智慧製造無疑是建設製造強國重中之重的核心策略。但還有很多製造企業存在不少關於“
輕與重
”的認識與實踐中的誤區！
◎ 文/ e-works CEO、總編 黃培博士
當前，我國正在大力推進製造強國建設，智慧製造無疑是重中之重的核心策略。在政府的積極推進和企業內生動力的驅動下，
製造企業踏上了智慧製造的轉型征程，智慧製造支撐不少優秀企業成為行業領軍企業，乃至在細分市場成為全球隱形冠軍。
但是，還有很多製造企業存在不少關於“輕與重”的認識與實踐中的誤區。本文結合e-works進行智慧製造知識傳播、諮詢培訓和國際考察的實踐，逐一進行剖析，
希望給廣大製造企業帶來一定的啟示，幫助企業在推進智慧製造的過程中少走彎路，取得實效。
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誤區一
重自動化，輕數字化
當前，製造企業面臨著巨大的人力資源成本壓力和招工難等問題，因此，很多離散製造企業積極進行生產線的自動化改造。
一部分重複性較高的工位，由企業提出工藝需求，選擇非標自動化整合商提供專用的自動化裝置，完成諸如擰螺絲、裝配、焊接、打標、檢測等特定工序，從而替代人工，實現少人化。
乍一看很多生產線挺先進，但仔細研究，卻發現一方面很多企業的自動化產線還是隻能適應單一品種，柔性不強；
另一方面，很多企業還是不夠重視裝置聯網和產線資料採集，難以真正實現生產過程的視覺化與透明化
，管理人員還難以及時、準確地瞭解生產現場的實時狀況。流程製造企業的生產線普遍應用了自動化控制系統，但數字化技術的應用也相對滯後，也存在與自動化系統脫節的問題。
反觀一些國際優秀企業則非常注重實現透明工廠和互聯工廠。e-works智慧工廠考察團在參觀MAZAK公司日本大口工廠時，就看到企業的工作人員可以實時查詢寧夏的小巨人工廠（MAZAK子公司）
某一臺裝置的實時狀態，包括裝置使用狀態、OEE、產量、質量、能耗等資訊。
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馬紮克公司MTConnect
KUKA、通快等企業的工廠也非常注重車間的透明化，可以隨時檢視車間、產線和每臺裝置的實時狀態。
羅克韋爾自動化公司位於美國克利夫蘭的電子工廠真正將MES系統用深用透
，可以及時查詢貼片機吸嘴的狀態，判斷是否需要維護，還可以看到每個訂單的執行情況、車間生產排產和執行的狀態、各條產線的缺陷率等，輔助管理人員及時作出調整與最佳化，顯著提高生產質量。
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羅克韋爾自動化公司
電子工廠的視覺化
e-works建議，企業在推進智慧製造的過程中，一定要自動化與數字化並重，自動化是基礎，透過數字技術的應用真正創造價值。
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誤區二
重單機自動化，輕系統柔性化
很多製造企業非常重視購買數控加工中心或者鈑金加工裝置，不少企業還配備了上下料的工業機器人，但是往往還是單機自動化，
還沒有應用柔性製造系統（FMS）或柔性製造單元（FMC），生產過程中還需要人工搬運，導致產生在製品庫存，高階智慧裝備的OEE較低。
而國際領先企業已經開始應用柔性製造系統，實現了機加工和鈑金加工的全自動、無人化地加工不同的零件。機加工FMS包括若干臺加工中心、機器人去毛刺單元、清洗單元、軌道輸送車等裝置和控制軟體，配備了立體貨架，放置工件和工裝，可以完成從粗到精的全自動加工；
鈑金加工的FMS系統則可以實現從鈑金下料、衝孔、折彎到焊接等整個鈑金製造工藝。
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MAZAK公司應用的FMS系統
FMS系統並不是一個新概念，三十年前就有企業開始應用。但由於早期的裝置可靠性、穩定性不足，以及多臺裝置的生產排程與管控比較複雜，一些早期應用FMS的企業放棄了FMS系統，回到單機應用數控加工中心。
但是，隨著自動化、數字化和檢測等技術的發展，近年來FMS系統的技術已經逐漸成熟，成為離散製造企業提升生產效率的必然選擇。
