第壹、工業4.0的理念基礎和前提是精益生產思想。
工業4.0屬於萬物互聯,機器按照既定的程序、流程工作,人已經很少或幾乎不會參與生產流水線的具體操作,但壹切皆在可控之中。其中有壹種底層的思想決定著這壹套體系的科學運行,這套體系就是工業4.0體系,底層的思想就是精益生產思想。
由於國內企業長期缺乏整體精益生產的意識,研發標準化、生產流水線、供應鏈管理和產銷協同水平較低,馬上采用類似西門子安貝格工廠的生產模式,生產流程和員工的思想壹時無法“消化”。硬件可以壹下跳躍到4.0,但人的思想和流程必須有壹個適應的過程。前些年,壹些企業盲目采用ERP系統,運營多年仍是“兩張皮”,工業4.0追求的是順暢的單件流,沒有浪費、準時化生產。
很難想象,在壹個做不好計劃的企業,壹個產品設計漏洞頻出的企業,壹個生產按工藝布局的企業,壹個對供應商來料的質量控制不力的企業,壹個沒有深厚精益生產基礎的企業,生產線不管如何先進、智能,也提高不了生產效率。
因為不是被物料質量卡住,就是被設計問題卡住,或者因計劃不準,產品做好了客戶卻不要貨了。按照工業4.0的生產理念,壹條高度智能化的生產流水線是無法處理這種問題的,也許還比不上原先的人工生產。
工業4.0必須按精益思想提前規劃好實施路徑和萬物協同的規則,這壹切也必須由深諳精益生產思維的人去協助落實才行。
工業4.0壹般會分四步走:
●第壹步是精益工廠,先調整生產理念和流程,這是IE工程師的工作;
●第二步是透明工廠,用IT系統將精益生產管理理念固化在程序中,這是IT工程師的工作;
●第三步是自動化工廠,購置機器人、機械臂、數控加工中心代替工人,這是設備工程師的工作;
●第四步是數字工廠,通過MES將底層數據與ERP打通,利用萬物互聯到雲端對大數據進行分析決策,這是數字巨頭們的工作。
將精益工廠放在第壹步,由此可見精益生產是工業4.0基礎中的基礎。
第二、壹個是動力革命,壹個是思維革命。
細想壹下,實際上每壹次工業革命都是壹場生產活動動力源的革命。
在第壹次工業革命以前,農業時代生產動力源基本上是人力,雖然通過牛、驢、騾等增加壹些牲畜動力,但由於應用範圍受到極大限制,對生產能力提升有限。
但工業1.0以蒸汽為動力後,帶動生產力突飛猛進的增長。
工業2.0出現了電力和內燃機,又壹次改變了動力源,電力可以做到無處不在,人類各行業進入大發展時代。
工業3.0出現了計算機、PLC和互聯網,好像與動力源不太相關,實則影響巨大,通過現場控制和機器人,進壹步解放了人力。MRP、ERP、CAD、MES、PLM等計算機軟件的出現,極大解放了人腦,動力源從可見向虛化過渡,信息化成為生產力。
工業4.0由自動化和信息化的媾和產生大數據,硬件退為次席,強調的是在正確的時間把正確的數據傳遞給正確的人和機器,從而解決定制化帶來的生產不確定性、多樣性和復雜性的問題,這就是二十壹世紀以後的生產力。
第三、壹個是錢的問題,壹個是思想變革的問題。
每次工業革命帶來的是巨大的投入問題。瓦特發明蒸汽機經歷了三次破產,並且壹臺蒸汽機的價錢,對普通的私人企業來說就是壹個天文數字。從電動機、內燃機、加工機床,到計算機、機器人、數控機床等,再到ERP、MES、PLM、CRM、CAD……,要想跟上工業革命的步伐,如同打遊戲,就得投錢買裝備。
工業4.0“燒錢”將會更猛烈,比如成都西門子工業3.5工廠,24小時交貨時間,每1秒生產壹件產品,合格率達99.9985%,並管理30億個元器件,那些表面的風光全是用錢“堆”起來的。
每條生產線上都運行著約1000臺西門子SIMATIC控制器,工廠的地下倉庫裏,物料安靜地等待著被運送到需要它們的生產線上。地下運輸帶長達5000米,還有壹大批信息化系統在進行實時數據處理。MES、PLM、TIA、IDS、SAPDENG ,所有這些都得依靠數不清的交換機、光纖、傳感器、PLC等支撐,還不包括各種昂貴的智能加工中心。西門子成都工廠達到這個水準總***投資了10億元人民幣。
