的重要业务。更有由西门子、博世这样的传统制造业巨头,正在不断把自身在工业自动化中积累的经验、形成的技术平台,变成一种服务整个行业的产品。当然还包括SAP这样的管理软件巨头,在他们看来,他们的核心竞争力,就是掌握最好的数据。

顶层设计

“当时还没有这个方向,竞争格局也还没到那哪个程度,还是靠靠大规模和成本优势去竞争。”诗道芬智能转型部门经理高级咨询师於禹佳说,20123年以前的时候,虽然国内也有自动化工厂,但是在白色家电领域,还没有自动化工厂。企业很少主动去做。“不是我们一个咨询公司能做的,在这个过程中能够需要与其他的自动化、软件供应商等进行合作与评估,一些知名的国际机构当时都是合作伙伴。”

而在海尔逐步开始走向全球化的时候,首先看到了白色家电定制化的趋势,并购了一些国际很多白色家电品牌。意识到要做定制化工厂。同时顺应全球新工业革命以及互联网时代的潮流,由大规模制造向大规模定制转型,虽然产品不是很复杂,产线上每一个冰箱都可以不一样。而以此工厂为起点,海尔不断积极探索基于物联网和务联网的智能互联工厂模式,并逐步打造了其享誉海外的智能制造云平台。

“不是我们一个咨询公司能做的,需要帮助他们评估很多的自动化,软件供应商,西门子,SAP都是当时的合作伙伴。”他说,后来经过不断提升改造,演变成海尔集团的整个智能制造的大平台。

对于埃森哲这样的全球企业管理咨询巨头来说,企业数字化转型已经成为收入占比过半的业务。埃森哲大中华区董事总经理,工业X业务主管江崇龙说,早在2013年埃森哲就提出了商业全面数字化的概念,给企业的管理和核心业务,包括研发、制造、供应链管理提供数字化转型服务,结合人工智能,提高管理透明度、提升决策智能化水平。

截至2020财年,埃森哲在全球443亿美金的营业收入中,70%以上是数字化、云计算和网络安全相关的新业务。

在规划一个智能工厂项目时,埃森哲会基于企业业务设计未来数字化场景,如,到底是实现敏捷还是高效,并制定具体方案;然后,协助企业建设智能工厂,实现系统之间的集成;建成后,他们还可以提供智能工厂的智慧运营服务。

2019年,埃森哲成立阿里巴巴事业部,联合阿里云共同开发基于阿里云的企业解决方案。双方共同实施了多个大型复杂的客户项目,横跨多个行业。

江崇龙说,阿里有平台,我们有行业经验,系统集成能力,叠加到阿里的平台及产品上,真正形成一个可落地的方案。

自下而上 

“当时还没有这个方向,竞争格局也还没到那个程度,还是靠规模和成本优势去竞争。”诗道芬智能转型部门经理於禹佳说,2012年以前的时候,虽然国内也有自动化工厂,但是在白色家电领域,还没有自动化工厂。企业很少主动去做。“不是我们一个咨询公司能做的,在这个过程中能够需要与其他的自动化、软件供应商等进行合作与评估,一些知名的国际机构当时都是合作伙伴。”

而在海尔逐步开始走向全球化的时候,首先看到了白色家电定制化的趋势,并购了一些国际白色家电品牌。同时顺应全球新工业革命以及互联网时代的潮流,由大规模制造向大规模定制转型,产线上每一个冰箱都可以不一样。而以此工厂为起点,海尔不断积极探索基于物联网和务联网的智能互联工厂模式,并逐步打造了其享誉海外的智能制造云平台。

对于埃森哲这样的全球企业管理咨询巨头来说,企业数字化转型已经成为收入占比过半的业务。埃森哲大中华区董事总经理,工业X业务主管江崇龙说,早在2013年埃森哲就提出了商业全面数字化的概念,给企业的管理和核心业务,包括研发、制造、供应链管理提供数字化转型服务,结合人工智能,提高管理透明度、提升决策智能化水平。

截至2020财年,埃森哲在全球443亿美金的营业收入中,70%以上是数字化、云计算和网络安全相关的新业务。

在规划一个智能工厂项目时,埃森哲会基于企业业务设计未来数字化场景,如,到底是实现敏捷还是高效,并制定具体方案;然后,协助企业建设智能工厂,实现系统之间的集成;建成后,他们还可以提供智能工厂的智慧运营服务。

