為了實現(xiàn)中國制造強國目標,同時使企業(yè)更具競爭力,制造企業(yè)需要不斷探索《中國制造2025》和“工業(yè)4.0”的實現(xiàn)路徑。本文結合家電企業(yè)的具體規(guī)劃案例,對“工業(yè)4.0”與《中國制造2025》環(huán)境下的智能制造及其對物流供應鏈的要求進行了闡述。
一、“工業(yè)4.0”與《中國制造2025》對于智能制造物流供應鏈的要求
《中國制造2025》的主要要求是智能制造,智能制造需要智能物流作為支撐,因此從智能制造綱要上提出未來發(fā)展迭代升級的四個段落:
第一,制造基礎的智能化;
第二,產(chǎn)品裝備的智能化;
第三,制造過程的智能化;
第四,智能制造下的模式轉(zhuǎn)變(如圖1)。
其中,物流貫穿始終,成為支撐智能制造的重要基礎。
首先,制造基礎的智能化是智能物流的基礎。目前,中國智能物流的基礎非常薄弱,雖然大家看到了很多標桿案例,但其中很多都是國外的案例,在中國真正做到智能制造并且能夠把1.0到4.0這四個階段很清晰地表現(xiàn)出來的企業(yè)還是鳳毛麟角。
有一個具體的例子可以體現(xiàn)物流基礎在智能制造中的重要性:如果包裝標準化、單元化、容器通用化,沒有向智能單元方向轉(zhuǎn)變,那么在物料流動和交接過程中,物料處理還是需要點數(shù)和掃描,于是,“會說話的物料/產(chǎn)品”只會成為一句空話,企業(yè)信息系統(tǒng)也無法落地,即使自動化實現(xiàn)了,智能化仍遙不可及。
其次,產(chǎn)品裝備智能化。從最近幾年人們推動“智能工廠”建設的案例來看,很多企業(yè)走入了一個誤區(qū),他們認為購買先進的生產(chǎn)自動化裝備或者物流自動化裝備,并將其組合起來或者對接起來,就實現(xiàn)了“工業(yè)4.0”。事實上,結果證明:最終還只是局部優(yōu)化,因為沒有用物流邏輯將這些裝備有效、有機、系統(tǒng)化地互聯(lián)起來。
第三,過程智能化。眾所周知,物流過程是動態(tài)的,所以需要在先期規(guī)劃的時候,就要有物流動態(tài)平衡的規(guī)劃和對于運營的考慮。但是很多企業(yè)在規(guī)劃的時候是靜態(tài)的,認為做出平面布局,將設備、區(qū)域分布之后就可以落地了,根本沒有考慮到各個環(huán)節(jié)的流動性因素,忽略了整個過程;有些即使考慮到了流動性,也僅僅是用平均數(shù)的方式來測算,沒有針對每個物料(每個產(chǎn)品)進行分析和規(guī)劃(這在個性化制造的今天是不可原諒的),所以在物流落地模式上完全無法表達出來。到了后期工廠運營時,設備商、規(guī)劃者已不在現(xiàn)場,企業(yè)物流管理者只能是“誰用誰知道”了。所以《中國制造2025》在物流方面的要求是:要實現(xiàn)物流系統(tǒng)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化,物流動線分析、供應鏈邏輯過程必須要跟上。
第四,智能模式轉(zhuǎn)變。智能制造的提出,顯然需要考慮個性化制造和未來“互聯(lián)網(wǎng)+”的大背景。于是,生產(chǎn)由工廠/產(chǎn)品為中心,轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵M者為中心,企業(yè)的響應機制、供應鏈模式、信息平臺模式、制造批量策略和計劃模式,甚至是組織結構,都將產(chǎn)生顛覆性的變化(海爾的互聯(lián)工廠、美的的智能化工廠已經(jīng)呈現(xiàn)出這種變化)。
實際上,當我們透過物流供應鏈思維去點評或者審視《中國制造2025》或“工業(yè)4.0”,就會發(fā)現(xiàn)以下4個關鍵點:
1. 無論時代如何變遷,科技如何進步,制造的本質(zhì)沒有變,就一個工廠而言,還是需要強調(diào)采購、制造、銷售以及物料的流動過程。一個制造企業(yè)真正的使命,還是強調(diào)其供需平衡和端到端的交付能力(order to delivery,OTD)。所以,首先要求產(chǎn)品從研發(fā)開始就具有可制造性;然后強調(diào)物流的本質(zhì)——產(chǎn)品具有可流動性;第三,制造過程必須精益化,才能夠打通整條價值鏈體系。
