研华:工厂智能化的正确路径

发布时间:2020-09-18 来源:世界经理人

  成立于1983年的研华科技,是一家拥有近40年自动化产品解决方案经验的提供商。在智能制造概念尚未提出时,其发展思路就开始在朝这个方向努力。早在2010年,研华就提出要“深耕物联网,做智能地球推手”;从2015年开始,研华就开始全力推动自身工厂的智能化转型,并在这几年加速推动研华自身提出的以边缘智能和WISE-PaaS工业物联网云平台为核心的物联网软、硬件解决方案,协助中小制造商加速转型智能制造。

  在研华科技执行董事何春盛看来,如今,全球制造业的竞争愈发激烈,智能制造已经成为全球制造突破现有生产力增长瓶颈的主攻方向,大大小小的中国制造商正加速融入这场“智能工厂”的深刻变革中。但对制造企业而言,真正的难题在于,如何在大方向明确的前提下,合理地实现转型升级。

  智能制造“四步走”

  何春盛表示,虽然智能制造听起来很高大上,但是企业具体该如何下手,其实需要遵循一定的规律,他以研华自身工厂的发展为例,具体阐释了智能制造的转型思路和升级路径。

  第一是合理化与省力化。所谓合理化,即对工厂流水线的合理化改进,比如合理使用生产空间,使空间更加立体化、更具弹性制造的能力,单位空间内可以生产更多的产品。何春盛告诉世界经理人:“过去,中国由于劳力非常充沛,在设计生产线的时候,一般是一个人看一个制程,能普遍看到现场流水线的员工在等上一个制程结束。而对流水线进行重新合理设计,使一个人同时担负两到三个制程,让人不用等制程,这样就可以大幅降低人力成本。”

  在合理化的基础上,则可以开始推行省力化,即强调设备的自动化,持续实现生产制造的自动化。运用机器人、自动导引车(AGV)等自动化设备取代那些重复、重体力等工种,减少对人力的依赖并加速工厂的自动生产。

  何春盛指出,光合理化与省力化的改进就可以提升10%-15%的效率。2015年,研华开始逐步引进自动化设备推动自身工厂的智能化升级,当时工厂大概有2200名员工。2018年,经过3年的改造升级后,工厂的员工数降低了2.2%,但整体的产量实现了翻倍。

  第二是数据化,即推动设备联网及数据采集。通过传感器、物联网技术实时采集设备状态、生产过程、制造现场等所有涉及生产的各种数据,替代传统的人工纪录数据的形式,对生产环节的实时掌控,基于数据优化生产现场,实现初步的基于数据自决策、自执行的生产自动化。

  生产数据透明可视,能够帮助工作人员发现很多以往人工检查难以发现的问题,帮助企业更精准、更快速地找出生产现场的瓶颈问题,抓住进一步优化的切入点,其改进效果远远超过以往基于经验式判断作出的改变。比如,据世界经理人了解,研华一个工厂早期从材料开始生产到出货往往需要5天时间,遇到订单多的时候,公司的工程师、管理人员都要下到第一线去支持。工厂管理者想通过调整缩短出货时间,提高生产效率。但是,在无法掌控各种生产数据时,总是找不准真正影响效率的关键环节,基于工作人员的经验调整也很难达到预期。完成生产现场的数据化后,研华很快就发现了问题出在测试环节,原来是组装完之后,在测试阶段的停留时间往往达十几二十个小时,有的甚至高达一天。研华于是针对测试环节进行优化,引入测试台车,可以实现最多一个人同时测9台机器,相比早期的“一人一测”,测试效率提升了35%。

  第三是数据间的协同化,即各种数据之间的连接与传输,包括不同生产环节的互联、不同设备间的互联以及工厂与外部的互联等。比如,将机台与生产信息通过MES制造生产执行系统整合应用,显示实时的工厂生产状态,实时进行信息分析及可视化呈现,实现制造协作,持续优化生产流程;或针对物料供应,与合作方建立互联,实现供应协作,提升企业的生产效率。