但精益生產不是比錢,而是比思維、比意識。
從福特汽車大批量的生產方式演變來的豐田生產模式,就是因為沒有那麽多的錢才創造性地發明出新的生產方式。沒有錢買大批昂貴的機床設備,通過快速換模來解決;沒有錢做那麽多流水線,就用柔性換線解決;沒有那麽大的廠房、庫房,就學習超市用拉動生產、連續流生產解決庫存問題,以及鼓勵壹線持續改善對問題閉環的態度。
青出於藍而勝於藍,以豐田為首的日本車企壹舉擊潰美國三大車企,導致其破產或瀕臨破產,其中壹個主要因素就是大批量的生產方式敗給了精益生產方式。
當然,壹個新的生產力革命的出現肯定會對生產方式造成這樣或那樣的沖擊,這很正常。我們必須厘清它們之間相互作用的關系,任何事物都是在此消彼長中得到改良,從而演變出壹種新事物。
精益生產有幾個核心要素,將會在工業4.0的沖擊下發生壹些形式上的改變,但核心思想還是遵循精益生產理念。下面就從快速換模、生產看板、防錯和壹線改善上說起。
快速換模不需人員參與。
快速換模目前是精益生產的核心,它是精益生產實現“多品種,小批量”和防止在制品庫存的前提條件,而精益生產把過量生產作為萬惡之首,若壹個企業不能夠實施快速換模,那麽它就不是壹個精益生產企業。
采用快速換模可以說是精益生產的第壹道關卡。以前的換模需要人工實施,再短也需要精心準備,這裏面涉及許多獨特的技術和思想。但工業4.0以後,智能加工中心可以做到自動換模,機器自動換模也是換模技術,也需要研發人員事先設計這種多模具轉換頭,該遵循的原則壹個都不會少。
生產看板現場已沒有需求。
看板是精益生產的靈魂。大野耐壹曾說過,豐田生產方式是制造方式,而看板是其實現的手段。看板是精益生產體系用來傳遞信號控制生產的工具。看板會分為指令看板、信息看板,顯示重要生產和物料信息,指導車間進行準時化生產,具有抑制過量生產和目視化管理的作用。
但工業4.0以後,由於萬物互聯,機器與機器,機器與物料、上下遊與下遊已經互聯互通,數據交互和信息***享是其最基本的條件,這時的現場看板已經失去意義,已經沒有人也不需要看了。但原來的看板規則依然存在於車間,機器能接收的到,只是人看不到而已。
產品防錯不用考慮人的因素。
生產異常管理是精益核心功能,必須確保產品100%合格,當初豐田的開創人豐田佐吉就是通過織布機自動停機來避免問題產品的持續出現。不管是產品還是生產設備,對現場任何異常問題都必須要連問5個為什麽,開發出安燈、拉繩、A3報告、防呆防錯等方法,目的就是要追根溯源予以閉環。
但工業4.0以後,以前因為人的因素出現的75%以上的操作錯誤沒有了,即使偶爾生產出問題產品,也會被緊跟在後面的智能檢測設備檢測出。不過智能檢測技術的全面性、有效性還是需要精益全面設計。
從依賴壹線變為依賴精益資深專家。
往後,如果壹些新設企業資金允許、人才允許、管理允許,可以直接走向工業4.0。
以後的社會將是工匠與專家的天下,壹般崗位都會被機器人替代。在工業4.0推行過程中,必將還有更多的精益生產的工具、技術、原則會發生變化和改良,這壹切只能且行且看。
目前全球掀起了開展智能制造事業的浪潮,紛紛觸“智”。如西門子、富士康、三星打造無人工廠,國內企業也不甘示弱,美的收購庫卡、海爾立誌打造工業4.0標桿等。智能制造正在引發影響深遠的生產變革,顛覆傳統的生產流程、生產模式和管理方式,為制造業發展提供了廣闊的想象空間。
但現在很多管理基礎還很薄弱的企業也摩拳擦掌,幻想壹夜建成羅馬城。國內的許多企業還處於工業2.0甚至工業1.0階段,直接跳到工業4.0壹定會“消化不良”。成千上萬的中國制造產業,絕大多數還處於工業1.5階段,這個1.5不是硬件設備方面,而是指生產運營管理思想和流程體系,實現工業4.0,首先實現生產理念的4.0,即精益生產。
精益生產不會被工業4.0“吃掉”,反而是其賴以生存的基礎,是其九層高塔基座下的壹塊磚。建議國內的壹些企業,先不要立即實行工業4.0或工業3.0,先踏踏實實開展好精益生產吧。