隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智能制造的持續(xù)推進，標準化、集成化、透明化、精益化、柔性化、模塊化、智能化、虛擬化......，使我們應接不暇，這意味著制造供應鏈領域的淘汰賽正在到來。

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? 我們不僅要關注短期的降本，消除一切浪費，給客戶帶來價值還要注重長期的持久競爭力。必須駕馭精益化的數(shù)字化變革。

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?????當然，精益化深入需要持續(xù)改善，在改善的過程中也必須數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)智能制造，為客戶創(chuàng)造新的價值。

一、計算機集成制造系統(tǒng)CIMS(ComputerIntegrated Manufacturing System)

用計算機聯(lián)網(wǎng)技術連接生產(chǎn)過程的構想并不是什么新鮮事，我們早在上個世紀80-90年代國家就推廣CIMS計算集成制造，比如CAD計算機輔助設計、CAPP計算機輔助工藝、CAM計算機輔助制造、CNC計算機數(shù)字控制機床等。它們由主計算機、車間計算機和電路控制，最終由PLC控制。

CIMS計算集成制造理論是完全自動化的概念，從某種意義上，員工這一生產(chǎn)要素被忽略了。“計算集成制造CIMS在全球范圍的失敗，原可能是過于追求無人化，也可能所要求的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、傳感器和數(shù)據(jù)傳遞技術在當時的技術條件下根本無法達到，也可能成本過高，CIMS競爭力不夠，企業(yè)無法贏利或不能可持續(xù)發(fā)展”（約翰.索德爾.德國-實施工業(yè)4.0 P53）。人類創(chuàng)造出一個過度超前的昂貴的生產(chǎn)模型，且此系統(tǒng)還很難在企業(yè)運用，造成這些企業(yè)成了“先烈”。而我們應該汲取之前的經(jīng)驗，在響應國家兩化深度融合的戰(zhàn)略之中取得良好的效益。

二、精益生產(chǎn)TPS（Toyota Production System）

上個世紀90左右，日本的豐田生產(chǎn)系統(tǒng)TPS席卷而來，歐美稱LP（LeanProduction），我們稱為精益生產(chǎn)。傳奇是有一年豐田廠的利潤是美國三大汽車廠的利潤的總和，美國人寫了一本書叫做《改變世界的機器》，立刻掀起了全球?qū)W習精益生產(chǎn)的浪潮。

我們也不例外，98%的企業(yè)要轉(zhuǎn)向、或正轉(zhuǎn)向、已經(jīng)轉(zhuǎn)向精益生產(chǎn)。這是一個以傳遞客戶價值為導向、消除一切非增值（浪費）活動的、持續(xù)改善的制造管理系統(tǒng)。

精益思想是重新定義價值、識別價值流、重新制定企業(yè)增值活動、使價值流動起來、依靠用戶需求拉動價值流、持續(xù)改善，追求盡善盡美。

精益企業(yè)是精益思想武裝起來的企業(yè)。在設計過程、訂貨履約過程、生產(chǎn)過程、供應鏈系統(tǒng)等產(chǎn)品全生命周期端到端的引進精益思想與工具，不是簡單的提高效率，而是提高到企業(yè)戰(zhàn)略創(chuàng)新的視角。

精益生產(chǎn)模式是基于TPS系統(tǒng)，通過消除企業(yè)所有環(huán)節(jié)上的不增值活動,來達到縮短生產(chǎn)周期降低庫存與成本、和改善質(zhì)量的目的。

簡單的說，精益生產(chǎn)系統(tǒng)是以VSM價值流為導向、從研發(fā)價值流、制造過程價值流、服務價值流，通過5S或TQM和六西格瑪發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。設計為U或S等生產(chǎn)線布局，減少換?；蛘{(diào)整時間、TPM全面預防性設備維護、按燈預警與自動防錯、多技能員工、少人化、現(xiàn)場的可視化管理、JIT看板補貨式拉動生產(chǎn)、消除一切浪費以實現(xiàn)單件流或小批量流，進行混流均衡生產(chǎn)，達到最短化生產(chǎn)周期、庫存最小化。以最低化的成本，達到最大化客戶服務。

三、工業(yè)4.0的CPS（Cyber Physical Systems）

德國稱第四次工業(yè)革命，核心是智能制造，最終目的是給人類帶來智能服務。

工業(yè)4.0是基于信息物理系統(tǒng)CPS，物聯(lián)網(wǎng)IoT和互聯(lián)服務IoTs,產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)流，即工業(yè)大數(shù)據(jù)，從而對其采集與分析，云計算形成個性化或私人訂制的智能生產(chǎn)。體現(xiàn)在：智慧工廠、智能制造、智能物流。

