不同阶段的智能化需要不同的顶层设计与实施步骤
目前国内装备制造业大多处于工业1.0、2.0时代(只有少数企业处于3.0或3.0初期),因行业、地区、企业大小,所有制、创新能力、发展阶段等有很大差异,因此必须分类指导推进智能化。
沈烈初认为,参考模型对于企业实践来说,仅起引导作用,智能制造是一个长期的过程。很多企业的智能化管理还处于起步时期,尚处于规划阶段,远未达到高度信息化水平。要清楚地了解,智能化的前提是高度信息化(数字化、网络化);而信息化的前提是科学化管理,如精益化生产LP、准时化管理JIT等。
沈烈初告诫,如生产管理中形成数据不规范,或不全面,则不可能实现实时的信息化管理。他参观调研的企业中,大部分生成数据不真实,不能实时提供,据此进行的信息化管理又有什么意义呢?在现阶段,企业管理不排斥在库存、财务、工资等局部小系统不断地引进应用CAD、CAM、CAPP、CAE、SCM、CRM等,以此来培养员工,不断使生产过程科学化,遇有机会便可把各个独立的信息孤岛互联互通。这就要求企业必须有一个顶层设计,分步实施,局部操作,积累经验,培养人员,最终实现高度信息化管理。要注意系统设计时,各信息孤岛之间保留可链接的端口,以实现信息交换兼容。
标准化和模块化是实现智能制造的基础
信息化管理与产品的模块化设计、生产组织结构、模式等有极大关系。德国产品设计结构一直采取模块化,零部件尺寸要素标准化,这是为适应大规模工业化制造的需要,其技术模式可追溯到第二次世界大战之前。沈烈初用自己在德国学习时的经验说明,工业结构为社会化、专业化大生产方式,可以节约资源、降低成本,并可迅速转型升级,有利于缩短新产品开发周期。由于产品的模块化设计,企业内生产组织要相应地变化。
沈烈初介绍,德国在上世纪80年代已普遍采用制造岛(productioncell)模式:结构相似、工艺相近的零部件在一个“制造岛”生产,这是成组加工(GT)的进一步发展。如今德国的一些企业仍然采用“制造岛”生产模式,由于采用信息化管理又有了新的内涵。“制造岛”现场设备之间的互联互通,就构成了所谓的二级管理“智能体”。
我国制造业管理模式存在着不同的形式,水平亦不同于德国。以机床行业为例,上世纪60年代即进行了两种不同模式的生产管理,一种以零件为对象的专业化车间,一种以产品为对象的封闭式车间。如今,这两种不同的生产组织模式仍在机床企业存在。可以想见,在此基础上实行的信息化管理模式也会有很大差别。
在沈烈初看来,实现定制化、专业化、端对端、纵向集成、横向集成、硬件与软件结合的工业4.0的现代化大生产模式,必须从设计上改革,采用标准化、模块化设计,尽量减少非标设计与生产。他说,在经济全球化的今天,不论研发设计、生产与销售的信息化管理都已面向全球,要真正做到利用国内外两种资源(包括人力、物力、信息)、两种市场、两种资金,“以我为主,师洋而不崇洋”,进而实现强国之梦。
自主可控工业软件与系统集成急需解决
众所周知,信息化与智能化的发展靠硬件,更要靠软件。国内工业软件研发与应用存在的短板必须彻底解决,实现自主可控的工业软件研发和应用体系,智能制造才能持续发展。
对此,沈烈初提出建议,大型企业或集成商要有自己的软件开发人员,通用性软件如CAD、CAPP、CAM、CAE、ERP等可以买到,但结合现场工艺与生产需要的应用软件要靠自己开发。相关工作人员要懂得信息化、智能化技术,更要懂得工作对象的产品与工艺,否则两化不可能真正融合。在他看来,凡信息化管理成功的企业,应用软件都是自行开发的。很多企业的实践表明,自主研发的应用软件既经济适用,又便于商业保密。
沈烈初继续以关键部件传感器为例说明,长期以来传感器仍受制于发达国家,因其重要作用,甚至有时引起政治与商业上的麻烦。在过去和今天的装备工业发展战略规划中都将传感器作为核心技术来攻关,目前来看,虽得到高度重视,但收效不明显。沈烈初直言,无论虚拟制造与实体制造,亦或信息与物理系统的桥梁,都是传感器。没有传感器就没有智能制造,没有装备的数字化、网络化、智能化,就没有物联网,也就发挥不了互联网的作用。
沈烈初认为,信息化管理推进中,还有一个重点要素即集成商,连结需求千变万化的企业和提供软硬件供应商。目前国际厂商很多都与中国的大企业、大集团签订了合作协议,出售他们的软硬件及应用系统的同时,了解并掌控了中国企业的运营数据。在这里,沈烈初注意到了信息安全问题。他认为,中国国民经济的安全问题需要一大批推动智能制造的集成商,建议一些有实力的企业成立信息化公司,不仅服务企业内部,也可对外承接企业信息化管理的系统解决方案与实施。
智能制造的深层次描述
沈烈初认为,我国装备工业总体目前尚处于信息化阶段,没有进入智能化时代。
他建议在推进智能制造过程中应结合自身实际,参照德国工业4.0八个优先行动计划,对标准、安全、培训、监管、资源效率等相关内容作出系统考虑。
比如人才方面不仅要充分重视高端科技人才、管理人才,更要发挥身怀绝技、具有长期制造经验积累的能工巧匠的作用,发扬“工匠精神”。特别是实现网络化制造的过程中,如何更好地在法律法规环境下保护商业机密和知识产权、加强产品质量监督,以及针对不同的制造模式、产业形态和价值链的变化,财政税收制度的改革支撑,完善监管体系和配套的法律法规文件的任务十分重要。
最后,沈烈初特别提示,在当前经济下行压力下,企业效益连续下降,产品质量尚未得到解决,要把“能用不太可靠”转为“好用而可靠”十分困难。因此,在新产品转型升级步履维艰的情况下,更要因地制宜,因企制宜,因产品与生产方式制宜。统一规划,分步实施,先易后难,要在考虑企业效益(指质量、成本、交货期)的前提下,用投入产出经济学理论来审视实施,不要为智能制造而智能制造。装备工业发展的现阶段还在于科学化、信息化管理,不求其名,但求其效果。