精益生产智能制造
华兴玻璃引进日本中产连并启动推进丰田生产方式的项目,与日本质量团队一起,通过精益化、标准化管理,全面提高企业管理水平,打造出属于自己的稳定盈利模式。海天味业投巨资建起多条世界领先的全自动生产线,智能物流可以做到运输计划和到货跟踪管理,每一瓶酱油都知道它的出处。
前日出炉的《2016年佛山民营企业发展调研报告》,把佛山民企转型升级总结为佛山功夫“六招十二式”。华兴玻璃和海天打出了其中的第一招两式,后院掘金招数中的精益生产和智能制造两式。
“六招十二式”佛山民营企业从市场中主动探索出来的转型成功经验。本报从今天开始刊登民营企业转型升级的“六招十二式”以及对应的案例分享,为更多民营企业转型升级提供借鉴,期望对您的企业带来启发。
相传《一千零一夜》 有一个典故,描述的是一个印度人出去寻宝,数年空手而归,而回家后整理后院,却意外挖到宝贝。佛山的民营企业家正如那个寻宝的人,通过后院掘金,找到宝贝。“掘金后院”指出企业转型升级的一个方向。
微笑曲线是企业、产业转型升级的经典理论与模式,它强调的是企业从低附加值的制造环节向研发、营销两个高附加值攀登。掘金后院模式就是将制造环节的成本底往下打,在车间中寻找失去的金子。
精益生产和智能制造是掘金后院模式的两个经典“招式”。精益生产和智能制造都是企业降低成本的利器和保证质量的法宝。精益生产是一个复杂的软系统,通过消除生产过程中各种浪费,间接减少劳动力,提高对员工要求,继而降低生产成本。而智能制造是一种具体的实施手段,通过直接替代生产第一线的员工,实现资本替代劳动,实现人机智能,极大提高生产效率。
在劳动力成本攀升压力下,在实现转型升级的过程中,佛山不少民营企业应用了精益生产模式,提升生产智能化水平,促进佛山制造向佛山智造转变。例如,华兴玻璃通过聘请日本专家团队,美的集团通过实行企业组织扁平化等方式应用精益生产模式。海天引进现代化立体仓库,格兰仕创设G+智慧家居战略平台,提升智能制造水平。
精益生产和智能制造生产模式主要适用于面临劳动力成本上升压力、有一定生产规模、又能实现标准化或定制化生产的制造型企业。
第一式:精益生产
传统企业发展战略是走规模经济之路,即通过“单一品种或少品种→大批量生产→以大批量降低成本→成本的降低进一步带来批量的扩大”方式来发展。然而,在目前市场激烈变化、用户需求多样化情况下,许多产品要实现规模经济并不现实。如果按传统的管理思维,采用传统的多品种中小批量生产方式,意味着生产成本上升、竞争力下降。因此,管理思维必须革新,既要减少生产批量,实现多品种生产,并保证甚至提高产品质量,同时又要降低成本。
精益生产是一种按需生产、节约成本、提高效率的生产管理方式和管理理念,最早源于丰田生产方式的实践经验总结。精益生产通过管理体制、系统结构、流程设计、人员组织和市场供求等方面的变革,使生产系统能快速适应用户需求的变化,并消除生产过程中无用的耗费,精简运营过程中多余的环节,最终达到最大限度地降低企业成本、提高生产效率、提升产品质量和满足消费者需求的目标。精益生产的关键是管理过程,其特点一是以简化为手段,消除生产中一切不增值的活动;二是强调人力资源的重要性,充分发挥员工的潜力;三是通常采用适度自动化的方式,以便提高生产系统的柔性。
佛山许多民营企业尤其是民营制造业企业,在转型升级的过程中,逐步从传统生产方式向精益生产方式转变,其实施精益生产主要有如下三个关键环节:一是精益供应,其需让供应商做到准时和准量供应,它是实现精益生产的前提。二是准时生产,其需做到按需求的合理量及时进行生产,通过依靠企业内部高效的生产,快速地对顾客需求作出反应;三是精益销售,其需做到快速地提供满足客户需求的产品,它是精益生产的一个重要保证。
典型案例
美的集团
产品型号从2.2万个缩到2000个
美的集团积极实施精益生产,通过精简产品型号,做到销产供一体化。美的集团认为要做出好产品,必须聚焦,把产品型号数量大大减少。美的风扇原来在国内市场有150多种型号,现在精简至20~30种型号; 小天鹅洗衣机从2000多个型号,精简至450个。目前,美的在国内市场的产品型号从2.2万个缩减到2000多个。
精简产品型号后,美的集团推行“T+3”计划更好地实现销产供一体化。美的集团控股的小天鹅,2015年实施了“T+3”计划,三天经销商下订单、三天备料、三天生产、三天配送发货,周转天数大约从15天缩短到9天,2015年收入利润双双逆势大幅增长。
