《電子技術應用》
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傳統工廠“逃生”:奔向工業4.0

2015-01-19

    幾年前,復印機、打印機和掃描儀等設備的更迭速度之快,讓創美工藝董事工場長金吉光早早陷入危機感之中,于是更早地探索更新的模式。如此,他領導的創美工藝,也得以在這一波技術更迭中生存下來。

  現在,創美工藝正與軟件合作,希望聯手打造一個工廠自動化和智能化的樣板生產線,提供給其他制造企業。創美工藝以工廠管理的技術和經驗,做好“自動化”的部分;軟件則以其在制造業的客戶積累,做好“智能化”的部分。而這正是雙方在探索工業4.0在中國制造業的應用。

  傳統工廠逃生

  創美工藝原本主要的業務是復印機、打印機配件,在電子工業發展日新月異的今天,這一行業給人的第一印象是:技術含量不夠高。所以,它注定了要更早感受技術革新帶來的沖擊。

  創美工藝的日本總公司,在泰國、菲律賓、波蘭等地還有八家工廠。金吉光告訴記者:“菲律賓工廠最多時有1800人,瞬間訂單沒有了,現在工廠只剩150人,等于死過一次了……”

  2008年全球金融危機后,世界宏觀經濟下滑,對復印機打印機之類的辦公設備的需求下滑,而這一領域的設備更迭速度又非常快:主流設備從黑白打 印機到彩色打印機、到掃描儀復印機打印機一體化;而到了今天,各家公司干脆時興無紙化辦公——結果是大幅減少購置這些設備的需要。

  復印機、打印機的配件,占到創美工藝三家工廠收入的半壁江山,占蘇州工廠收入的比例更高,創美工藝蘇州工廠的主要客戶,是大名鼎鼎的佳能。在比 較惡劣的行業形勢下,2013年,創美工藝的營業收入變化不大,仍然是接近10億元,利潤較往年顯著下滑,為2000萬元。這一年,傳統制造業表現不樂 觀,金吉光觀察到江蘇一些同類企業掙扎生死線上,創美工藝的表現雖然不及以往,但感覺是暫時逃生了。

  復印機和打印機等設備一貫是日資企業的強項,這個行業的變遷,帶來許多日資在華工廠的困境。金吉光目睹了周邊很多跟自己頗為類似的企業解體,他的危機感比以往任何時候都重。而危中求生存求發展,被他稱為一場“逃生之旅”。

  最開始,創美工藝開始直接向客戶銷售沖壓件,像汽車金屬框架和大小液晶屏、打印機輔助設備的零件,使用的工具是模具和機械設備,原本這些工藝工 裝是創美工藝的工廠自己生產制作和使用的,后來干脆直接銷售模具和自動化裝備,高技術內涵的產品雖然不像其他產品是批量生產,其毛利率也要高很多。金吉光 表示,2013年,模具和自動化裝備給創美工藝帶來不菲收入,并貢獻了公司的大部分利潤。

    從生產大批量的低技術含量的產品,到生產高毛利的、小批量的產品,這是許多擁有良好工藝和比較質量控制的工廠都會走的一條路。日資工廠則因為工藝和質量控制聞名。很多日資工廠,會被新型的創業型企業選為合作伙伴,為之進行小批量、高品質的硬件設備。

  比如,深圳智能硬件品牌Sleepace在生產其睡眠檢測硬件時,公司的生產總監一直在日本企業做廠長;Sleepace創始人黃錦鋒在看了 20多家工廠后,最后選中一家日資工廠來生產。向金融企業提供IT外包服務的祺鯤科技,需要生產自己研發的PAD,而且最開始訂貨時,一批只需要100 個、200個這樣量級的產品,最終也是在深圳找到一家日資工廠來生產。

  擁抱工業4.0

  從生產打印機配件,到直接出售模具和自動化裝備,是金吉光探索的求生存之路,但他還要考慮如何求發展。下一步,創美工藝該怎么走呢?

  以前,金吉光似乎不需要考慮太多戰略問題,2002年創美工藝建了常熟工廠,然后將常熟工廠的體制和方法搬到蘇州建一個蘇州工廠,2006年, 又在常熟工廠附近復制了一個工廠。金吉光在各大工廠推行精益生產體制,發動所有員工對公司的管理制度、生產流程提意見,力求公司從研發到生產到質量控制, 都做到盡善盡美,最終做出質量不錯的產品,基本出售給日資企業,收入和利潤都穩步上升。

  但這種典型的前工業時代的做法,在2008年后被打破。金吉光也看到周邊的工廠在經歷著這樣那樣類似的困境,他知道,要轉型的并不只是創美工 藝,而是:“今天,所有的企業都要考慮戰略。”而且,并不僅僅限于電子產業因為技術革新必須迅速應對、像原材料價格波動劇烈的制造業、顧客偏好迅速改變的 某些消費行業,其中的公司都面臨自己生產的產品,需要迅速變化以適應客戶的需求。