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誤區三
重區域性改造，輕整體最佳化
很多企業十分注重對瓶頸工位或消耗人工較多的工位進行自動化改造，推進“機器換人”。這
種方式雖然能夠減少人工，提高單個工位的效率，但是對於提升生產線的整體效率意義不大，而且往往會將瓶頸工序轉移到其它工位。
正確的方式是基於工業工程的理念，利用價值流圖等方法，根據生產的產品型別、產量、批次、製造工藝、產能、生產節拍和在製品物流傳輸方式，對產線進行整體最佳化；同時，從實現自動化加工與裝配的角度來對製造工藝進行最佳化，以降低自動化改造的難度，儘量滿足多種變型產品的生產與裝配。
例如，e-works諮詢團隊服務的一家集裝箱製造企業在進行集裝箱側牆板和頂板生產時，
透過工藝最佳化，將原來的平板剪斷→羅拉成型→拼板點焊→自動焊接的工藝進行了最佳化，將原有縱向焊縫改成橫向焊縫，工藝最佳化成先焊整板再進行成型，既減少了焊縫長度，又易於進行自動化改造，還成功實現了從鋼材開卷到成型的多工序連續自動化。
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基於“一個流”原則
進行產線自動化改造
e-works諮詢團隊長期服務的另一家軌道交通車門製造企業在進行自動化改造時，基於精益生產的“一個流”原則最佳化車間佈局，平衡節拍，保證了在自動化改造完成後，
整個生產系統的均衡，減少了搬運距離，最大限度地消除了生產等待和搬運帶來的浪費。
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誤區四
重單元系統應用
輕整體規劃與系統整合
歷經數十年的應用，工業軟體的功能不斷細化，在製造企業中覆蓋的業務越來越廣，企業應用的資訊系統越來越多。很多企業往往是為了解決某一個或一類問題，滿足某個業務部門或者某個業務流程的需求而建設一套資訊系統，“頭痛醫頭”，
缺乏整體規劃，導致系統之間功能重疊、邊界模糊、資料來源多樣等問題。
例如，某企業先匯入了ERP系統，後來由於生產現場細化管理，匯入了MES系統，
之後由於需要對倉庫進行精細化管理，引入了WMS，三個系統都有物料管理功能，
由此帶來一些單據需要在不同部門多個系統之中重複錄入，同一個資料在不同系統之中多頭管理，導致工作效率低、資料不一致等問題。
各類資訊系統越上越多，功能越來越複雜，但是資訊孤島林立，很多資料需從系統中匯出、處理、再匯入另一系統中，需要到多個系統進行查詢，才能獲取有效資訊。資料變更時，不能及時從接收變更的源頭系統傳遞到其它關聯絡統。
企業的運營效率卻沒有提升，甚至反而下降，投資回報率不高。
部分企業已經意識到此類問題，透過對業務和系統邊界的劃分，簡化資料在不同系統之間傳遞的過程，實現資料的實時共享，保證資料的準確性，消除資訊孤島，為企業運營和經營分析提供統一、一致的資料來源。
e-works建議，企業明確業務邊界和系統功能邊界，構建統一的系統整合方案，引入主資料管理系統（MDM），在實施過程中實現各系統的資料整合和介面統一管理，避免資料斷點、介面重複開發等問題。
e-works諮詢團隊在實踐當中，幫助企業對業務流程進行梳理，結合製造企業的發展戰略、管控模式、行業特點、標準和法規，透過現狀診斷、需求分析和整體規劃，明確企業推進數字化轉型和智慧製造的目標、行動計劃和投資概算，
確定數字化系統和自動化系統的整體框架、整合方案和實施路線圖，為企業整體推進智慧製造提供支撐，取得顯著效果。
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e-works諮詢的智慧製造規劃“四部曲”
e-works認為，製造企業必須改變豎井式的單元系統實施與應用模式，儘量避免軟體系統功能重疊，導致重複投資等問題，
使企業投資的數字化和自動化系統能夠達到預期的成效。
製造企業應當將工業軟體的應用與智慧裝備、資料採集、工控網路、工廠模擬、產線規劃、AGV和立體倉庫應用等相關技術結合起來，進行智慧製造整體規劃，並在整體規劃的指導下，進行單元系統的實施；同時，要順應雲計算、元件化、微服務的潮流，實現企業數字化系統架構的升級。
