数字化工厂规划之七剑下天山

    美国国家标准院其实给出了比较好的体系的方法，在Factory Specification工厂详细设计里面共计有39个子项用来规范数字化工厂的详细设计，帮助企业在数字化转型的时候不至于盲目。当然，美国给出的这个体系也过于庞大，对于中国的中小型制造业企业需要在此基础上做一些剪裁和定制，更贴切国内的企业实际状况，才能使数字化转型真正做到有的放矢。

    简单归纳，数字化工厂规划是这么一个迭代过程，首先是去收集信息，注意这里的信息不都是指信息化、数字化的领域，往往是需求相关的、产品相关的、工艺相关的、物流相关的，安全相关的，这些都是企业最核心的生产要素。再往下要做分析归纳，这里面包括产品族分析、xyz abc库存矩阵分析、工艺流程分析和价值流分析。根据分析归纳的结果，首先做宏观布局规划，其中包含功能区域规划、功能区面积需求计算以及各功能区布局组合优化。然后是微观布局规划，包括工作站设计、生产线设计、生产单元设计、站间物流设计。最后是验证和决策，可以通过仿真模型的设计来辅助最终决策。

    竞星剑 VS 现状分析

    现状分析该怎么做，首先得知道企业的自身做得到底怎么样，了解自身的状态首先需要有一个对标的体系。美国的制造成熟度MRL评级标准，把制造成熟度分为从1到10十个等级，想要知道制造业企业的全面数字化该怎么去做非常有帮助和指引作用。现在大家都迫切的需要数字化转型，但是不知道该怎么做，或者说怎么往下细分，具体该细分到什么样的层次，都有很多的疑问。其实再往下细分的话，可以分到运营管理层、研发与设计层、生产层、物流与服务层等等。举例来说，其中运营管理层里面还可以往下细分到成本管理、持续改进、供应商策略与管理以及人员绩效与组织发展等等。

    图3 MRL评级标准

    来源：蔚蓝工业

    以前在接触智能制造、数字化工厂的时候，脑海里第一浮现的大多是工厂里的传感器、大数据、机器人之类的。好像觉得跟我们的成本管理，人员绩效组织发展没有太多的关系，但其实数字化工厂是一个整体，各个细节各个层面都融合在了一起，包括我们现在很多专家在讲智能制造是仅仅是针对生产领域，这属于是认知上的狭隘，智能制造是产品和生产模式的变革，包含了从研发、产品设计、生产规划、工艺规划、生产执行以及服务交付等整条企业价值链的优化。

    日月剑 VS 愿景规划

    柯林斯在1994年出版的《基业长青》一书中，讨论居世界前列的18家高瞻远瞩公司基业长青的理由，得出的结论是：那些能够长期维持竞争优势的企业，都有一个基本的经营理念，基本的理念是这些公司发展史的最重要的成分。这种核心理念，柯林斯将它定义为“愿景”（Vision）。以后，彼得圣吉的《第五项修炼》中又重点强调“塑造共同愿景”。马克利普顿令人信服地解释了一个强大的愿景规划如何从CEO的头脑中的理念转而变为组织成功成长的引擎。

    图4 数字化企业愿景分析

    来源：蔚蓝工业

    企业在做数字化转型升级远景规划的时候，同样需要明确分析数字化企业的愿景。愿景是一个具体的目标，一个向往的将来的生动画面，它既是可以被描述的，又是具有挑战性的。同时，它还指出了一个组织工作的具体方法以及在这个组织工作的人们的期望获得。其实，这就是企业的数字化战略。所谓数字化战略，就是对企业的内外部环境做出科学分析，并根据企业的远景目标，提出企业未来在数字化转型中所采取的行动，然后付诸实施，并对实施过程进行监控、对实施结果进行评估。大多数企业的数字化远景再往下细分，又可以分为数字化设计与仿真、数字化制造、数字化运营与管理以及数字化工厂数据服务。有了愿景，就有了清晰的目标可以对标、找出自身的不足，朝着数字化转型升级远景目标持续改进。