2. 在《中國制造2025》與“工業(yè)4.0”里面,更體現(xiàn)了物流與供應鏈協(xié)同的重要性,尤其是供應鏈一體化的戰(zhàn)略地位(比如,需要重點強調(diào)供應商物流能力和第三方物流的無縫對接與聯(lián)動)。
3. 計劃、信息與物流系統(tǒng)全流程管理,未來驅(qū)動企業(yè)制造-物流系統(tǒng)的是數(shù)據(jù)和信息,于是,企業(yè)運營體系不再是以員工為主,而是流程標準遵循的差異,以及對差異掌控和自我補償與修復的能力。
4. 傳統(tǒng)制造是系統(tǒng)(ERP)指揮物料,未來是物料指揮系統(tǒng)(不再是各個信息模塊的拼湊,而是智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)),這是“工業(yè)4.0”的本質(zhì)區(qū)別;在這個過程中,企業(yè)無論是走德國“工業(yè)4.0”模式還是《中國制造2025》發(fā)展思維,都要回到制造的本質(zhì)——強調(diào)精準交付。
二、案例分析:“工業(yè)4.0工廠”忽略物流規(guī)劃導致的問題
如圖2所示,一家中國吸塵器行業(yè)前三強的企業(yè),想建設一個智能化工廠。在天睿咨詢團隊入駐之前,他們依靠自己的IE團隊,按照過去的經(jīng)驗,請了建筑設計院、制造設備廠商、物流設備廠商等,做了完整的工廠布局規(guī)劃,包括:成品智能化并線、成品智能化碼垛、自動化立體庫、注塑車間、電子與電機車間、總裝車間、原材料零部件倉庫以及其他配套建筑,甚至某幾個點都已經(jīng)動工了。
靜態(tài)來看圖2沒有什么問題,但是,如果用實際運營的動態(tài)的思維分析,就容易發(fā)現(xiàn)其實存在很多問題:
1. 原材料到貨后,卸貨區(qū)卸貨根本來不及,這個工廠的年產(chǎn)量超過1000萬臺,而卸貨空間和能力遠遠不夠;
2. 同樣的道理,成品出貨區(qū)只有16個車位,不但裝卸貨容易互相干涉,而且成品出貨能力也遠遠不夠,立體庫出貨只有4個出口,但是沒有算過流量,尤其是月底出貨的峰值期間;
3. 包裝材料如何上裝配線成為巨大的瓶頸,其卸貨位置、存儲空間、配送模式與路徑、車輛周轉(zhuǎn)空間等均無法滿足;
4. 通過RGV總線把物料送到總裝的40條線上,RGV根本跑不過來。比如上午8點要開始生產(chǎn)了,需要物料鋪線,RGV上線一開始觸發(fā),即使提前備料,上線速度也被約束,動態(tài)上來不及,同時配送距離太遠;
5. 沒有測算入廠物流配送物料的流量,使得存儲空間不夠用;
6. 設備制造商并未充分考慮物料如何自動上線,彼此間信息如何交互;
7. 小批量、多批次的生產(chǎn)模式,決定了物料流動方式是整進散出的,但是,由于物流設備提供商對于制造業(yè)物流并不專業(yè),還在用托盤式存儲方式,既浪費了空間,又降低了物流效率;
8. 電機車間使用的物料應該存放在潔凈的倉庫環(huán)境中,并且由于物料種類繁多,應該考慮采用自動化立體庫和智能化配送模式;
9. 成品下線問題不大,但是由于產(chǎn)品型號太多,KUKA機器人識別不出多種多樣的產(chǎn)品,無法做到信息標準化和識別能力提升;
10. 規(guī)劃時沒有考慮信息系統(tǒng)的對接,以為現(xiàn)有的ERP系統(tǒng)可以搞定。
這家企業(yè)采用了號稱中國或全世界頂級的設備商,盡管設備本身沒有問題,但是沒有用供應鏈-物流動態(tài)邏輯聯(lián)動起來,就像一把珍珠沒有通過一根絲線串起來,所以可以預測,如果采用上述方案,這個工廠建成之后顯然跑不動。因此后續(xù)建設幾乎完全顛覆了原有方案,今天新的工廠已經(jīng)開始量產(chǎn)了。
