廣東省制造協會
智慧制造企業,未來工廠的模式

發布時間:2014-12-05 11:03:42點擊數:[打 印]

來源:互聯網

智慧制造企業,未來工廠的模式

 

導讀智慧制造企業是一個由不同企業間相互組成網絡,包括智慧的創新網絡、智慧的制造網絡和智慧的管理網絡,是建立在“云計算”(更確切的是“云制造”)基礎上的,其物理基礎是互聯網、無線網和物聯網,具有更透徹的感知、更廣泛的互聯互通、更深入的智能化的特征。

    2008116日,美國IBM總裁兼首席執行官彭明盛在紐約市外交關系委員會發表演講《智慧地球:下一代的領導議程》。智慧地球的核心是以一種更智慧的方法通過利用新一代信息技術來改變政府、企業和人們相互交互的方式,以便提高交互的明確性、效率、靈活性和響應速度。

 

    如今信息基礎架構與高度整合的基礎設施的完美結合,使政府、企業和市民可以做出更明智的決策[1]。IBM提出了智慧的電力、智慧的供應鏈等設想。本文在IBM設想的基礎上,提出智慧制造企業的設想。

 

    一、智慧制造企業的體系結構

    智慧制造企業的體系結構如圖1所示,具有以下特征。

 

 

 

 

        1)更透徹的感知。

    企業能夠通過感知網絡快速感知與企業相關的各種信息。感知網絡匯集了來自各企業、各用戶、各種流程、各種設備和系統的信息。同時感知網絡為不同企業服務,使企業所感知的信息的范圍擴展,深度加深,信息的“搜全率”和“搜準率”有極大的提高。

(編選:智慧城市圈子邱文斌來源:微信訂閱號:QWB_2014)

    2)更廣泛的互聯互通。

    企業能夠通過互聯網、無線網和物聯網,實現企業內外信息互聯互通,使用戶的需求得到精準和及時的滿足,資源得到充分利用,工作效率得以實現最大化,各種浪費被控制在最低程度,節能減排取得巨大成功。

    3)更深入的智能化。

    海量的數據和信息的知識化;海量的知識的價值和關系清晰化;不同學科的知識融合化;人機協同的有機化;產品創新和過程創新的高效化;企業管理和控制的精準化;人才評價的科學化。

 

    智慧制造企業與智能制造系統(Intelligent Manufacturing System, IMS[2] 和合弄制造系統(Holonic Manufacturing Systems,HMS[3]的不同之處在于充分利用了互聯網、無線網和物聯網所帶來的影響,建立在“云計算”[4]及“云制造”[5-6] 的基礎上,通過信息互聯互通、員工相互協同的模式,使制造企業具有高度的智慧性。

 

    二、智慧的創新網絡

智慧制造企業的核心是創新網絡。智慧的創新網絡是開放的。社會的創新網絡直接影響企業的創新網絡。創新不僅需要依靠企業內部的廣大知識型員工,也需要依靠各種社會資源。目前,我國科技工作者的創新才能大部分沒有得到發揮,其主要原因之一是創新成果的評價機制存在問題。圖2描述了技術創新面臨的困境。

 

    利用信息技術可以幫助建立一種面向整個社會的智慧創新網絡,其具有以下特征。

    1)更透徹的感知。

    知道哪些論文、專利、科研成果有價值;知道哪些人是哪方面的專家;感知市場的變化和用戶的需求;感知新的技術和知識,做出準確的評價和判斷。

 

    2)更全面的互聯互通。

    對論文、專利、科研成果等進行全生命周期的跟蹤;對科研人員的科研生涯進行跟蹤;實現知識供需雙方的快速對接;同一學科的科技工作者協同建立本學科的知識網絡;不同學科的知識網絡互聯互通;同行專家協同建立技術進化圖和技術路線圖;一些有價值的想法、方法等可以直接發布到網上得到評價和利用;知識貢獻、共享和激勵機制的有機集成。

 