    青干剑 VS 价值流分析

    精益生产，是衍生自丰田生产方式的一种管理哲学。精益生产方式是战后日本汽车工业遭到的“资源稀缺”和“多品种、少批量”的市场制约的产物。它是从丰田相佐诘开始，经丰田喜一郎及大野耐一等人的共同努力，直到20世纪60年代才逐步完善而形成的。精益生产方式源于丰田生产方式， 由美国麻省理工学院组织世界上17个国家的专家、学者，花费5年时间，耗资500万美元，以汽车工业这一开创大批量生产方式和精益生产方式JIT的典型工业为例，经理论化后总结出来的。精益生产的工具和方法非常多，非常庞大的一个体系，包括车间管理、防差错系统、全员生产维护、低成本自动化、工厂可视化、持续改善、价值流分析等等。

    图5 价值流分析

    来源：蔚蓝工业

    价值流分析是企业在做数字化工厂规划很关键的一个环节，“数字化工厂”拆开了看是由“数字化”和“工厂”组合而成的，首先得有工厂、有业务才能谈得上数字化。工厂业务的优化是数字化的核心目标，不能舍本逐末。价值流分析就是要把企业的生产理顺，企业需要知道产品的客户需求节拍和各个工序的生产周期，通过节拍和生产周期的比较分析，可以明确需要改进的环节，从而采取针对性的措施进行调整。当生产节拍大于生产周期时，生产能力相应过剩，如果按照实际生产能力安排生产就会造成生产过剩，导致大量中间产品积压，引起库存成本上升、场地使用紧张等问题。如果按照生产节拍安排生产，就会导致设备闲置，劳动力等工等现象，造成生产能力浪费。当生产节拍小于生产周期的情况下，生产能力不能满足生产需要，这时就会出现加班、提前安排生产、分段储存加大等问题。

    因此，生产周期大于或小于生产节拍都会对生产造成不良影响。

    价值流分析改进的目的就是要尽可能地缩小生产周期和生产节拍的差距，然后通过生产线平衡Line Balance对生产线的全部工序进行负荷分析，分析完了就会清楚哪些地方需要降在制品库存？哪些地方需要建立看板和超市？哪些工序是要合并的？哪些加工周期是需要缩减的？通过调整工序间的负荷分配使各工序达到能力平衡，作业时间尽可能相近，最终消除各种等待浪费现象，提高生产线的整体效率。

    工厂布局规划貌似与智能制造和数字化工厂没有直接的关系，但是任何一家企业都会面临两种情况，一种是老工厂地方不够用，或者产线、物流路线设计不合理，再怎么修补也不能满足产能提升；另外一种情况是建造新工厂，那么新设计就要做物流布局和路线的规划，如何提升生产线的精益程度，最大程度避免浪费，这些其实关系是非常密切的。宝马的莱比锡工厂建厂时就做了很多布局规划，比如物流方案规划，从而保证产业链运转顺畅，和较高的供应链效率。

    天瀑剑 VS 信息化规划

    当前企业基本围绕分布式建设走向数据大集中，数据大集中完成后，企业信息化建设必然存在应用系统多、系统间交互复杂、数据共享迫切、技术架构优化等问题。企业架构是一种从企业战略出发去梳理业务架构，进一步分析和规划IT架构，并用于指导、规范计算机信息系统建设的理念和方法，是当前数字化工厂、数字化企业规划所采用的一种最佳实践和方法论。通过对企业架构的分析，在对业务战略和业务流程理解的基础上，对企业的信息系统进行总体规划和科学实施，从而可以将企业的业务战略和业务流程与具体的信息系统紧密地结合起来，为企业描绘出一个未来的数字化企业中业务、数据、应用和技术互动的蓝图。

    图6 EA企业架构导入

    来源：蔚蓝工业