從以上案例可以看到,很多企業(yè)都說自己投了多少錢,買了什么設備。但我們認為,凡是用錢買得到的都不能構成核心競爭力,企業(yè)需要練好內(nèi)功,從一體化到智能化的物流-供應鏈規(guī)劃和管理運營才是企業(yè)的內(nèi)功。企業(yè)物流-供應鏈(尤其是信息體系和實物流動的動態(tài)對應)猶如人的“任督兩脈”,如果沒有打通,容易導致“不通則死”的結果。
專業(yè)的規(guī)劃和運營團隊都知道這樣一句話:當一個企業(yè)是一張白紙的時候,100個人給出的100個方案都是對的,因為沒有準則,但是有規(guī)劃的理由;同時它也是錯的,因為沒有準則,系統(tǒng)不是最優(yōu)化。而物流協(xié)同才是最首要的準則。我們認為,在規(guī)劃過程中,應該是大物流小生產(chǎn),而不是大生產(chǎn)小物流。雖然說運營過程中物流是為生產(chǎn)服務的,但是更多的應該去強調(diào)整個價值流的過程,因為生產(chǎn)只是物料在供應鏈上流轉(zhuǎn)的一個小的環(huán)節(jié),所占時間經(jīng)常少于全部用時的5%。
所以面向《中國制造2025》的智能化工廠建設,并不僅僅是智能化本身,而是必須強調(diào)智能制造需求下的供應鏈一體化與智能化。
通常,企業(yè)規(guī)劃人員在作規(guī)劃的過程中容易忽略以下幾個關鍵點:
一是沒有物流-供應鏈戰(zhàn)略。而沒有戰(zhàn)略規(guī)劃,再好的方案也沒有依據(jù)、沒有落點、沒有升級路徑;什么是對的,什么是錯的,沒有判斷準則。所以面對“工業(yè)4.0”和《中國制造2025》,企業(yè)需要工業(yè)4.0戰(zhàn)略,以及與之相適應的供應鏈戰(zhàn)略和物流策略,之后才有庫存策略、制造策略、交付策略、成本策略等。
二是供應鏈物流和整個價值鏈系統(tǒng)沒有打通,只是強調(diào)局部功能性規(guī)劃,強調(diào)了單個環(huán)節(jié)的自動化和智能化。而智能工廠需要的是從個性化需求開始,到智能化制造、智能化交付等全過程聯(lián)動和智能化、可視化。
三是計劃-物流-信息管理體系沒有聯(lián)動起來。智能工廠的信息平臺不應該是簡單的ERP+WMS+TMS+MES……而是一開始就進行平臺化構建,而且是基于“工業(yè)4.0”工廠的系統(tǒng)化、互聯(lián)互通化的價值導向下完成的。
四是沒有強調(diào)企業(yè)的約束條件,或者說約束條件太多了。而智能工廠不是一蹴而就的,需要根據(jù)不同時期和發(fā)展階段達到不同的迭代升級目的。
所以,在企業(yè)智能工廠規(guī)劃過程中,需要強調(diào)以下4個關系:供應鏈中訂單-計劃-物流-信息聯(lián)動的邏輯關系;各個環(huán)節(jié)庫存管理的策略和數(shù)量關系;生產(chǎn)作業(yè)計劃-物流作業(yè)計劃的時間關系;物流配送的實物關系。把這些關系與構建的信息聯(lián)動起來,是實現(xiàn)智慧工廠的必要基礎。
因此,所謂的CPS(cyber physics system,信息物理網(wǎng)絡系統(tǒng)),我們認為從企業(yè)的邏輯層到實物層,兩者之間要是能對應起來的話,就可以認為具備了工業(yè)4.0的雛形。
三、不同行業(yè)實現(xiàn)智能制造的物流-供應鏈規(guī)劃要點
很多人說不知道“工業(yè)4.0”到底是什么樣,但是我們知道中國很多企業(yè)已經(jīng)開始進行智能化改造了,比如三一重工;前不久,伊利宣布他們是國內(nèi)第一家實現(xiàn)了智能制造的乳品企業(yè)。無論“工業(yè)4.0”或者《中國制造2025》,關鍵是強調(diào)與這個時代的適應性,而不是為了4.0而4.0。今天的中國是時代的國家,我們的產(chǎn)業(yè)是時代的產(chǎn)業(yè),于是企業(yè)也是時代的企業(yè)。在今天這個時代的企業(yè)或者時代的行業(yè)里面,智能工廠也應該具有這個時代的適應性,因為未來已經(jīng)發(fā)生。
據(jù)此,智能工廠的物流-供應鏈規(guī)劃也是跟著時代發(fā)展去相匹配的。我們可以簡單點評以下典型行業(yè)的狀況:
◆ 在軌道交通行業(yè),智能化潛力大,因為它的周期長、精度要求高,所以供應鏈難協(xié)調(diào),自動化要求較高。