同时,根据精益生产的管理理念,美的集团近年来致力于企业组织扁平化改革。在组织结构上,美的集团打破“科层制”,将原来管理岗位M5-M8的职级压缩为一个职级,董事长、工厂总经理是一个职级,总经理、总监也是一个职级,进一步淡化科层意识与官本位文化。
美的集团建立新的架构,设立9个事业部(家用空调、厨房电器、洗衣机、冰箱、中央空调、生活电器、热水器、环境电器、部品)、8个平台(美的国际、安得物流、电商公司、客服中心、金融中心、采购中心、中央研究院、智慧家居研究院)、9个职能单位(用户与市场、产品管理、财经、IT流程、战略发展、企业运营、人力资源、审计、法务)。在运营机制上,美的集团全面推行“产品经理制”,继在家用空调、厨房电器、中央空调、热水器等事业部试点后,2016年在其他事业部全面铺开实行“产品经理制”。
华兴玻璃
精益化管理保持每年25%速度扩张
广东华兴玻璃股份有限公司所处的日用玻璃制造行业是一个相对传统的劳动密集型行业,但企业通过变革管理模式,展现出“不传统”的一面。与其他传统劳动密集型的民营企业相似,华兴玻璃近几年来同样面临客户需求不断变化、国内外同行业竞争激烈等诸多挑战;同时,作为一个平均每年保持25%速度扩张的“成长型”民营企业,华兴玻璃也面临产品质量、成本、交货期不能适应市场需要等问题。
面对这些挑战和问题,华兴玻璃于2005年引进日本中产连并启动推进丰田生产方式的项目,与日本质量团队一起,通过精益化、标准化管理,全面提高企业管理水平,打造出属于自己的稳定盈利模式。
在华兴玻璃的每条生产线上,偌大的制瓶车间一般只需2~3名技术工人;在检测环节,自动化的“机器人”替代人工劳动,将有瑕疵的瓶子直接选出。华兴玻璃生产线的高效运行与其早年实施精益生产管理方式密切相关。
华兴玻璃将日本管理技术专家指导革新企业管理过程变成培训企业管理人才的过程,不断探索整合人力资源形成相对稳定的、有共同的目标理念的管理梯队的方法,真正做到以人为本、人尽其才;同时构筑具有公司特色的精益化生产方式,主要涉及系统化流程再造和科学的财务管理成本控制体系; 此外还构筑华兴生产模式,从5 S基础工作着手,开展全员参与的生产保全,以及以即时制生产和自动化为主要内容的TPS管理。
第二式:智能制造
智能制造是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行诸如分析、推理、判断、构思和决策等智能活动。通过人与智能机器的合作共事,实现扩大、延伸甚至取代人类专家在制造过程中的部分脑力劳动。
智能化是制造自动化的发展方向。自动化是指机器设备、系统或生产和管理过程在没有人或较少人的直接参与下,按照人的要求,经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制,实现预期目标的过程。自动化主要涉及过程自动化、机械制造自动化、管理自动化三方面内容。当前自动化技术正呈现向柔性化、智能化和高度集成化方向发展的趋势。而其中把制造自动化的概念进一步扩展到柔性化、智能化和高度集成化,“智能制造”概念则应运而生。
课题组在问卷调查中发现,在234家受访的民营企业中,有发展智能制造装备、开展智能化生产的企业有46家,有开展产品智能化转型、建立“可感知、可计算、可交互”的智能产品的企业有33家。智能制造是佛山民营企业转型升级的一个重要方向。
典型案例
海天
120秒完成下令到实物出仓
海天味业是中国最大的专业调味品生产企业。海天建有全球面积最大的玻璃晒池群、多条世界领先的全自动包装生产线,并在调味品行业中率先引进现代化大型立体仓库,既节约土地资源,又实现高效自动化。
海天建有多条世界领先的全自动生产线。每条自动化生产线上都装有一套在线检测系统,在各种传感器和摄像头的全程高精度检测下,产品在生产的过程中有丝毫的不合格都会被自动剔除。以前一条生产线需要20个工人,现在新的自动化生产线只需要6个工人。
海天率先引进现代化大型立体仓库。这个立体仓库占地10400平方米,有仓库位28400个,可以储存3.8万吨成品,存储率达到100%,是同面积仓库储存能力的5倍。它通过采用高层货架存放货物,充分利用仓库高达30多米的垂直空间,货物在高层钢货架上堆叠10层,大大节约土地资源。
海天的立体仓库实现了高效自动化。立体仓库主要由库房、堆垛机、出入库输送系统、计算机控制系统、信息识别系统、通信系统、监控系统和管理系统组成。从下达指令到实物出仓,只需要120秒,整个过程全自动无人操作。