簡單的說，工業(yè)4.0的制造模式是在云端上下單訂購一個定制化的產(chǎn)品，制造模塊化自組合，按照需要，智能找原料，智能找工廠組裝組合，在最短時間交給客戶。通過社交化平臺與用戶交互進行模塊化設計、智能可重構的設備模塊化生產(chǎn)與組裝、模塊化物流配送，內(nèi)嵌設備工藝的優(yōu)化算法智能計劃排產(chǎn)，在物聯(lián)網(wǎng)中，利用工業(yè)大數(shù)據(jù)分析，通過云計算場景化決策，自組合應對多品種小批量的個性化生產(chǎn)，通過智能數(shù)據(jù)，智能化服務用戶。

四、從精益生產(chǎn)向工業(yè)4.0進化

精益生產(chǎn)的重點是消除價值鏈中的非增值活動，工業(yè)4.0的重點是提升價值鏈中增值活動的價值，互為補充，其共同目標：多品種、小批量、按單定制、快速響應、智能化生產(chǎn)。

1、精益滾動銷售預測與需求管理方面，通過大數(shù)據(jù)分析歷史發(fā)貨數(shù)據(jù)、社交化數(shù)據(jù)和實時的終端數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)趨勢建模，并以節(jié)拍（秒、分鐘）、日或周滾動的實時需求感知驅(qū)動及時更新銷售預測。通過用戶偏好等的非結(jié)構化數(shù)據(jù)，預計用戶產(chǎn)品的個性化特點，可以提前安排用戶的需求。

2、生產(chǎn)計劃與排程方面，通過工業(yè)大數(shù)據(jù)分析歷史預測與實際的偏差概率，考慮產(chǎn)能約束、人員技能約束、物料可用約束、工裝模具約束，通過智能的優(yōu)化算法或內(nèi)嵌式制定預計劃排產(chǎn)，并監(jiān)控計劃與現(xiàn)場實際的偏差，場景化動態(tài)的調(diào)整計劃排產(chǎn)。

3、沒有100%拉式生產(chǎn)，必須優(yōu)化推拉結(jié)合點。精益補充拉動和廣播拉動可以用智能電子看板和高級智能的APS系統(tǒng)代替。

4、單件流或小批量可用自動化可重塑性流水生產(chǎn)線實現(xiàn)。

5、精益研發(fā)發(fā)展為云端3D設計，虛擬現(xiàn)實VR和增強現(xiàn)實AR設計仿真

6、TQM、六西格碼質(zhì)量管理從靜態(tài)的六西格碼模型改為動態(tài)的預測模型、在線監(jiān)控預測分析工具。并預計防錯、SPC統(tǒng)計質(zhì)量控制。

7、精益績效可以持續(xù)監(jiān)控并自動糾偏.

8、均衡生產(chǎn)可實現(xiàn)自主均衡并柔性生產(chǎn)

9、從追求工藝穩(wěn)定可以智能工藝迭代研發(fā)調(diào)整生產(chǎn)。

10、精益物流發(fā)展為自動化倉庫并模塊化節(jié)拍順序AGV補貨

11、TPM全面設備預防性維護，可以通過DNC與MDC、傳感器、控制器動態(tài)監(jiān)控設備狀態(tài)，并預測設備的維修，提高設備OEE。

12、精益能耗管理，對電能、氣能、熱能等消耗數(shù)據(jù)的分析，能耗自動檢測及管理。

13、精益環(huán)保檢測，重點排污數(shù)據(jù)分析，可以預測排污和預警、監(jiān)控。自主關閉排污口的閥值。

14、物理U單元線可以用虛擬單元線，并發(fā)展為模塊化可重構生產(chǎn)線。

15、勞動力管理更人性化，標準工時可以數(shù)字化數(shù)據(jù)監(jiān)控、學習曲線分析，改善標準工時。

16、從事先平衡瓶頸和多品種帶來的瓶頸漂移可以提前預計識別瓶頸、自組合優(yōu)化瓶頸。

17、現(xiàn)場的按燈系統(tǒng)被電子按燈或智能設備自動預警并自動處理所替代。避免停線，故障可自主愈合。自働化可以智能傳感、控制、人機協(xié)同。

18、可以實現(xiàn)快速換模，軟件控制自動換模、換刀、換線。

19、現(xiàn)場改善、5S紅牌作戰(zhàn)，可用傳感器或各種識別技術、物料定位系統(tǒng)。仿真現(xiàn)場的實際運作的大數(shù)據(jù)可視化分析。

20、可視化可用三維仿真可視化、虛擬現(xiàn)地、現(xiàn)實、現(xiàn)物并可用移動設備終端展現(xiàn)。

21、物料超市管理可以通過條碼、二維碼、RFID、立體化自動倉貨架傳感器分析物料使用歷史記錄，可以加速物料的周轉(zhuǎn)、定位物料、精確配送。

22、發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的方法可以用工業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)背后深層次的問題?，F(xiàn)場的溝通可以用聯(lián)網(wǎng)控制信息技術、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實溝通?？梢宰龅教摂M的現(xiàn)