◆ 在汽車行業(yè),智能化比例大,它強調(diào)精益制造、供應鏈一體化,穩(wěn)定性強,所以容易形成系統(tǒng)化和智能化。
◆ 在家電行業(yè),智能化空間大,供應鏈質(zhì)量不穩(wěn)定,尤其是供應商部分和汽車行業(yè)比相差極大,它的需求變數(shù)大,個性化定制比較多(正如海爾現(xiàn)在強調(diào)建設互聯(lián)工廠,以期實現(xiàn)大規(guī)模定制)。由于是充分競爭性行業(yè),在未來的家電行業(yè),美的正在把家電做成快消品,所以強調(diào)的是快的消費體驗;格力強調(diào)的是好的質(zhì)量和技術;海爾強調(diào)的是模式的引領。企業(yè)的價值導向不一樣,于是智能化導向和供應鏈導向也迥異不同。
◆ 在乳品行業(yè),自動化程度是非常高的,要求原料來源可追溯、去向可查證,并且要求生產(chǎn)環(huán)境潔凈衛(wèi)生,人工參與相對比較少,但是供應鏈管理難度比較大,產(chǎn)品新鮮度管理和個性化難度較大。
◆ 在家居行業(yè),個性化程度要求高,產(chǎn)品實行客戶定制化,整個精益制造過程還沒有形成體系。
所以說,對于企業(yè)而言,搞清楚自己需要什么樣的供應鏈發(fā)展策略以及“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略,是非常重要的,而不是簡單地說“我們做工業(yè)4.0了”,于是自動化、機器人一擁而上,這是不靠譜的。
四、智能工廠規(guī)劃建設的幾點建議
在企業(yè)智能工廠的規(guī)劃過程中,有必要強調(diào)以下幾點:
第一,強調(diào)智能工廠的先期概念設計,從而推動后期的布局聯(lián)動。先把概念設計拿出來,再請一流的物流設備商以及制造設備商,根據(jù)概念設計提出工廠需要的解決方案。然后,方案集成方把這些解決方案放進一個系統(tǒng)里面,之后再去招標,而不是直接說工廠需要哪個產(chǎn)品,讓設備廠商提供。因為設備廠商肯定會提供他們各自的核心模塊,而工廠也有一個核心模塊,兩個或者多個核心模塊堆在一起,可能不是相融合的,而是相沖突的。因此建議企業(yè)根據(jù)產(chǎn)品策略、供應鏈策略、物流策略、制造策略等來定義智能化的特征,這樣工廠價值導向、廠房結構和工廠物流規(guī)劃布局才可以獲得合理的布局和梳理。價值導向決定了工廠的布局模式,那么采用什么樣的物流體系,采用什么樣的物流設備,就完全不一樣了。
第二,脫離靜態(tài)規(guī)劃思維,一定要測算流量,要有動態(tài)規(guī)劃;規(guī)劃是為了運營,而不是僅僅為了規(guī)劃而去規(guī)劃。如果僅僅是拿出一張布滿各類先進設備的圖紙來,規(guī)劃的人“高大上”了、舒服了,但運營的人卻永遠不舒服。
第三,摒棄經(jīng)驗導向的規(guī)劃,強調(diào)智能工廠綜合集成的專業(yè)度。從仿真、供應鏈物流、信息平臺構建、制造設備幾個維度,細分建設智能工廠的各個里程碑,必要時集成視野開闊的專業(yè)團隊,而不僅僅是企業(yè)內(nèi)部的某個部門。
如何實現(xiàn)“工業(yè)4.0”迭代升級之路,從時間橫向坐標軸來看,須經(jīng)過精益現(xiàn)場、精益產(chǎn)線、數(shù)字車間、智慧工廠、智慧供應鏈;從物流發(fā)展縱向坐標軸來看,須經(jīng)過標準化、精益化、模塊化、自動化、智能化;從企業(yè)內(nèi)部維度來看,應該先做到容器通用化、物料單元化、包裝標準化、按訂單生產(chǎn)、計劃剛性、均衡生產(chǎn)、準時采購、JIT生產(chǎn)配送、流線化作業(yè)、量化管理、計劃-物流-信息一體化,再到智能物料互聯(lián)、智能產(chǎn)品?,F(xiàn)在很多企業(yè)想一步到位,說自己是智能供應鏈、智慧工廠、智能產(chǎn)品。而一步到位是不可能的,最終還是要看具體路徑。
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