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工业4.0智能生产面临的问题以及解决方案

2016-04-18 12:31:43

一直想写一些工业4.0的文章,而且一直在思考第一篇文章是关于工业4.0的一个综述,但实在构思不出超越2014年10月2日发表在微博The_Mechanic的那篇《德国工业新战略》文章。此文非常全面,是工业4.0难得的可以作为蓝图的文章,借这篇文章,作为这个系列的开始。同时在后续的文章中,逐步将理解不同之处,逐一点出。

下图是根据《德国工业新战略》文章中,德国工业4.0蓝图绘制的框架图。

 

从文章中可以看出The_Mechanic非常了解西门子工业的策略,在对工业、自动化方面的阐述非常的到位。而工业4.0一定是工业与信息两方面的融合,在信息化解决的问题方面的阐述可以深入。

 

德国工业新战略》对智能生产的阐述如下“智能生产的侧重点在于将人机互动、智能物流管理、3D打印等先进技术应用于整个工业生产过程,从而形成高度灵活、个性化、网络化的产业链。生产流程智能化是实现工业4.0的关键。”但实际上,对于一个生产企业而言,决策、计划的智能对企业的价值更加重要,下面列出一些生产过程需要决策的问题:

1、假如工厂的产能是每月100,000台电脑,当这个月又150,000台电脑订单的时候,如何应对呢?

如果超过100,000的电脑订单全部拒绝,那么接受哪个客户的订单?决定接受订单客户的优先级规则是什么?客户采购量优先呢?还是客户的重要性优先?

如果接受超过100,000的电脑订单,是全部接受150,000台的订单,还是根据产能接受部分可以通过加班或者外包业务实现的订单?那么些订单接受的量有多少?超过产能部分是通过加班完成?还是通过外包完成?

 

2、客户的订单(对企业而言,指销售),要转换成生产工单、对供应商的采购订单。如何将订单转化为工单?转化规则是什么?

如果一个订单特别大,需要拆分成多个生产工单,如何拆分?或者很多特别小的订单,相似的生产需要合并生产,合并的规则是什么?

如何保证拆分订单、合并订单全部跟踪的前提下,使工厂资源(包括人力资源、生产设备)的效率最高?(生产的优化)。

3、随着经济的全球化进程,一家企业会在全球建立生产基地,同时也会与多家企业合作。所以某个订单,还要决定在哪里生产,以及生产的地点。

比如联想收购IBM之后,在上海、深圳、惠阳、匈牙利,墨西哥等地拥有十多家工厂,面对全球订单,每个订单选择在哪个工厂生产?

另外华为在深圳建有生产线,还会与富士康合作。那么当有生产订单时,哪些订单华为自己生产,哪些订单富士康生产?

4、假如一家工厂有三款产品,每款产品的利润率都不同。如果产能高于需求,只要安排生产就好。但如果需求量超过产能极限,这三款产品生产哪一款产品呢?这个也是需要决策者需要决定的

 

其实这一系列问题的最核心点是:1、保持供需之间的持久平衡;2,保持供求之间的最佳平衡

保持供需之间的持久平衡的困难之处在于供应商、生产环节(包括各个产线,生产设备、操作员)、物流环节、财务、客服等多个环节,包括:原材料质量问题,生产周期变化、生产变化、产品导入导出、客户订单修改、销售预测更新、生产质量问题、生产产能问题、工程变化、运营目标修改等等,而这些问题会影响到生产计划。在影响了生产计划之后,需要确认问题,重新调整产能以及调整生产计划,重新调整交货计划,与客户沟通调整的交货计划,评估财务计划,重新与供应商协调收获计划,等等。

保持供求之间的最佳平衡,需要解决以下问题:

1、在一个拥有多种资源的环境下,资源的选择(多个工厂,选哪个工厂生产)。

2、在季节性商业环境下,生产率的决定。(季节性生产,还是淡季生产库存,旺季消耗库存)。

3、在供应有限的情况下,产品组合的决定。

4、在产能有限的情况下,生产还是采购的决定。

5、在供应有限的情况下,分销的决定(有限满足什么样的渠道或者客户)。

这些方面的决定能对整个运作绩效产生巨大的影响。

 

以上种种问题,一方面需要信息流打通,即ERP、生产制造的管理系统、生产计划系统、物流管理系统、客户管理系统等所有系统的信息畅通。同时也需要利用基础的信息平台,建立决策、计划机制,并将生产优化的规则固化在信息系统中。

 

我推断《德国工业新战略》文章的作者出自工业圈,因而在工业方面可以深入浅出的阐述,但在信息化方面的阐述还可以深入,我写此文的目的,是提出工业4.0的智能生产方面,在信息化方面还需要解决的问题,希望研究工业4.0的学者、企业不要忽视信息化的重要性。

 

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