    3)更深入的智能化。

    論文、專利、科研成果中的知識形成一個顯式的有機的網絡;可以快速知道自己的創新位于知識網絡的哪個部分;可以快速發現新的研究方向,避免重復研究;可以方便地將不同學科的知識進行組合,集成創新;可以自動對科技工作者的成績做出有充分根據的準確評價。

 

    企業層的智慧的創新網絡的特征是:

    1)更透徹的感知。

    對企業內部知識及價值的感知,使個人知識組織化、隱性知識顯性化;對企業內部員工創新活動具有敏銳的感知,能夠快速給出準確的評價;對企業外部知識及價值具有敏銳的感知,能夠快速掌握市場的變化、用戶的需求、新的技術和知識。

 

    2)更全面的互聯互通。

    企業內部顯性知識的互聯互通,高度有序;企業內部隱性知識的互聯互通,協同創新;知識供需雙方的互聯互通,知識得以全面推廣應用;知識與創新流程互聯互通,高度集成;企業與外部知識的互聯互通,充分利用社會化資源;企業內外的科技人員可方便地開展協同創新。

 

    3)更深入的智能化。

    通過建立知識之間的關系和知識與人之間 的關系,使企業知識網絡完整化和有序化;使創新網絡更智能化:創新網絡使用的次數越多,則創新網絡變得 越聰明;創新過程中需要什么知識,創新網絡會主動推送;創新過程中大量重復性的工作由創新網絡自動 完成。

(編選:智慧城市圈子邱文斌來源:微信訂閱號:QWB_2014)

    智慧的創新網絡可以形成一種 全新的創新模式,其特點是:

    1)創新的大眾化。

     企業員工 都可以方便地參與到創新過程中來,可以為創新貢獻自己微薄的力量。

    2)創新的協同化。

     創新網絡提供了協同創新的平臺,使協同創新 變得非常方便。從創新網絡中可以 知道創新的方向,根據自己的水平對自己的創新研究進行定位,通 過創新網絡,使自己的創新研究與他人的創新研究有機集成。

    3)創新的持續化。

創新成果在創新網絡中容易得到承認和保護,得到有效的激 勵,使人們積極、主動地去創新。

    4)創新的常態化。

創新以及為創新所做的基礎工作都與日常工作緊密結合。一方面提高了日常工作的效率,另一方面低成本地完善了創新網絡。

    5)創新的透明化。

在創新網絡中,整個創新過程及評價過程高度透明,一方面防止投機取巧的現象出現;另一方面,對創新人員的評價更加公允。

    6)創新的智能化。

創新網絡凝聚大量的支持創新的知識, 并形成高度有序的知識網絡,智能地支持企業員工的創新。

 

    三、智慧的制造網絡

    智慧制造企業要實現低成本、快速、高質量、環境友好和低碳化的制造,需要智慧的制造網絡支持。智慧的制造網絡具有以下特征。

 

    1)更透徹的感知。

    知道擅長制造某類零部件供應商;知道他們的水平、價格、交貨情況和信譽;知道他們制造的零部件曾用于哪些產品;知道這些零部件的性能和制造過程中的碳排放數據;可以方便找到這些零部件的三維模型,以便用于產品設計;知道供應商的供應商的信息;零部件供應商也清楚知道整機企業的需求。

 

    2)更全面的互聯互通。

    快速搜索零件、組合產品,進行仿真測試;讓用戶參與產品仿真測試,讓用戶參與設計自己喜歡的個性化產品;客戶需求信息迅速分解給各供應商,反饋回報價和交貨期信息;訂單需求信息迅速分解給各供應商,組織協同制造;企業獲知供應商的生產計劃,并可實時監督;對供應商的生產過程和零部件質量可遠程監控。

 

    3)更深入的智能化。

自動搜索所需要的零件組合產品;自動集成和綜合供應商的報價,給出產品的報價和交貨期;自動監督供應商的供貨情況,對可能的延誤提出預警;對協同制造中的問題快速提出解決預案;設計和制造出低碳化的產品。

(編選:智慧城市圈子邱文斌來源:微信訂閱號:QWB_2014)

