没有精益就没有智能制造
2023-09-04 来源：北大纵横
前一段时间，有个客户找一家全球知名的工业互联网企业来做智能制造，项目做到中途做不下去了，双方还互相指责，产生了一些纠纷，客户老板跑来咨询我问怎么办？
我初步了解后发现，做不下去的原因是因为业务规则不清晰，做智能排产APS的前提是要清楚排产规则、产能模型、不同产品型号的瓶颈制约因数以及相关的数据模型等等，这家做智能制造的知名企业不了解该行业工艺的制造流程以及如何才能更高效的生产，而我的这个客户自己也说不清楚这些高效制造的规则到底是什么？
当客户明白这一点后，请我们去做精益生产，我们花了几个月时间帮助客户建立高效运营的业务规则和流程，第一次弄清不同型号产品的产能模型和瓶颈资源，以及产线综合效率OEE的数据分析和改进模型，有的瓶颈稍加技术改造后效率和产能就得到了大幅度提升。由于客户产品型号和工艺路径太过复杂，还是要通过智能排产来解决生产组织的问题，客户很快重启了之前智能制造的项目，这次项目推进就很顺利了，因为智能制造的输入条件已经具备。
另外一家客户则是另一种情况，当我在这家企业调研时，发现他们上了一个自动化立体仓库，但是仓库内空空如也，零部件、半成品等物资堆在立体仓外面的空地上到处都是，这个投资了上千万的自动化立体仓根本就没用起来，因为他们的计划物控和配送流程根本没梳理清楚，以为上个智能仓库就可以解决问题了，然而并没有！
他们不得不重新补课，开始梳理优化计划物控和配送流程，这么大的投资白白闲置了一年时间。更糟的是，当我告诉他们，立体仓和产线的布局有缺陷，立体仓建设之前如果合理规划布局的话，搬运距离可以降低一半，并且可以将立体仓的物料通过“AGV+悬挂链”的自动化物流方式与产线进行连接，完全不需要人工搬运，也没有在制品。更进一步，通过精益的计划拉动和准时化生产JIT模式，库存周转天数可以压缩一半，也就是说不需要这么大的自动化立体仓就可以满足需求，立体仓的投资可以减少一半左右。现在已经建好了，也只有在此基础上改进，由于受到一些限制条件，方案实施效果会受到部分影响，也增加了额外的改造成本。
类似这样的案例我还可以举出很多，充分说明了没有精益就没有智能制造！
首先，精益是智能制造的基础和前提条件！
我们说智能制造或者“工业4.0”，就是制造的数字化和网络化，通过IT技术同制造技术的结合，创造智能工厂，使生产变得高度弹性化和个性化，提高生产效率及资源利用效率。
精益则是以创造价值为目标消除浪费的过程，或者是组织和管理产品开发、作业、供应商和客户关系的业务系统，与过去的大批量生产系统相比，精益生产消耗较少的人力、空间、设备、资金和时间制造最少缺陷的产品以准确的满足客户的需要。
智能制造的目标与精益的目标是一致的。智能制造侧重于技术层面的工具，如在信息、自动化、监测、计算、传感、建模和网络方面的先进技术；而精益侧重于管理思想，力图建立创造价值消除浪费的业务系统。智能制造是建立在业务系统之上的使能工具，它本身无法创立业务系统，需要依靠精益建立一套业务规则，也就是智能制造的算法输入，它才能输出你想要的结果。
比如通过导航规划路线，需要知道从哪到哪？优先规则是什么？时间优先还是成本优先，智能制造的业务系统远比这个复杂，当你不清楚时，就会出现以上做不下去的案例。目前在化工、钢铁以及医药等流程型制造行业，正在通过智能制造来提高品质和效率，这得益于他们首先通过精益的APQP, FMEA, DOE和OEE等方式，建立起品质和效率影响的复杂函数模型和规则，然后应用传感器、物联网等技术手段自动采集相关数据，在线实时监测并判定工艺生产过程偏差，帮助管理层及时对产品质量和效率做出分析改进。
