數(shù)字化工廠的實現(xiàn)給工業(yè)化這個大齒輪加上了更多的潤滑油。它不僅帶來了技術(shù)上的改變,而且生產(chǎn)中的高度透明化、自動化還將帶來眾多管理和觀念上的改變。
通過引入高度柔性化的制造規(guī)劃和生產(chǎn)系統(tǒng),寶馬公司計劃使其遍布全球的工廠產(chǎn)能得到充分利用。2002年,寶馬啟動了一項戰(zhàn)略,這就是現(xiàn)在其公司內(nèi)部所熟知的并且為領(lǐng)導(dǎo)層高度重視的“DMF”。首先,DMF是一種“數(shù)字化制造”戰(zhàn)略。寶馬計劃通過實施DMF來降低產(chǎn)品開發(fā)及制造的總體成本。在此基礎(chǔ)上,DMF也被視為一個能大幅提高整個公司柔性的手段。寶馬表示,DMF的目標是打破行業(yè)內(nèi)普遍存在的“品牌-生產(chǎn)線”的一一對應(yīng)關(guān)系。這就意味著,不同的品牌、類型及款式的寶馬汽車都可以根據(jù)需要使用混線模式裝配。從理論上來講,任何一家寶馬工廠都可以生產(chǎn)任何型號和系列的寶馬汽車。
從戰(zhàn)略角度來講,DMF是寶馬公司“數(shù)字化汽車”戰(zhàn)略的一個非常重要的組成部分。這個大規(guī)模流程改造戰(zhàn)略已實施了三年多。DMF的目標是:大幅縮短新產(chǎn)品開發(fā)時間,從原來的大概60個月縮短到30個月左右,并且減少重復(fù)開支,包括耗時耗材的樣車裝配。
隨著城市化進程的逐漸加快,人們對商品尤其是消費品的需求日新月異,市場越來越被細分。以寶馬公司為例,1950年,寶馬能夠生產(chǎn)的車型不超過10種,而50多年后的今天,寶馬擁有的車型理論上超過1032種,并且這種多樣化、靈活生產(chǎn)的趨勢將進一步擴大。面對瞬息萬變的市場,只有率先賣對產(chǎn)品的廠商才能贏得明天,我們越來越多地看到各種因為比競爭對手早上市一個月而搶盡市場先機的案例,而這怎樣才能得以實現(xiàn)呢?
幾年前,數(shù)字化工廠在人們的腦海中還僅僅是個夢想,而今天,它已經(jīng)真切地實現(xiàn)了。它不僅能夠使制造充滿靈活性,而且提高了資金效率,減少新產(chǎn)品上市時間,因而使企業(yè)能夠以有競爭力的價格提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。
制造靈活性
正如上面舉例的柔性化生產(chǎn),數(shù)字化工廠平臺可以將工廠及其相關(guān)價值鏈上的廠商用統(tǒng)一的平臺聯(lián)系起來,比如,汽車工業(yè)就有很多相關(guān)產(chǎn)業(yè)——汽車音響、汽車座椅、車燈等等的供應(yīng)商。這樣做的好處是,除了生產(chǎn)標準品外還可以根據(jù)客戶訂單生產(chǎn)客制化產(chǎn)品,而所用的生產(chǎn)時間與標準品不相上下。寶馬的銷售員根據(jù)客戶要求向工廠下訂單的同時,供應(yīng)商也會得到一份相應(yīng)的原料采購訂單,自動化的物流系統(tǒng)可以將裝配所需的原料自動送到裝配員的手上。
這種靈活性也體現(xiàn)在工廠的設(shè)計之初。整個工廠的設(shè)計中不再是研發(fā)、流程、機械、電氣、自動化、行政各自為戰(zhàn),而是連成了一個可以無縫集成的模塊化整體,各個模塊處在相同的數(shù)據(jù)傳輸平臺,不再有部門間的鴻溝。基于整個工廠的整體設(shè)計,各個模塊的實施不需要按照時間順序進行,而是可以同時建造,極大縮短了建廠周期。
提高資金效率
資金是企業(yè)的血液,怎樣能夠使“血液”在企業(yè)中循環(huán)得更加順暢呢?如果企業(yè)的電氣主管可以預(yù)測設(shè)備在多長時間以后會出現(xiàn)故障,就可以減少停機時間;如果采購主管能夠預(yù)測某種原料在未來幾個月的采購量,就可以以更好的價格購買;如果研發(fā)主管可以預(yù)測新一代產(chǎn)品有哪些缺陷,就可以避免召回所引起的損失;如果客服部主管可以準確地知道用戶是誰以及他的購買習慣,就可以提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)??這一切,都可以通過數(shù)字化工廠實現(xiàn)。