  第四是数据的计算与处理,即基于大数据的智能化分析。通过分析结果驱动整个生产过程的自主决策与智能执行,不断改善产品与提高生产的智能化,逐步趋于最佳的自主、智能的生产状态,避免制造业中的断点,提升效率,提高品质,降低劳力,提升员工的满意度,并提升客户的满意度。持续实现产品的定制化生产以及推动制造的“服务化”。

  这“四步”其实也是制造企业走向智能化的四个阶段:一是初步的自动化,合理化聚焦的是生产现场的工序,在此基础上的省力化的对象则对准了生产线。二是可视化阶段,聚焦对象是生产现场各种设备的数据采集与初步应用。三是初步的自主分析阶段,对象开始扩展至整个工厂乃至外部连接,实现一定程度的内外部协同生产。四是高度的智能化阶段,对象视野已经上升到多元价值链整体,实现对整个生产管理体系的持续创新。

  何春盛认为,转型中的制造企业必须明确企业自身到底处于哪个水平,在对自身有个全局视野下的认知,然后才能进一步明确目标以及找准与自身实际情况相符的转型方法和手段。

  扎根自身,循序渐进

  对制造型企业而言,智能制造其实也是一场必须参加的长跑。即便是每一个阶段的任务方向都相对明确,但在具体转型中,企业仍然存在大量的困惑,比如大部分企业都会陷入一定的误区,即简单的认为增加了智能装备、建立了智能产线、上线了智能系统,当下遇到的发展瓶颈就能被轻易解决。

  何春盛表示,制造企业想要顺利转型,势必要厘清自身企业面临的问题。最关键的是企业负责人要明确表达出自己的“企图心”,将公司转型、工厂升级当作一个“系统工程”。在坚定决心的基础上从企业“内化”起步,做好人力盘点,定好指标使命,然后大胆改变,耐心推动。

  所谓“系统工程”,主要有两个重点:一是规划要“由上到下”,企业负责人牵头,主导全面、长期的规划,掌控转型的大方向。二是实施要“由下到上”,企业负责人牵头,盘点企业相关的专业人才,将他们组成一个个任务小组,这些任务小组则共同形成企业内部的转型团队;再将整个规划分解成一个个小项目,确定每一个阶段要做的事情和改进的环节,具体由任务小组一步步去推动实施,每完成一个分解项目,再进入下一个阶段。

  而“内化”主要是指并不存在某个完美的程式化解决方案,可以让企业直接套用后就能实现转型,不同的企业在各自实际推行中都会有不一样的走法。在何春盛看来,企业要扎根于自身,而不是过于依赖咨询、软硬件解决方案等各类外部资源,外部力量只是辅助企业提升改进速度。“因为企业自己最了解自己的产品、限制条件以及问题出在哪,也只有企业自己最了解自身真正的瓶颈问题。”何春盛解释道。

  就工厂智能化而言,何春盛表示,制造企业的改进一定要扎根于自身的生产现场。比如,如果工厂条件不允许,就一味只知道直接上自动化设备,并不一定就能提升效率,甚至往往会产生新问题,阻碍企业发展。

  他以研华自身的一个工厂为例,当时该厂存在升级设备的需求,需要通过导入新设备以提升该工厂的自动化水平。但是,对于研华的这一工厂而言,产品种类较多,每一种产品的产量又相对稳定,整个工厂是一种“少量多样”的生产模式。因此,完全替代人工的自动化并不可行,否则将大大削弱对该工厂至关重要的柔性生产能力。

  何春盛告诉世界经理人,针对该厂,研华并非一味导入各种自动化设备,而是重点强调人机协作,并不追求整个生产现场的全自动化。他进一步解释到,人机协作能够有效的将人的灵活性跟设备的效率性两者相结合,提高工厂生产效率的同时不失弹性,而且也有助于控制成本。研华针对该厂重新改造了生产方式,将符合要求的生产环节形成“人机协作”的工作单元,每个单元的人数减少,配上相关自动化设备,并增强数据采集等能力。自动化设备解决大部分标准化工作,而人去完成更精细和更具挑战性的部分,持续实现高效的柔性生产。

  因此,制造企业一定要从自身现状出发,从自身的生产现场出发,循序渐进实施符合自己实际情况的改造,才能有效推进企业转型并逐步走向智能制造。