海天的立体仓库还能实现智能物流和智能监控。智能物流能做到运输计划和到货跟踪管理。从入库业务到出库业务,到最后的库存调拨,全程由系统自动化安排,在立体仓库中完成,并且全程实时监控。
海天高效的自动化生产线和立体仓库系统保障海天酱油的产品品质,满足调味食品对储存环境和期限的严苛要求。立体仓库可实现温度控制,确保产品存储环境良好;同时,能更方便、强制性地做到“先进先出”,确保每箱货物的存放期最短;此外,海天酱油能够通过系统查询到每一个垛板的生产日期、质检状态,对不符合项进行冻结,保证不把劣质产品投放市场。
格兰仕
新厂单线人均效率提升62%
总部设在顺德的广东格兰仕集团有限公司应用“互联网+制造”,推动制造智能化升级,实现智能化定制生产。2016年6月,在中山生产基地,并率先建立了全球首条微波炉智能化生产线。
格兰仕通过加强基础设施建设、配套自动化装备、引入信息化系统,建设全面赶超国际一流水平的“新四化”工厂。2014年格兰仕总投入超过30亿元扩建自动化工厂,实施智能化的产业布局和自动化流水线,大幅提升生产效率。在格兰仕微波炉总装车间,新建工厂的单线人均效率比传统生产线提升了62%。
格兰仕创设 G+智慧家居战略平台,该平台可支持格兰仕全品系家电的云接入服务,真正实现“人机对话、智能控制、自动运行”。格兰仕G+智慧家居平台可为用户提供健全完善的接入和智能解决方案,并针对产品运行、用户习惯进行数据分析,为公司运营、产品改善提供数据分析。
定制家电对制造、研发、物流等后台的快速智能生产有极高的要求,而格兰仕用模块化智能生产解决了如何将传统规模化生产适应个性化定制需求的问题。格兰仕发布专为80后、90后定制的互联网品牌“UU”及其变频空调、风冷冰箱新品。格兰仕有一个专门的组件车间,复杂的零件会被装配成不同的模块,模块与模块之间可以快速集成,小家电、大家电都可按需使用不同模块组成的成品。
文/佛山日报记者孟伟
趋势|理性看待智能制造 做好精益生产
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机械制造企业主要是生产机械产品和装备,经历了机械化、电气化、信息化、智能化的发展阶段。
西门子公司率先提出了工业4.0,并上升为德国国家发展战略,其核心就是电子、IT、工业机器人在企业的应用。我理解的第三次工业革命主要是面向自动化,解决的是人的体力的延伸;第四次工业革命的核心技术是CPS,主要解决的是智能化问题,是人脑力的提升。
美国提出“先进制造业国家战略计划”。在中国工程院的建议和推动下,我国也开始实施制造强国建设,无一例外都聚焦到智能制造。政府对搞智能制造的积极性很高,企业搞智能制造的积极性也很高,专业的热情也很高,到底什么是智能制造?
很多企业要打造数字化车间,要运用机器人技术和人工智能技术,这非常好。企业运用人工智能技术之前,首先要把数字化、网络化技术用好。无论是运用机器人,还是引入人工智能技术,都不能替代企业本身的产品设计技术和制造技术。智能制造是很好,但它不是医治企业百病的良药,它并不能替代设计技术和制造技术的本身,它可以提升设计的水平和产品质量。
精益生产和质量工程是智能制造的前提和基础。如果生产是粗放型的,那就没办法搞智能制造,所以首先要精益生产,通过机器人技术、人工智能技术实现精益生产。精益生产既是智能制造的基础,又是智能制造的目标。
精益生产主要包括四部分内容。一是精益设计。二是精益加工。三是精益装配。四是精益服务。改革开放40年,制造业取得了很大的成绩,人民的生活水平发生了翻天覆地的变化。40年以前,很多地方的老百姓为吃饭问题而发愁。现在,我国已经拥有250多个工业门类,全面出现了产能过剩。现在大部分老百姓是为什么问题发愁?现在老百姓是为减肥问题发愁。由为吃饭问题发愁转变为为减肥问题发愁,充分说明了制造业取得了很大成绩。
精益生产贯穿全生命周期
大部分的制造企业处于产业链的中下端。从生产过程来看,属于粗放型的、简单型的、加工型的生产方式,产品设计始终是弱点。我国的企业追求创新精神、追求创新设计、追求创新的产品。企业家要做产品,首先要关心产品是给谁用的、客户是谁、市场在哪里。这些都需要通过精益设计来完成。制造业向服务型制造业转变,精益生产要贯穿产品的全生命周期。
德国人认为有四次工业革命,英美还在提三次工业革命。英国学者保罗·麦基利提出了三次工业革命说,他认为第一次工业革命是工厂取代作坊,面向机械化生产;第二次工业革命是流水线普遍运用,面向的是大规模生产;第三次工业革命发生在21世纪初,它的特征是数字化制造,面向定制分散的生产。