試想,如果工廠里的每一個設(shè)備能夠準確地告訴你上次被維修的時間、目前運轉(zhuǎn)的負荷程度、設(shè)備所處的環(huán)境等等,甚至每個工藝段可以實現(xiàn)自診斷、自優(yōu)化、自保護、自校正,那么工廠里復(fù)雜的設(shè)備管理就變成了簡單的信息管理。
過去的工廠是根據(jù)研發(fā)出來的產(chǎn)品設(shè)計方案來決定生產(chǎn)流程,并按序生產(chǎn),一旦產(chǎn)品發(fā)生變化,工廠里的一切都需要改變。數(shù)字化工廠的模塊化設(shè)計改善了這種情況,你只需要隨時調(diào)出設(shè)計圖,修改或虛擬某一個工藝段,就可以在不影響其他工藝段的情況下完成改變,甚至可以不花一分錢虛擬出整個生產(chǎn)流程,并看到其中可能存在的問題。
縮短新產(chǎn)品上市時間
1990年代給汽車制造商帶來的另外的沖擊是:全球化的市場,競爭的加劇,以及客戶對物美價廉的車型更多的期待。面對這些變化,汽車制造商不得不考慮一些極為重要的問題:產(chǎn)品設(shè)計師要不要繼續(xù)不顧市場反應(yīng),敢于拿研發(fā)經(jīng)費打水漂?工廠是否還能再承受長期停產(chǎn)的壓力或者突然而來的訂單變更?工廠還能再拿幾百萬經(jīng)費只為開發(fā)一個樣品嗎?由此,“精益生產(chǎn)”成為每個制造商的口號。
數(shù)字化工廠能夠根據(jù)市場需求,實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、制造工藝設(shè)計、產(chǎn)品仿真、虛擬試生產(chǎn)等多個環(huán)節(jié)的數(shù)字化,即無需投資制作樣品,也可模擬未來產(chǎn)品,并預(yù)見生產(chǎn)這件產(chǎn)品時可能遇到的問題,這可以在最大限度上節(jié)約研發(fā)的時間和費用。
數(shù)字化工廠助力中國創(chuàng)造
那么,數(shù)字化工廠在全球和中國的應(yīng)用都是怎樣的呢?目前,大多數(shù)開始實施數(shù)字化工廠的企業(yè)都是對時間和快速變化要求很高的行業(yè),如汽車、航空航天、電子、機械/模具設(shè)計、消費品等等。
奇瑞公司負責產(chǎn)品生命周期管理的劉穎提到對數(shù)字化工廠的使用心得時總結(jié)到:“奇瑞汽車公司數(shù)字化工廠解決方案最終取得成功的標志,應(yīng)當是產(chǎn)品的更高市場占有率和更高客戶滿意度,而這兩點在實施數(shù)字化工廠之后都有所體現(xiàn)。”
其他很多行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)已經(jīng)開始采用了數(shù)字化工廠的解決方案:美國國家航空航天局(NASA)采用數(shù)字化工廠來仿真、分析衛(wèi)星飛行過程中環(huán)境的變化;波音公司采用數(shù)字化工廠大幅度降低飛機成本、縮短設(shè)計與制造時間、減少產(chǎn)品缺陷;海爾集團采用數(shù)字化工廠可以實現(xiàn)500種洗衣機的“按單生產(chǎn)”;康佳集團通過數(shù)字化工廠,減少了90%的手工操作錯誤,透明的研發(fā)過程節(jié)約了30%的產(chǎn)品研發(fā)費用??
自工業(yè)革命以來,工業(yè)化的齒輪運轉(zhuǎn)的越來越來快,數(shù)字化工廠的實現(xiàn)無疑給這個大齒輪加上了更多的潤滑油。它不僅帶來了技術(shù)上的改變,而且生產(chǎn)中的高度透明化、自動化還將帶來眾多管理和觀念上的改變。我們非常期待著數(shù)字化工廠、數(shù)字化生活、數(shù)字化城市的未來。
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