五大能力+四化之道 联想为智能制造提供现实路径

9月2日,联想集团在北京发布了《联想智能制造白皮书》,系统阐述了智能制造在全球的发展历程和现状,以联想自身实践为例证介绍了智能制造实施方法论,为智能制造的发展和落地提供了具有指导意义的实现路径。这是国内首批基于企业实践背景的智能制造白皮书,提出了以实践方法论为驱动的科学模式,创造性地阐述了智能制造的本质是技术与应用场景相结合的理论体系,同时提出了科技引领、携手未来的倡议,推动更多企业拥抱智能技术的新机遇,全面提升产业竞争力。

白皮书指出,在推进智能化转型过程中,联想始终以智能制造为核心,通过推进供应链交付智能化、工厂智能化和物流智能化,构建高效的供应链体系。同时,智能制造的延伸拓展不应局限于公司内部,应该通过构建生态圈共同打造端到端智能化的能力。

随着社会的不断发展和生活节奏的加快,新一代客户倾向于使用更加彰显个性的定制化产品,希望生产商能够快速响应需求。加之,局部贸易协作的不确定性,全球性流行疾病等突发因素对企业上下游供应协同提出了更高的要求,如何通过更高效布局、更智能生产、更智慧协作构建稳健的供应生态需要深入的关注与思考。白皮书正是对多元化需求和复杂国际环境的回应,也提供了值得参考的答案。

智能制造“五大能力”

联想认为,智能制造应该是贯穿生产制造整个链条全面、系统的智能化,是运用物联网、大数据、人工智能、5G、区块链等新兴技术来构建具备产品个性化、供应协同化、服务主动化、决策智能化的全流程绿色智能协同生态链。

在联想的智能制造体系中,技术是推动智能变革的核心动力。基于对行业变革、技术演进深入的研究和理解,再结合自身的实践,联想总结出五大智能制造核心能力“互连互通、柔性制造、虚实结合、闭环质量、智能决策”。

互联互通——从客户需求到最终交付全链路。通过利用IOT的技术将物理与数字流程整合起来,将IT系统和经营系统无缝链接,实现研发、生产、销售、客服、供应链,甚至是财务、HR 系统各个业务链的数字化整合。在联宝工厂,协同云平台接入合作伙伴和供应商超过300家,大大提升了端到端协同效率,承诺供货时间减少超过50%。

柔性制造——高度自动化的混线柔性生产,主要是应对少量、多样化的订单需求。联想探索实践了以网络协同、数据智能为基础的柔性制造系统, 实现高效的协同,满足高度的柔性、敏捷和高质量的产品生产需求。例如: 在联想主要台式机生产基地惠阳工厂,通过打造自动化工艺为主的柔性线体,实现工厂产能提升30-41%。

虚实结合——指物理与虚拟数字的映射和闭环控制。联想通过数字仿真技术建立起虚拟产品并进行虚拟环境下的各种测试和分析,当设计不断完善之后,可以再通过虚拟制造对生产流程进行验证和优化,确保真实的生产顺利进行。产品进入物理产线之后,基于虚实互联,关键设备的参数和状态就可以得到在对应模型上的实时掌控,进而识别和调整设备的状态,保证生产出优质产品。

闭环质量——端到端的质量追溯、监控、分析和管理。通过智能数据分析来支持智能决策,并通过智能的管理体系驱动高效的运营,最终借助智能技术应用来驱动技术创新。以联宝工厂为例,通过和供应商的生产系统进行对接,实现了提前24小时精准预测货物到港信息,自动生成检验报告以及闭环联动管理,减少了来料检验的时间,入库效率提升50%,检验人员减少20%。

智能决策——通过大数据和人工智能驱动预测性分析决策。例如,联想自主开发智能排产系统,利用大数据和人工智能的技术,基于物料、交期、成本、产能、产量、品质等多维度绩效优化得出最优化排产结果,排产时间由原来的9小时缩短到现在的不到1小时。

需求为导向成就“四化之道”

基于五大能力的积累和实践,目前联想在“四化之道”上取到了显著成效。

产品个性化——作为全球最大的智能设备制造商,联想每年设计、生产、销售PC、手机和服务器产品超过1亿台,已累积大量满足客户个性化需求的领先经验。

供应协同化——联想在全球拥有超过30家自有及合作工厂,2000余家零部件供应商,280万家分销商和渠道商,是Gartner评选的唯一连续五年进入全球供应链前25名的中国企业。在PC产量最大的合肥联宝工厂,电子物料全自动仓储系统单日进出料30000卷,每4小时调取2000多种物料到产线。在智能协同的供应链系统管理下,将复杂化为无形,工厂从备料到生产就像人们去无人超市买东西一样便捷畅快。