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誤區五
重建設，輕運維
製造企業在智慧製造推進過程中，普遍存在重建設、輕運維的問題。在系統採購和實施階段，企業會展開需求分析、系統評估、可行性分析和招標選型，重大專案高層領導也會參與到決策過程，投入大量的人力、物力和財力。
但在系統上線以後，卻缺乏持續的運維，應用軟體多年不進行維護和升級，系統功能與實際業務流程的匹配度差距越來越大，系統價值難以發揮；自動化產線也存在不及時維護保養，故障率高等問題。
e-works諮詢團隊服務的一家企業應用了國際知名的ERP系統，但是上線七年，沒有進行持續運維
，而企業的經營模式、組織架構和業務流程發生了很大變化，導致ERP系統與企業的實際需求差距越來越大，業務部門意見很大；同時，ERP系統的新版本與企業應用的老版本功能也有了很大差異，企業重新升級的成本幾乎與重新購買相同，在老版本上做的二次開發模組也需要重新開發。
企業的發展是動態變化的，唯一的不變就是變。
因此，e-works建議企業在資訊系統選型時，需要充分考慮系統的柔性化、平臺化、可配置和可擴充套件；同時，企業也需要及時對系統進行維護升級，企業的IT團隊要能夠及時根據企業需求的變化，對資訊系統進行重新配置，儘量減少語言級的二次開發，注重IT治理。
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誤區六
重數字化設計
輕數字化模擬與最佳化
近年來，製造企業在產品研發（R&D）方面的投入持續增加，購買了三維CAD、CAE等軟體，但是，大部分企業還是重產品開發（Development）、輕研究（Research），
主要還是根據客戶的訂單需求進行產品設計，對於前沿技術的研究與探索不夠。
在系統應用方面，數字化設計軟體應用十分廣泛，部分企業已經延伸到數字化工藝，
但是對於模擬技術的應用還停留在初級階段
，主要進行運動模擬、結構和流體模擬與驗證，尚未實現模擬驅動設計和多物理場的模擬分析和最佳化設計，模擬應用不成體系，缺乏對模擬規範、模擬流程、材料資料庫的管理，模擬人員沒有建立專門的組織，模擬軟體的價值遠未充分發揮。
在國際先進製造企業中，模擬已成為提升產品研發能力，改進製造工藝，提高產品效能和可靠性的重要手段。
模擬技術也在不斷創新，實現了實時模擬，模擬軟體更加宜人化，數字化設計和模擬可以實現雙向整合
，也出現了針對特定產品（例如齒輪、軸承、動力電池、電機等）的設計與模擬分析一體化的軟體系統。
模擬技術的應用可以幫助企業減少實物試驗，顯著降低研發成本，成為企業提升創新能力的必然選擇。在智慧工廠建設方面，也可以利用工廠模擬軟體，對裝置和產線佈局、工廠物流、人機工程和裝配過程進行模擬，
建立真實工廠的Digital Twin
。
在複雜的智慧產品（例如風力發電機組、航空發動機）投入使用之後，也可以基於對產品內建的感測器採集的資料，透過對產品的Digital Twin進行模擬，
來分析與預測真實產品的執行狀態和故障隱患，適時進行調整，進行預測性維修維護。
▲汽車行業模擬技術應用
e-works建議，企業在推進智慧製造的過程中，一定要數字化設計與數字化模擬與最佳化並重，數字化設計是模擬的基礎，應用數字化模擬與最佳化技術來提升產品效能；
同時，在模擬技術應用過程中需要注重模擬規範和標準、模擬流程、模擬結果的分析和利用，實現模擬知識管理。
7
誤區七
重資訊系統應用
輕資料價值體現和管理改善
很多製造企業在數字化轉型的過程中已經應用了諸多資訊系統，但系統應用的效果和發揮的價值卻參差不齊。
一方面，雖然企業資訊系統的應用領域不斷拓展，但企業對系統的資料本身缺乏分析，資料的價值未得到充分挖掘，難以支撐企業決策；另一方面，企業想借助資訊系統去管理大部分的業務問題，但建設資訊系統時，卻忽略了企業本身所需要執行的管理改善，業務管理的規範和標準很不完備，造成系統的應用效果未達到預期。