制造业现在比较困难,按质按量交付,出现各种人员的效率、库存、质量、成本等问题,搞生产的人员整天忙于救火。更严重的是研发人员不足,供应商不能保证交付等等。
在这样的背景下,精益生产方式就应运而生。精益生产,一个精,一个益。“精”就是少而精。就像减肥一样,人需要减肥,生产过程同样要减肥。少而精不同于其他的生活方式。“益”就是取得最大的效益,多品种、少批量。最早是由美国麻省理工学院在国际汽车计划研究项目中提出来的。日本丰田公司的生产方式是适合制造企业的生产组成方式,精益生产是麻省理工学院对日本TPS的赞誉。很多人认为精益生产是日本人搞的,实际上是美国人的理念。
除了精益生产以外,美国人又提出了准时生产的概念。准时生产非常重要,现在的提法是精准生产。精准就是精益生产和准时生产加起来叫精准生产。但是,我们又把它广义化了,用在别的领域了,甚至用在社会科学很多领域。这是一个普遍的先进理念。
精益生产的基本思想是在需要的时候按需要的量生产出需要的产品,它是准时生产方式之一。精益生产的核心是零库存和快速反映市场变化。精益生产有五个原则,包括价值原则、价值流原则、流动原则、需求拉动原则和完美性原则。生产的产品具有高度附加值。同时,降低成本、改善质量、缩短生产周期也是非常必要和重要的。
它有六个方面的追求,品质追求是零缺陷,具体来说是稳健生产,是百万分之一的次品率;追求在制品最少化原则;尽可能让生产平衡与匹配;追求生产效率的极限化原则;追求生产计划能够变动的原则;追求统一协调的生产和物料管理的原则。它的七个“零”目标,零不良品、零转产、零搬运、零库存、零停滞、零故障、零灾害。每个目标都有具体量化的要求。
推广精益生产有六个要素。第一是员工环境和参与;第二是工作场地组织;第三是质量;第四是生产可运行性;第五是物料移动性;第六是流畅的生产。
精益生产是智能制造基础
推广精益生产与推广智能制造并不矛盾。精益生产既是智能制造的基础,也是智能制造的目的。有了智能制造+精益生产,制造企业就能向数字化、智能化、拟人化、绿色化方向发展。这使得机械制造传动和驱动更加高效,运行控制要求更加智能、系统设计更加多元、系统制造更加复杂、工作环境更加简单、系统尺度更加多样。
推广智能制造、推广精益生产最终的目标是生产高质量的产品,生产高质量的产品就需要高质量的技术。在技术方面,结合研究,总结了十项关键技术。
第一,基于物联网与RFID条码的质量监控智能环境技术。要搞精益生产,就需要物联网的智能化的监测质量的环境。第二,面向制造知识和质量管控的系统布局。制造资源的每一个环节进行质量的布局,我们往往是比较多的考虑生产布局。质量如何来管控布局,过去研究的比较少。第三,以人为中心的故障诊断与智能交互系统技术。以人为中心,同时能够对故障诊断进行交互的生产。第四,基于虚拟现实和增强现实的产品内在质量可视化系统。不仅要关注表面的质量,还要关注内在的质量。比如,它的强度、刚度、可靠性等等内在质量。中国产品的内在质量往往会弱一点。第五,产品、零件和物料、工具多层次的精确定位技术。第六,面向装备质量的自适应抓取和路径优化的智能装配技术。第七,人机一体化的人、机器人与机器协同工作技术。第八,智能制造和网上协同的质量标准规范。我们搞了智能制造、网上协同,但质量如何来管控,每个行业都有每个行业的标准,每个企业有每个企业的标准,每个产品有每个产品的标准,这个标准规范是非常重要的。第九,量身定制的性能参数实时调控智能界面。要定制化生产、定制化的质量控制。第十,基于价值链提升的制造服务质量体系。现在由制造业转化为制造服务业,这是大趋势。转化为制造服务,服务的质量怎么管控,这更加重要。因为用户使用你的产品,在体验的过程中如何进行质量的调控、质量的设计、质量的保证,这决定了我们这个产品是不是得到用户的欢迎。
围绕这些工作,我的团队在五个方面做得比较好:基于模式识别的零件潜在缺陷检测技术;基于机器学习的微刃磨损视觉检测技术;大长径比孔精度在线检测与智能加工技术;基于混合现实的大部件测量与对接技术;基于物联网大数据的数控机床远程诊断技术。
(以上内容根据中国工程院院士谭建荣在“第十五届中国制造业国际论坛”上的公开演讲整理而成,未经本人确认。)
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