2019年,埃森哲成立阿里巴巴事业部,联合阿里云共同开发基于阿里云的企业解决方案。双方共同实施了多个大型复杂的客户项目,横跨多个行业。

江崇龙说,阿里有平台,我们有行业经验,系统集成能力,叠加到阿里的平台及产品上,真正形成一个可落地的方案。

数据驱动

作为全球ERP巨头,SAP从数据的角度,切入数字化工厂的蓝海。

SAP大中华区预测分析解决方案总监尹海宁说,工业4.0最核心的内容就是数据价值的高效挖掘,数据质量是一个最重要的前期的要素,百分之八九十的时间,都要处理低质量数据。

“但是对于SAP来说,ERP数据质量最好的,”他说,这是在现在数据的大时代的范畴下,SAP的德国基因。

延锋伟世通汽车饰件系统有限公司是一家汽车零部件供应商,他们面对的问题,第一个是厂内物流效率比较低,在经过SAP优化后,一年大概场内物流开销可以节省500万。另外一个问题是没有做到透明化生产,出现问题之后可能有一些扯皮,各个部门协同出现问题,解决问题的时间基本上是几个小时,甚至要一天,实现透明化生产后,问题的解决基本上是以分钟计。

SAP数字平台与智能技术事业部自身创新解决方案总监高国辉说,他说,数字工厂对于管理循环来说,只是一个起点,只是工业大脑的铺垫。“我们要陪着企业走到管理循环的终点。”

经过数字化改造,延锋伟世通有效产出提高10%,库存成本下降500万,制造成本降低1%,成本降低1%看上去不起眼,但是相对于这家企业一年16亿的制造成本来说,节省了就是1600万。

上海孪影科技有限公司是一家专业从事边缘智能数据采集和处理的本土企业。该公司董事长刘钊表示,尽管中国的工业经过几十年的发展,已经建成了门类齐全的工业体系,但是在工业数据的积累和使用方面,还没有形成相应的标准和规范,大量的设备运行数据、设备故障数据、设备维修数据,都没有系统化的用数字化的手段记录下来,设备的互联互通还都未开始。

所以他们把业务定位聚焦在工业边缘智能,在不影响生产运行的情况下,帮助客户采集数千个毫秒级参数。基于这些海量的设备实时运行数据,围绕降本增效、质量提升、寿命预测等各种工业场景需求,可以持续研发、验证和迭代大量的工业智能应用。

而国云数据提出的理念,就是做客户的数字合伙人,为客户成功转型数智化保驾护航,与其风险共担,利益共享。

国云数据创始人兼CEO马晓东认为,制造业企业最主要的问题其实是没有形成统一的数据架构,都是烟囱式的业务系统,数据整体没有打通,也没有灵活的配置线,没有整体做好数据规划以及数据架构。

他们提出的方案就是,为企业搭建一个标准化的数据中台,然后建立一个基于数据中台灵活的业务中台,保证数据是可以无限往里扩展的,根据数据量、服务量、用户量的大小,对资源有一个很好的扩展的算法,形成一个稳定、柔性扩展且能快速迭代的智能分析系统。在这个中台上可以做很多智能化的应用。

也可以通过中台把从设计到生产,到制造,再到装配等整个价值链都管理起来。结合行业数据的应用,利用中台快速的对这些应用进行实现和验证。

群雄逐鹿

在中国市场上的数字化转型服务企业,可以分为咨询类的企业,自动化类的企业,信息化类的企业,以及来自于制造业转型之后独立提供服务的企业。工控兄弟连董事长吴益宇说,每家都有自己的优势和劣势。

咨询类的企业,优势很明显,他们服务的不同类型、不同规模的企业较多,可以找可参考的案例,帮助到客户的数字化转型,给客户更加精准和专业的解决方案。劣势在于,没有深度参与项目的实施,有些对于工艺等经验不如客户。

自动化类的企业,优势在于在中国市场上比较懂工业用户的需求,给客户带来的解决方案,可以因需而定制,劣势在于对于大数据架构的系统建设,对于人工智能算法相对而言,没有那么专业的基因和团队。