一些優秀的製造企業在資訊系統選型之前，除了必要的業務現狀調研、需求分析等工作外，還會對企業的業務流程進行梳理和最佳化，包括營銷模式、研發過程管控、生產運營體系、物流供應體系等，透過建立組織、完善制度、輸出改善措施和行動細則，來支撐整個系統的建設，
真正的做到“管理先行、業務驅動”。
在應用系統的基礎上，透過BI決策分析對資料內涵的價值進行挖掘和分析利用，對各類業務進行前瞻性預測及分析，並實現戰略分解和運營監控，為企業各層級的決策提供有力支撐。
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基於BI的決策支援系統框架
e-works建議，企業在推進智慧製造的過程中，要做到資訊系統應用與管理改善並重，透過推進業務管理的規範化、標準化，結合系統實施提升管理基礎，使資訊系統有效地支撐業務執行。
在業務系統全面應用的前提下，對各類資料進行有效分析，充分挖掘資料價值，有效支撐決策。企業應當將組織和制度的完善與管理手段與資訊系統進行匹配，
對包括部門職責、崗位職責、管理模式、績效考核體系和人員素質等方面進行持續改善，從而提升應用效果，發揮資訊系統實施的預期價值。
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誤區八
重顯示度，輕實用性
在國家大力推進智慧製造的背景下，部分企業不惜重金打造出豪華版的智慧工廠，各種智慧裝備和資訊系統一應俱全，
包括知名品牌的BI、ERP、PLM、MES、SRM、ESB、生產及物流模擬系統、自動立體庫、AGV、自動化產線、生產指揮中心等
，建立了專門智慧製造展廳、車間現場的參觀通道、示範生產線等，很有顯示度。
但在實用性方面卻明顯不足
，例如：
● 生產線建設未考慮實際市場需求，導致重複建設、裝置閒置，產能利用不充分；
● 自動立體庫的建設對於場地位置佈局、物料的分類管理、物料外包裝設計、物料標識、存取分揀等環節考慮不足，導致自動立體庫效率低下；
● AGV的應用對於搬運頻次、搬運路徑與倉庫及生產現場的協同等方面存在不足，導致AGV無法實際應用；
● 生產指揮中心圖表及資料對於生產現場的掌控及指導性不足、實時性不夠；
● 生產及物流模擬應用與實際脫節，對於多產品的混線生產適應性不足等。
最為明顯的是，不少企業不惜重金建立了大螢幕生產指揮中心，平常卻沒人看，更多地只是用於參觀。
對於生產狀態的預警和報警等關鍵資訊，卻沒有實現根據管理者的角色推送到移動終端。
推進智慧製造必須注重實效！
e-works諮詢團隊服務的一家知名企業在精益生產理念的主導下，透過五年時間：
● 先後實現20多個關鍵工序的自動化生產，有針對性地解決了產品質量不穩定、生產效率低下等痛點問題；
● 透過引進AGV自動小車，對主要的流水線實行自動配送；
● 引進機器視覺技術，對機構的零部件裝配、產品關鍵質量控制點等進行自動影像檢測，提升質檢效率；
● 透過MES系統應用，實現了生產的透明化與規範化、無紙化管理，結合條碼、RFID等工具，實現質量可追溯，保證產品的可靠性；
● 透過虛擬模擬系統，建立了與物理工廠完全匹配的數字化工廠，實時監控物理工廠運轉狀態；
● 透過SCADA系統實現對裝置、環境、能源等資料的實時採集，實現了數字化與自動化系統的融合；
● 透過生產排程指揮中心，生產指標實時反饋，異常實時處置，實現了生產組織的扁平化管理。
e-works建議，企業在推進智慧製造的過程中，一定要明確自身的短板及需要解決的關鍵問題，
制定合理的規劃及實施計劃，分期分重點，選擇合適的技術、系統、裝置和團隊解決企業的痛點問題。
總之，推進智慧製造是一個長期的過程，不要期望“畢其功於一役”，製造企業需要建立“打持久戰”的決心。
智慧製造推進是一個十分複雜的系統工程，涉及到多個領域的技術，技術本身也在不斷創新和發展，因此，不僅需要系統地進行規劃，在規劃落地執行過程中，也要根據企業的實際經營狀況對規劃滾定；製造企業必須本著務實求真的態度，既要考慮系統的先進性，更要考慮實用性；製造企業既要建設好自身的專業團隊，
又要適時引入專業的諮詢服務機構和數字化、自動化解決方案提供商作為戰略合作伙伴。
只有這樣，才能成功達到智慧製造的“彼岸”。
（本文完）