智能制造解决方案的选型与实施
2022-05-31 来源： 智造苑
智能制造的推进过程，企业不仅需要通过顶层规划正确把握建设投资的方向，在落地层面，也需要有效选择与行业、生产特点匹配的解决方案和供应商，需要严格把控实施过程和阶段交付质量。智能制造推进失败的案例往往与解决方案的选型和项目实施过程控制有关：企业对智能制造相关技术的认识不足；建设需求不准确、不具体、不明晰；多涉及企业核心业务，个性化极强；市场上供应商众多，选型困难；实施过程解决方案不能匹配企业需求；供应商项目实施缺乏科学的方法，导致项目延期、需求不能满足；等等。
「 1. 智能制造解决方案选型过程与要点 」
在坚持“整体规划、分步实施”的原则下，企业需要按照既定的实施路径，务实推进每一个智能制造项目。每一个具体项目的开展，选型过程通常会涉及到项目需求分析、可行性研究、系统或方案规划、解决方案及供应商选择、招投标、合同签订等环节。
1）项目需求分析与可行性研究
智能制造项目，无论是工业软件实施还是智能化改造项目，都非常耗费人力，且在资金上动辄数百万上千万的投入，因此，在项目启动选型之前，需要厘清项目的目标，解决哪些当前存在的短板、提升哪些方面的能力，需要优先解决的问题是什么。以MES系统建设为例，可以对制造部门、运营部门的需求调研，获取业务瓶颈和需求，调研梳理当前企业内已存在的信息系统、设备联网、数据采集现状，获得当前的信息化和工厂IT现状。由于MES系统在智能工厂中承上启下作用，系统实施复杂，企业需要综合考量已形成的基础，明确提出对于MES系统的需求。
2）可行性分析
需求分析之后，还需要对项目进一步做可行性分析，对技术可行性、投入产出比、可能的风险等方面进行评估，例如对于自动化升级改造项目，还可评估与现有设备的衔接性、产品工艺匹配度、可靠性、维修维护便捷性、备件供应、法规符合性、能耗等。
3）系统或方案规划
明确了项目需求，下一步需要进行系统规划，包括建设目标、应用范围和需要实施的主要功能、产生的价值。例如某企业MES系统的目标是在集成的前提下实现制造过程可视化，在可视化的基础上实现管控精细化，在精细化的前提下实现均衡化，其主要的功能需要实现制造信息的实时采集，物料消耗、生产负荷、生产计划的均衡，作业排程、混流排序优化以及实现制造数据的集成贯通，如图1所示。
图1 MES系统功能规划范例
4）解决方案与供应商选择
无论是工业软件还是自动化升级改造，在解决方案和供方选择时，都需要从技术方案合理性、对企业需求功能点的满足程度、行业匹配度、实施团队经验、售后服务、市场口碑等方面综合权衡。例如对于工业软件的选型，可以选择少量供应商进行系统的演示，通过各种渠道或e-works智能制造网上博览会等选型平台了解供应商的实力、发展前景、解决方案的行业匹配度、技术实现能力、项目实施管理能力、售后的服务能力、咨询团队的实施能力，典型客户的实施过程及应用效果等各方面进行综合考察。
5）招投标
招标文件的拟定要基于公正、公平、公开的原则，除了招标文件中通用的规定内容和技术需求外，还需要明确评标过程分哪些阶段、工作要点有哪些。
评标过程中，需要特别注意以下几点：
（1）业务部门的人员必须参与，尤其是业务部门的领导，他们既是需求的提出者、选型的参与者、实施及应用的实践者，也是最终价值的受益者，是保证项目顺利进行的关键因素之一。
（2）可以采用综合评标法进行评标。可以将涉及到投标人的资格资质、技术、商务以及服务的条款折算成一定的权重，用于评标时综合打分。
（3）对于工业软件的招标，可根据企业业务关注的重点，要求投标人采用实例进行系统的现场演示。
6）合同签订
在与选定的供方签订合同时，除商务合同外，还需签订技术协议。技术协议的目的是让供方将需求、验收条款以合同的形式固定下来，承诺可实现的需求、必须达到的参数要求和交付要求，对于信息系统，还需要明确系统的实现模式，以及与其他系统之间的集成需求、被集成系统的接口功能界定。
除按上述过程组织选型工作之外，选型启动前建立项目组非常必要。对于工业软件项目，可以由IT部门牵头，业务部门领导和关键用户参与组成选型项目组；对于自动化项目，可以由工艺部门、IT部门、设备部门、精益部门和采购部门组成联合项目组。
图2显示了智能制造项目招标流程。
图2 智能制造解决方案的选型流程范例
「 2. 实施过程与要点 」
智能制造项目选型结束，确立了与供方的正式合作，也表示项目落地的进程刚刚启动。然而，项目成功与否，不仅与方案本身的能力有关，“三分技术、七分管理、十二分实施”，项目实施成功的重中之重在于有科学的实施方法论指导。