一家客户在我们做精益之前上了一套MES系统，车间里有很大的显示屏和指挥中心，看起来非常高大上，但是作用非常有限，只有一些过程品质控制和报工的功能，投资几千万的产线没有效率分析功能，直到我们帮助建立了一套OEE综合效率分析改进模型，他们才知道要怎么测量和分析效率，需要收集哪些数据，可惜大部分设备无法自动采集数据，MES系统也没有数据接口，只好先从手工做起，把流程跑顺后，再改造设备和MES系统来自动化OEE的分析，但即使是采用手工方式建立的OEE产能提升模型，三个月时间效率就提高了30%。
其次，精益是最低成本的改进，能节省大量的智能制造投资成本！
精益主要是通过优化业务系统来实现用较少的资源（人力、空间、设备、资金和时间）获取更多的产出，涉及的是管理模式、业务流程等方法工具，几乎不需要额外的投资就能产生极大的效益。即使是自动化导入，也是优先采取低成本自动化（LCIA）,也叫简便自动化，LCIA是指运用自动化技术并结合精益生产的理念，应用机械、气动、电气、电子和光电等技术手段，开发出具有高可靠性、高生产性、高柔性、低投资成本特点的生产线、设备及工夹具。比如精益管做的滑槽传递物料，防呆的亮灯检料系统等，都非常简单适用。
精益具有非常高的投资回报，可惜很多企业并没有意识到这一点，在精益没有深入推行的情况下，盲目上了很多智能制造的项目，在我见过的案例中大部分都是失败的，要不就是沦为摆设或者发挥不出应有的作用，要不就是成本过于昂贵，基本没有投资收益。
好的精益可以让智能制造导入事半功倍，精益能解决的问题不要用智能制造解决，因为精益是不需要什么投资的。
我们曾经帮助一家汽车零部件企业通过精益单元线连线生产，将原来的注塑、焊接、装配三大工序断点打通，全部连接起来成为一条单元线连线生产，使得生产效率提升了60%，生产周期缩短70%，2天的在制品缩减到2小时，做到这一切只是调整了设备产线的布局，增加了少量的物流连线设施，总共花费不过十几万元。如果在原来的制造模式上做智能制造，增加传感器、AGV、物联网等手段，没有上百万恐怕做不成，而且不一定能达成这个效果。
我认为智能制造首先要实现产线物理上的连接，也就是精益所说的连续均衡生产，减少流程断点。因此，化工、钢铁、造纸等流程型行业更容易实现智能制造，物料产品在管道中流转，现场不再需要人员，有个中央控制系统就可以操控一切。
所以对航空航天、船舶、装备等高度离散型行业来说，通过精益建立连线生产模式比智能制造更重要。之前我们帮助一家航空企业通过单元线的建立实现产能效率的翻倍，将流程断点减少了80%，搬运距离也降低了65%，这个时候再考虑智能制造的话，投资能降低一半，因为精益减少了生产的复杂度，不需要那么多传感器和物联网设备，上AGV的话数量也能减少65%，因为搬运距离降低了65%。
数字化软件系统也一样，一家客户之前投入几百万做智能排产系统APS，耗用三年多时间，花费了大量人力物力，也没有办法上线使用，因为他们达不到精益的水平，连一些基础数据如标准工时、工艺路线、BOM、加工周期等都不完整，更别说业务流程和排产规则了，在这些精益管理没做好之前，智能制造想都别想，只会浪费钱。相反，如果做好了精益没有上这套系统，也会大幅改进企业绩效，加上数字化系统的助力，业绩只会更上一层楼，投资则会大大节约，不用走这么多弯路折腾这么长时间。
精益是实现智能制造的必由之路，其难点在于自上而下的管理理念的转变，这需要持之以恒的坚持与推动！而有的企业想直接跳过这个障碍，依靠智能制造的技术工具解决是不现实的，这么做只会有两个结果：要么做不成，要么成本太高没有收益！
作者：钮黔，北大纵横精益运营与智能制造研究院院长
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