23、防錯技術可以用工業(yè)機器人。

24、VSM（Value Stream Mapping）價值流分析圖可用虛擬仿真價值流數(shù)據(jù)分析，對增值流程活動改善與監(jiān)控分析，通過歷史數(shù)據(jù)，虛擬仿真模擬生產(chǎn)現(xiàn)場過程，優(yōu)化作業(yè)流程并持續(xù)改善。

25、多技能員工成長為知識員工與決策者。

26、系統(tǒng)連接供應商，使合作伙伴為一體化價值鏈整合。

27、精益供應鏈成長為產(chǎn)業(yè)鏈橫向集成，并可在云端上共享資源，提高產(chǎn)業(yè)社會效率。

28、使精益組織更扁平化、更柔性化，成為平臺化組織。使精益業(yè)務流程自動化RPA更動態(tài)柔性與韌性。

五、總結(jié)

現(xiàn)在，互聯(lián)網(wǎng)+的時代，人性化、個性化需求越來越來強烈。工廠或供應鏈越來越受到僵化結(jié)構的限制?？梢钥焖俚闹貥嬌a(chǎn)系統(tǒng)，智能的反應客戶的個性需求，這正是我們面對的挑戰(zhàn)。

工業(yè)4.0也是閉環(huán)鏈，通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺迭代進化，PDCA循環(huán)持續(xù)改善，從智能工廠、智能產(chǎn)品進化到智能數(shù)據(jù)與智能服務。

這意味著我們要建立以價值創(chuàng)造為導向的、消除一切減少浪費、靈活的、自主的生產(chǎn)流程，在大數(shù)據(jù)、云計算、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、軟件與人工智能支撐下，重點構建智能裝備、機器人、3D打印等智能化方案支持這一系統(tǒng)的構建。

1、生產(chǎn)現(xiàn)場透明化與DT數(shù)字孿生?

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? 電子看板、電子按燈、智能防錯、虛擬仿真工具能夠幫助企業(yè)發(fā)現(xiàn)缺陷、計算資產(chǎn)和資源容量、優(yōu)化庫存點、縮短產(chǎn)出時間、平衡生產(chǎn)線利用率。

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? 仿真工具包括工作流和生產(chǎn)車間仿真、價值鏈過程仿真、主體仿真、蒙特卡洛模擬和生產(chǎn)計劃模擬。這類工具常用于設計新的工廠或優(yōu)化現(xiàn)有工廠——例如工作流建模、最小化處理時間、瓶頸規(guī)避、資產(chǎn)利用率最大化。

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2、基于整體建模與運籌優(yōu)化

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? ?整體建模工具可以幫助運營經(jīng)理觀察且更好地理解流程流，并對生產(chǎn)假設進行測試。使用迭代算法解決高復雜性的問題，并得出可靠的結(jié)論。實時建模、流程參數(shù)建模、價值建模、優(yōu)化求解器及財務建模。企業(yè)常常使用這些工具來定義多層次批量大小、制定復雜的生產(chǎn)計劃、優(yōu)化不同產(chǎn)品設備之間的工作流、改善生產(chǎn)車間物料流、以及提高整體的設備利用效率。

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3、高級分析方法-工業(yè)大數(shù)據(jù)與人工智能

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? ?生產(chǎn)線執(zhí)行系統(tǒng)、傳感器和機器運轉(zhuǎn)日志為各行企業(yè)提供了大量有關制造工藝的數(shù)據(jù)。隨著數(shù)據(jù)存儲費可以利用云存儲海量數(shù)據(jù)，而無需進行固定資產(chǎn)投資。同樣，運行智能工廠的計算能力呈指數(shù)式增長，而且可以通過網(wǎng)絡獲得，這將幫助企業(yè)根據(jù)需要執(zhí)行復雜分析。

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? ?企業(yè)是一個有機體，只有不斷蛻變，持續(xù)改善，提高組織免疫力。當然，疫情是突然的，損失是巨大的。在企業(yè)的生命周期中，總會遇到各種“戰(zhàn)疫”，我們只有直面各種挑戰(zhàn)，采取一定戰(zhàn)略組合：適應性戰(zhàn)略為了生存，重塑性戰(zhàn)略為了增長，實現(xiàn)戰(zhàn)略精益性與數(shù)智化增長。企業(yè)在精益數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中必須注意三點：1、有否清晰的精益與數(shù)字化轉(zhuǎn)型規(guī)劃？2、有否轉(zhuǎn)型的明確績效評價指標？3、有否端到端的組織、流程、文化變革的決心？

我們應該融合德國的工業(yè)4.0、日本的精益生產(chǎn)TPS、美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和中國的兩化融合數(shù)字化工廠的實踐，在國家制造2025戰(zhàn)略框架下，企業(yè)應根據(jù)自身的實際情況，制定自己的制造2025戰(zhàn)略規(guī)劃。

高效計劃與智能調(diào)度排程研究會

? ? ? ? ? ? ? ?摘自————高效計劃與智能調(diào)度排程研究會