    智慧的制造網絡可以形成一種全新的制造模式,其特點是:

    1)制造的低碳化。

    目的是以最少的二氧化碳排放量的代價,進行產品的生產制造。方法是對產品制造過程中的方法、不同企業的制造過程、供應鏈的零部件的組合過程進行全面優化。

 

    2)制造的協同化。

目的是通過分工專業化和協同化,提高制造效率和效益。智慧的制造網絡可以使企業充分發揮自己的優勢,外包自己不擅長的工作;充分利用已有的零件和制造能力,降低協同制造的成本,降低產品的造價,縮短交貨期,提高質量,快速響應市場的需要。

 

    3)制造過程的智能化。

對企業外部和內部的變化快速反應,以最合適的方式進行應對,使制造過程保持穩定或適應這種變化。

 

    四、智慧的管理網絡

    智慧制造企業要實現高效、精細、快速、智能和人性化的管理,需要智慧的管理網絡的支持。

智慧的管理網絡具有以下特征。

 

    1)更透徹的感知。

    知道每個零件、每道工序的制造成本、作業時間、質量信息;知道所有庫存的準確信息;知道企業所有收入和支出的細節;知道企業員工工作、學習、報酬的信息;感知員工的特長、能力、愛好等;知道每個訂單的執行情況;知道市場的變化情況;知道客戶的詳細信息;知道客戶的詳細信息;知道產品全生命周期的信息,包括碳排放數據。

 

    2)更全面的互聯互通。

    企業內人、財、物各種信息全面連通;訂 單執行全過程跟蹤;產品全生命周 期的數據集成管理;不同產品中的零件的通用化和標準化;員工職業生涯跟蹤;設備利用、維護情況跟蹤;產品質量問題的全程監控;企業領導通過各種可視化的數據分析儀表盤,容易掌握企業全局,發現問題;產品售后的使用、維護和回收過程的全程服務和監控。

 

    3)更深入的智能化。

    智能分析市場和客戶情況,提出解決方法;智能分析訂單執行情況,提出解決方法;智能分析企業生產過程中的瓶頸問題,提出解決預案;智能分析產品的成本情況,提出改進方向;智能分析企業財務情況,提出解決方法;智能分析產品使用、服務情況,幫助用戶用好產品;智能分析員工情況,提出培養、幫助和利用員工的途徑。

 

    智慧的管理網絡可以形成一種全新的管理模式,其特點是:

    1)管理的透明化。

    在智慧的管理網絡中,管理信息對全體員工透明,不僅有助于員工對管理中出現的問題快速反應,而且有助于提高員工的企業主人翁意識。

 

    2)管理的扁平化。

    智慧的管 理網絡支持企業實現自我管理為主的管理模式,減少了管理成本,同時提高了管理效率。

 

    3)管理的精細化。

    在智慧的管理網絡中,由于所獲取的數據和信息比較完整和及時,所以可以實現管理的精細化,例如,成本計算的精細化。

 

    4)管理的人性化。

    智慧的管理網絡可以根據員工的特長、能力、愛好等,分配給員工最合適的任務,揚長避短,并提供循序漸進的途徑。

 

   5)管理的智能化。

    在智慧的管理網絡中,利用計算機的強大的數據挖掘和分析能力以及豐富的企業內外數據,可以支持快速的智能管理決策。智慧的管理網絡將使企業管理更加智能和可控。

 

    三、結束語

    智慧制造企業是一個由不同企業間相互組成網絡,包括智慧的創新網絡、智慧的制造網絡和智

 

慧的管理網絡,是建立在“云計算”(更確切的是“云制造”)基礎上的,其物理基礎是互聯網、

 

無線網和物聯網,具有更透徹的感知、更廣泛的互聯互通、更深入的智能化的特征。智慧制造企業

 

將使制造企業的創新能力、協同制造能力、低碳制造能力、企業管控能力等有極大的提高。(作者單

 

位:浙江大學現代制造工程研究所 顧新建 祁國寧 唐任仲)

 

 

 

 

 

 

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