信息化类的企业,特长在于做系统性的架构,按照数字化去梳理流程,可以帮助到企业建设私有IT管理系统,或云端SAAS应用系统。劣势是对于工业的场景比较陌生,无法施展更多的技能。

来自于制造业的服务企业,优势在于他们是在制造业的一线实践出来的,对于原有企业所在的行业较为熟悉,可以赋能给这些行业的更多企业。劣势在于,服务同行,同行有顾虑。服务更多行业,基本上都要重新认识那个行业。

数字化转型升级,产业协同创新,极其重要。所以,数字化转型服务企业也需要融合各种资源,形成转型服务的各个团队。

奇弦智能创始人陆云波说,在企业的数字化转型领域,涵盖的范围非常广,每个人都可以找到自己的位置,卖自己的硬件和服务。从感知到数字化,从互联到再现,对接上下游产业链,供应链,APS小脑,MES大脑,自主智能,自主适应,最终的目的是为操作和决策服务,包括参考决策,辅助决策,自主决策。数字化是基础,未来必将走向智能化。

先行先试

随着大数据、人工智能、物联网、5G等新技术高速发展,产业互联网深度赋能行业数字化改造能力增强,加快传统行业数字化、网络化、智能化发展进程,提高其生产效率。

据埃森哲预测,到2030年,在全球范围内工业物联网创造的价值可能超过14万亿美元。

工业4.0俱乐部秘书长杜玉河说,企业数字化转型升级这个市场,短期来看就可以达到万亿级别,长期来看将有十万亿的规模。

在完成海尔的项目在之后,诗道芬陆续服务了许多来自制造行业的客户,包括设备机床制造商、汽车配套商、航空航天企业、电子产业等;从2018年开始,他们又帮助海尔在墨西哥收购的一个全资子公司进行智能工厂规划,在当地也是一个标杆项目。

“在智能化转型过程中,成本很重要,但还不是最关键的,企业最主要的痛点在于对未来的智能化发展方向还是有些迷茫。”很多企业还是缺乏长期的智能化发展战略。

在江崇龙看来,工业数字化最大的价值,是不同业务环节的打通,不同系统的打通,不同数据的打通,最终,实现数据驱动型管理,使得企业运营模式,管理模式发生革命性变化。单纯的数字化,不会给企业的运营模式带来革命性的变化。

但是企业如何拥抱数字化转型?江崇龙说,最近企业的热情非常高,一方面看到了智能化场景的商业价值,一方面国家一直在推进,连续出台了几个文件,鼓励新基建,工业互联网。国有企业,民营企业,一些是自己想做,一些是政策支持带动大家做。

“有些企业在观望和评估阶段,大家对这个方向有统一的认识,这条路必须走,只是什么时候做,怎么做的问题。”他说。

在来自博世的杜冰看来,对国内制造业企业来说,普遍在认知上还需要提高,为此博世推出了一个“工业4.0之旅”活动,先让企业来博世工厂实地参观,了解博世自己是怎么用上述解决方案助力自己的生产,同时博世也把转型理念打包成企业的培训课程,在基础理论上对企业高、中、基层管理人员和一线员工进行培训。再对企业现场进行诊断,形成建议和规划。

吴益宇说,中小企业,通常在产业链上处在中间环节,尚未形成规模优势,属于跟随型的发展。所以很多中小企业的企业主一般采取观望的态度,等同行去做转型升级,升得好的再想法模仿,不希望成为第一个吃螃蟹的人。

针对上述的情况,在推进转型过程中,广东省由政府和产业联盟组建产业专家组,针对具体的产业做详细的分析和调研之后,提出对应的落地型的解决方案,从建立的智能制造资源池的企业中,匹配出合适的解决方案供应商,并筛选出具有典型痛点的企业,通过奖补政策鼓励企业先行先试,通过专家集体把脉,转型带来更大价值的可能性增加,同时有政府的奖补政策,降低了企业的投入成本。

“这是一个梳理共性、持续改善、快速迭代的过程。”吴益宇说。在企业转型升级之后,通过专家组的评估和认定,的确带来价值度较大的,树立为行业的标杆,同行业的示范对于产业集群内的企业是最有借鉴意义的,同时,成熟供应商的推荐、政策支持、相似痛点的需求带来的批量式集采,都对中小企业做转型带来更多的信心。

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