服务主动化——联想致力于精准感知和预测客户需求,主动为客户提供他们需要但还未提出甚至还未意识到的服务,让客户无时无刻都能感觉到联想贴心服务的存在。

决策智能化——联想人工智能开放创新平台支持智能制造的整个价值链和广泛的应用场景。例如,在电脑显示屏检测方面,运用机器视觉采集照片,机器算法分析照片来替代人工进行判断,既高效又准确。在智能化排产方面,联想通过AI算法,实现了90分钟内10000+次的订单与物料的匹配计算,从而得出最优交付计划,既充分实现了产利利用,又很好地满足了客户需求,甚至还能告知客户明确的收货时间点。

知行合一引领智能化转型

今年年初,新冠疫情在短短几个月时间波及全球,世界各国相继采取社交隔离、控制边境等措施,不仅给经济和社会活动按下了暂停键,更导致全球性的供应链中断,生产停滞。在这样的极端情况下,联想智能供应链展示出了极强的韧性,一方面在不同生产地点之间灵活配置产能,另一方面与上游供应商紧密协同,保持生产的持续。3月份联宝工厂日、周到月出货量都创历史新高,4月份包括武汉在内的生产基地均实现满产运营。刚刚过去的联想20/21财年第一季度财报显示,个人电脑与智能设备业务取得了10.1%的营业额增长与28%的税前利润增长。这既是因为疫情下居家办公和远程学习的强劲需求带来个人电脑市场的增长,同时也得益于智能供应链的有力保障。

2020年3月,投资20亿元的联想南方智能制造基地在深圳宣布开工建设。它引入了物联网、5G、人工智能、数字孪生等先进的通信和信息化技术, 通过智能物流、智能排产、智能生产、智能质检、智能规划的结合与应用,打造智能工厂生产模式,标志着联想的智能制造能力达到新的高度。

如今,中国制造业正背负着新的使命,推动中国制造向中国智造升级,加快制造大国向制造强国转变。在这样的历史性机遇期,联想将持续在智能制造领域深耕,致力于构建世界级的“智能工厂”,进一步赋能行业,全面提升产业链的智能化水平。（一鸣）

敏捷制造-更适合中国制造业的智能制造方法论

一、从制造行业自身发展规律看制造业的时代性挑战

从技术白盒角度，工业分为1.0/机械化，2.0/电气化，3.0/自动化，4.0/智能化。

同时从产业黑盒角度，还可以区分为 批量经济时代，品类经济时代 和 速度经济时代。

随着中产阶级增加，移动互联网技术发展，客户需求的多样性越来越多，中国制造业已经进入品类经济时代；

制造业面临的当前时代性的挑战中，比较突出的根本性挑战包括以下三点：1.品类经济时代的多品类小批量生产模式对生产环节的挑战，包括进度，产能和质量等挑战；2.速度经济时代的高周转运营模式对整体运营的挑战，包括短交期和库存周转的挑战；3.工厂向低成本区域分散对分布式管理的挑战，包括分布式运营管理和最佳实践经验快速复制的挑战。

以上三点挑战是可以用数字化技术攻克的，也是制造业数字化转型的关键目标。

二、从制造业外部环境变化看制造业的时代性挑战

制造业是一个需要“深掏滩，低作堰“ 从而形成规模化效应 的行业，需要持续精益生产降低成本（深淘滩），通过规模增长来降低单位生产成本，同时保持人均利润（低作堰）让利客户，带来等多的订单进一步扩大规模。

当前外部人力成本指数增长，原来量变的精益生产已经不够了，需要利用智能制造实现质上的“深掏滩”。制造单元从”以人为主，设备为辅助“，转变为”设备为主，人为主“，最后实现”黑灯生产，无人工厂“。利用智能制造（自动化+数字化+智能化）深掏滩，在规模扩大产值的情况下，保持人均利润（低作堰）。

之前制造业还处于批量经济时代，社会人力成本也低于设备成本，所以数字化和智能化没有普及。当前无论从制造业自身发展规律，还是外部环境变化的影响，制造业当前需要数字化和智能化技术实现智能制造。

三、目前业界智能制造有三大流派：

1. 美国的管理流程流派：经过几十年的业界全方面的推行，已经深入人心。洗脑的最高境界就是：没有把SAP/达索用好，都是企业不配用，是企业的问题，企业的管理流程还没有规范化。流程流派的核心是：用流程解决人的不确定性。2. 德国的自动化装备流派：传统的DCS/PLC也是德国西门子占有率第一。美的收购的KUKA机械臂也是德国的；自动化流派的核心是：用机器解决人的不确定性。3. 日本的现场管理流派：目前的精益生产理念都来源于日本，包括KANBAN这个汉语都成为英文单词了，5S等方法规范工人的现场操作。现场管理流派的核心是：依靠长期稳定和有经验的人。