项目实施过程不仅需要供应商发挥其专业经验，主导项目按既定目标顺利交付，也需要企业自身积极配合和在关键节点把好质量关，双方密切配合方能促进项目走向成功。
从供应商角度，项目实施需要采用规范的项目管理过程，对质量、成本、进度严格控制。项目正式启动前，需要制定完整的项目计划，包括项目范围的界定、项目团队的组建、项目详细执行计划与里程碑、项目沟通计划的明确、项目风险识别。项目执行过程中，应严格执行项目沟通计划，向双方项目负责人定期汇报项目进展和发现的问题，以便及时纠偏。
以下以管理软件为例，介绍项目实施的大致过程：
（1）需求调研：对于工业软件项目，供应商需要对企业的业务流程、上下游业务的信息交互，以及企业对于信息系统的特殊需求进行详细调研。
（2）解决方案设计：在企业智能制造发展的总体框架之下，结合需求调研的结果和企业提出的业务需求，实施方对系统进行框架蓝图设计、详细功能设计、集成方案设计，以及对于业务流程的优化。
（3）软件实施与系统配置：供应商应严格按照项目计划执行开发和实施工作，开发应遵循软件工程的规范要求，并需要准备基础数据、搭建网络环境、服务器环境、硬件环境等系统运行的基础环境，做好各类测试。企业级软件发展的趋势是通过可视化方式进行配置或低代码的方式开发，尽量避免做大量语言级的二次开发。管理软件实施要避免实施周期过长或过短，一般对于大型企业，ERP、MES、PLM等大型系统的实施尽量在6个月到12个月之间。
（4）基础数据准备和数据迁移：实施过程前，实施团队需要指导企业做好业务流程和基础数据的准备，或对于系统升级项目，做好数据迁移的准备和系统验证工作，对系统运维流程进行定义和规范化，包括系统运行监控，定义系统运营问题的级别、升级处理机制、相关人员职责，以及系统所需的相关硬件信息。
（5）试运行：宜选取一个实际项目进行试运行，以少量的业务数据验证系统的功能和性能。试运行期间，应安排企业相关业务人员进行操作培训和系统管理员的运维培训。
（6）上线：系统上线时需要制定系统切换方案，需要设计上线切换的流程、数据处理以及相关人员和职能，预估切换的风险加以规避。切换过程要注意平稳性，在系统切换过程中，需要多次模拟，以确保数据的准确性和安全，保证上线后企业业务能够在系统中顺利开展，不影响企业一线员工的正常工作。
（7）项目验收：项目验收前，需要充分做好验收计划，结合需求制定《功能验收清单》、《文档验收清单》、《流程、数据及报表验收清单》（信息系统）、《二次开发及接口验收清单》、《其他验收》等。验收后，还需记录验收发现的遗留问题以及与企业沟通达成一致的处理意见后，形成《遗留问题备忘录》。供应商还应整理好系统设计文档、操作指南、管理员手册以及各类培训文档，在验收环节向企业“交钥匙”。
在项目实施过程中，企业项目组应深度参与项目的全过程，并非全权委托给供应商。例如在解决方案阶段，企业应结合自身的业务需求，参与到供应商的方案设计中，以保证实施团队能够在基于业务理解的基础上进行方案设计。在实施过程中，需要企业密切配合，在实施团队的引导下，梳理业务流程、基础数据，协助实施团队做好测试、试运行和上线的准备。在项目的各个里程碑，企业应安排业务部门领导和关键用户参加评审和测试，严把各阶段质量关，防止项目返工和延期。
智能制造项目，不管是数字化项目还是智能化改造项目，不仅复杂、周期长，还涉及专业的技术，对于企业来说，大多缺乏专业的智能制造人才，很难做到严格驾驭项目需求的满足程度和质量，因此，引入专业中立的第三方对项目前、实施中和实施后进行全程监理不失为一种好的选择。
第三方咨询服务机构一般采用咨询式监理的方式，站在企业的角度，结合企业的实际建设需求，充当企业的“外脑”，在智能制造方案实施前协助企业进行需求分析，制订总体规划、实施方案；在实施过程中进行全面监理，从而降低企业进行智能制造建设的规划风险、选型风险、实施风险和应用风险，降低智能制造建设的成本，帮助企业提高智能制造投资的回报率和成功率。在项目实施过程中，上线是一个最关键的环节，成功上线，并不等于上线成功。因此，对项目实施是否具备上线条件，监理方也可根据相关指标来给出专业意见。
当前，智能制造高级人才短缺，乙方也常常缺乏合格的项目经理，往往容易出现项目经理和实施团队懂系统，但却不懂客户的行业和业务及工艺流程的问题，常常出现沟通障碍。因此，监理方可以从甲乙双方的沟通，实施进度的把控，实施文档的完备和基础数梳理等多方面，配合甲乙双方，使项目能够达到预期目标，尽量减少拖期的情况发生。
改编自：《智能制造实践》（作者：黄培，许之颖，张荷芳）
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