  也就是說,在前工業時代,工廠都按照訂單大批量生產標準化的產品;在接下來,這些工廠得能適應生產小批量、相對個性化的產品;而且,客戶在訂下 一批產品時,可能會在上一批的基礎上做不小的改動;甚至有客戶希望在下訂單后,寧愿支付額外的費用,也要改變一些產品生產時的參數,甚至退貨。金吉光想到 的是,傳統的工廠管理方式,顯然無法應對這樣的要求,必須真正的“自動化+智能化”才能解決,他希望最終做出這樣一套模板,為千千萬萬的工廠提供工業 4.0時代的解決方案。

  最終,金吉光找到了軟件,并與軟件簽訂了戰略合作協議。雙方的考慮是:軟件有大量的制造業客戶,對制造業企業的了解無出其右,能做“智能化”的部分;創美工藝則在工廠精益管理、自動化設備提供、各種機械設備的柔性改造方面有優勢,能做好“自動化”的部分。

軟件機械行業總監曹暉告訴記者:希望以創美工藝為原型,打造供更多制造企業參觀和研修的工業4.0樣板工廠,這需要綜合自動化+信息化+物聯網等技術,在設備、控制、軟件、流程等各方面進行智能化改造;未來的愿景是:樣板工廠所有的創新實踐將來都可以復制到其他制造企業。

  目前,在軟 件的協助下,創美工藝已經在MB車間(小尺寸液晶顯示器事業部)搭建了一條智能生產線:這條生產線能根據MES系統(制造執行系統)指令,通過工業軟件拉 動設備進行作業加工和物流執行。在生產線的‘頭’有人準備物料,‘尾’有人接收成品,中間從上料到整個加工過程、到成品的運輸和管理,都是自動化的,所有 加工設備之間的協同都通過機械手來進行操作,所有設備加工狀態都可以通過MES系統進行秒級實時監控。

  曹暉介紹,MES系統的應用,可以讓工廠廠長對生產環節進行精細化管理,在一些傳統工廠,工廠廠長其實無法實時知道生產情況,比如一個車間有幾 十臺設備,如果他不去現場看,他可能不知道哪臺設備今天在運轉,更無從知道每條生產線的產量和良品率;以往,這些都需要在生產結束人工統計才能知道,—— 生產實績的滯后,使管理者無法實時決策和快速進行排產調整。

  曹暉介紹,中國絕大部分制造企業還停留在工業2.0向工業3.0突破的階段,很多企業只是實現機械化生產和局部自動化,在高度自動化、全面數字 化、柔性智能化還有很大的提升空間。曹多次去創美工藝,觀察到創美在自動化、數字化水平處于領先,自動化率達到50%。創美通過追求生產過程自動化,一些 流程盡量用機器來代替人,既避免由于人的不確定性而給生產帶來不確定性,提高生產效率和產品質量,也希望把工人從這類簡單枯燥高頻度的工作中解脫出來,而 是做更多機器無法進行的、現場決策的工作。

  金吉光告訴記者,創美工藝的愿景是做工業4.0的產品線,這個產品線是一個可以復制的“樣板生產線”,這一樣板生產線最開始由創美工藝應用,最 終能由其他制造業企業來使用。其流程是:客戶下了訂單后,就可以全程監控訂單的交付過程,知道工廠此時是否已采購物料,還是已經將物料準備好并放上了生產 流水線加工,包括跟蹤產品發運信息;客戶還可以在這個過程中隨時“反悔”,即在不同環節,客戶支付不同額度的費用,就可以撤單。而這不但需求前述的智能 化+自動化技術,也需要企業財務系統能實時分析出訂單執行每一步所發生的成本,這背后隱含著工廠的管理者對工廠各生產線的精細管理。

  工業4.0概念很大,不同人有不同的理解。創美工藝和軟 件的嘗試,并不是僅僅強調工廠的自動化和智能化,更希望的是,企業在實行“前店后廠”模式時,工廠保持整個生產流程對工廠的客戶透明化,客戶通過手機對工 廠執行訂單進行實時跟蹤,這樣能使工廠的客戶對工廠的控制,像一家企業內部的控制一樣有效和可靠。這個模式比起傳統模式先進太多,傳統模式下,客戶到工廠 交貨時才獲知貨物的真實情況。而創美工藝和用友軟件推行這一切,最終目的都是希望能協助工廠,能應對未來工業生產的兩大新趨勢:小批量的訂制化生產趨勢和 客戶需求可能迅速大幅變化。

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