这几个流派在中国推行了几十年，为什么还只是少数大企业采用（贵族）？广大中小制造业并没有全面采用。因为三大流派都有缺点，管理流程不能适应快速变化，现场管理依靠工人的稳定，自动化和人工成本需要平衡。随着中国人工成本的上升，自动化是必然的确定的选择，所以智能制造是以智能装备为基础 。但是在运营管理上，还需要探索一个适合中国国情和数字化新时代的方法论。

自动化-数字化-智能化是大家已经有共识的智能制造发展路径，数字化的时代是充满变化的，而且制造业进入品类经济时代也面临多品类小批量短交期的挑战，需要探索一套可以适应变化的智能制造方法论。

传统的ERP/MES是管理流程流派的产品化，是20-30年前的软件了（大哥大），信息输入依靠人工。希望靠流程解决人的不确定性的同时，重新引入了人的不确定性。数字化时代的制造业如果是部署一套20-30年前软件就是智能制造，那么20-30年前就已经是智能制造时代了。

既然智能制造要从智能装备开始，数字化就需要围绕设备来构建，要先建设从设备采集原生数据的数字孪生。智能制造的愿景是黑灯工厂/无人工厂，制造单元要从以人为中心（“人”或者“人+设备”） 演进到以设备为中心 (“设备+人”最终“黑灯工厂/无人工厂”) 。服务于以人为中心的传统ERP/MES不适合为设备为中心的生产模式，智能制造时代需要新的工业软件架构 。

四、敏捷制造：利用数字化技术应对变化/不确定性（包括人的不确定性） 。1.在数字化时代，需要有更适合中国大量中小企业的智能制造理念，基于数字化技术的敏捷制造 是工厂最佳实践的放大器。长期工作在工厂一线的基层管理和专家，在实践中积累了很多应对变化的最佳实践，这些最佳实践通过数字化技术放大推广。形成 新变化-最佳实践-敏捷制造放大-新变化-最佳实践-敏捷制造放大 的良性循环，利用数字化技术应对变化/不确定性（包括人的不确定性）。2.敏捷制造解耦传统工业软件（20年前），关注价值流的闭环、协同和智能，打造敏捷数字化内核（数字孪生+智能协同） ，按需分阶段引入自动化、流程和现场精益管理等职能和专业功能。智能化=数字化敏捷制造内核+[流程化+自动化+精益化]。 3.服务于垂直行业头部的软件架构（大哥大）较难平滑演进到 适合中小企业的水平解耦的软件架构（智能手机）。

如果把智能制造类比为对工厂的自动驾驶，那么汽车自动变速箱的发展历程值得参考。1886年最早的汽车只有主减速箱，没有档位，不能倒车，只能前进。 1889年世界上首个变速箱只有两个档位，需要与发动机转速配合操作才能实现换挡，难度相当大。1940年Hydra—Matic变速箱采用液力耦合器（非液力变矩器）和三排行星齿轮 拥有四个前进挡位和一个倒挡位；1950年福特旗下车型开始配备3挡自动变速箱 ,依旧采用了液力变矩器加行星齿轮 变速器的组合方式。

自动化类似汽车的发动机，有不同的马力，按需选择。精益化类似汽车的油门和刹车，现场管理避免浪费和安灯系统。流程化类似汽车的安全带，不同速度和地区要求不一样，前排必须带，高速公路和深圳/香港后排也必须带。这些都是工厂运行的关键部件，同时敏捷制造这个数字化内核，类似汽车自动变速箱和仪表盘让工厂运行更加平滑，更敏捷的应对变化，持续迭代地实现数字化转型和智能制造 。敏捷制造的数字化内核也类似变速箱和仪表盘一样是默认标配的，任何发展阶段的工厂都需要使用。

敏捷制造和管理流程边界：严格、精细和标准化的管理流程适合财务和合规等后台管理（ERP），不适用于需要敏捷的作战单元，生产订单是敏捷制造系统和ERP的边界。敏捷制造和现场管理边界：敏捷制造系统刚性管理边界是制造单元和主干流程（价值流）。数据协同在制造单元内部要全部自动化/数字化，设备自动采集和工位机自动推送，避免带来动作浪费。制造单元内的现场管理依靠现场协同，不把需要灵活应变的现场流程固化为软件（适应变化），可以提供必要的防错防呆工具。

敏捷制造宣言：1.响应变化 高于 遵循计划 2.数据 高于 流程 3.协同 高于 审核 4.交期 高于 OEE

通过敏捷制造方法论，可以把每一个制造企业带入数字化新世界！

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