博世+濟(jì)二：世界500強(qiáng)為何為中企撐腰？

□文/張含陽(yáng)

博世+濟(jì)二：世界500強(qiáng)為何為中企撐腰？

□文/張含陽(yáng)

作為世界500強(qiáng)的德國(guó)博世集團(tuán)，是工業(yè)4.0的締造者之一；而濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司，是龐大的國(guó)有經(jīng)濟(jì)體制中的典型代表。這樣的中德組合，能為迫切轉(zhuǎn)型中的中國(guó)制造業(yè)帶來(lái)怎樣的新變化？二者的合作又能擦出怎樣的火花？其實(shí)，中德智能制造聯(lián)盟的作用不可小覷，這也預(yù)示著越來(lái)越多的中德企業(yè)走向合作之路。

在我國(guó)，傳統(tǒng)工業(yè)往往不被關(guān)注，一是由于話題晦澀，二是長(zhǎng)期被發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的“光環(huán)”籠罩……對(duì)于長(zhǎng)期制約我國(guó)發(fā)展工業(yè)的問(wèn)題，業(yè)內(nèi)人士也多是一籌莫展。從2015年開(kāi)始，我們看到了“曙光”——國(guó)務(wù)院正式出臺(tái)《中國(guó)制造2025》，而智能制造無(wú)疑給迷茫中的中國(guó)工業(yè)指出一條前途似錦的路。

路有了，可真的周道如砥？

在2016年工業(yè)和信息化部公布的“中德智能制造合作2016年試點(diǎn)示范項(xiàng)目”中，有一項(xiàng)尤為引人注目的申報(bào)項(xiàng)目——博世濟(jì)南二機(jī)床（濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司以下簡(jiǎn)稱(chēng)“濟(jì)二”）智能生產(chǎn)排程系統(tǒng)，他作為唯一德方申報(bào)的入選項(xiàng)目，成為關(guān)注焦點(diǎn)。到底這個(gè)由德方提出的方案能否為濟(jì)二，乃至整個(gè)中國(guó)制造業(yè)帶來(lái)一股新風(fēng)？得先從這兩家企業(yè)的背景談開(kāi)……

發(fā)展遇瓶頸

博世集團(tuán)作為世界500強(qiáng)，是工業(yè)4.0戰(zhàn)略的重要發(fā)起者。1909年，博世進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，目前在中國(guó)的年銷(xiāo)售收入合并達(dá)到770億元人民幣，在華員工已超過(guò)5萬(wàn)名。

濟(jì)二是龐大的國(guó)有經(jīng)濟(jì)體制中的一員，屬于國(guó)有獨(dú)資企業(yè)，建國(guó)前就已建廠，享有“世界三大數(shù)控沖壓裝備制造商之一”的美譽(yù)，重型壓力機(jī)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率高達(dá)80%以上。近年來(lái)，濟(jì)二銷(xiāo)售收入年均增長(zhǎng)15%，利潤(rùn)年均增長(zhǎng)19%，總資產(chǎn)年均增長(zhǎng)17%。

而就是這樣一家大型國(guó)企，卻始終面臨著困擾——生產(chǎn)排程難度高、復(fù)雜性大。車(chē)間作業(yè)計(jì)劃的復(fù)雜程度高、作業(yè)信息分布廣，尤其是計(jì)劃與信息隨時(shí)處于動(dòng)態(tài)變化之中，各類(lèi)信息系統(tǒng)缺乏有效集成，機(jī)床利用率不充分，大量的工作依靠計(jì)劃員人工處理，而培養(yǎng)一位計(jì)劃員導(dǎo)入期長(zhǎng)達(dá)5年。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，濟(jì)二2015年加工訂單總數(shù)達(dá)到11.9萬(wàn)條，工序數(shù)高達(dá)51.2萬(wàn)條。這些訂單需處理279萬(wàn)條信息（包括零件工序開(kāi)工、工序完工、實(shí)物狀態(tài)、實(shí)物轉(zhuǎn)序、訂單入庫(kù)等），也就是說(shuō)，25個(gè)作業(yè)計(jì)劃員每天每人要處理305條信息，這確實(shí)是一項(xiàng)繁重的工作任務(wù)。

面對(duì)挑戰(zhàn)，濟(jì)二有了這樣一個(gè)研究課題——怎樣降低對(duì)于計(jì)劃員的依賴(lài)，用系統(tǒng)來(lái)實(shí)施排程，并且是動(dòng)態(tài)排程。復(fù)雜且多變的生產(chǎn)排程不僅是濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司面臨的問(wèn)題，也是目前整個(gè)機(jī)床行業(yè)，乃至離散型制造面臨的計(jì)劃和排程上的難題。

項(xiàng)目的由來(lái)

濟(jì)二的生產(chǎn)模式是典型的離散型制造，單件、小批量組織的企業(yè)。隨著這些年產(chǎn)品的創(chuàng)新和轉(zhuǎn)型升級(jí)，濟(jì)二對(duì)于國(guó)外市場(chǎng)的開(kāi)拓也取得了一定成績(jī)。但是，在市場(chǎng)開(kāi)拓過(guò)程中，如何按照用戶(hù)的需求生產(chǎn)，成為擺在濟(jì)二面前的一道難關(guān)。

在走訪過(guò)程中，濟(jì)二的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人對(duì)記者說(shuō)：“其實(shí)，很多人都知道我們贏得了美國(guó)福特的項(xiàng)目訂單，可大家不知道的是，那時(shí)我們正在與德國(guó)企業(yè)大打價(jià)格戰(zhàn)。因此，我們一方面要降低成本，另一方面還要縮短交貨期”，正是激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，使得濟(jì)二萌生了大力發(fā)展智能制造的念頭。

實(shí)際上，對(duì)于智能排產(chǎn)項(xiàng)目而言，濟(jì)二早已開(kāi)始調(diào)研。一年前，濟(jì)二便與國(guó)內(nèi)外的知名高校、企業(yè)交流，可始終郁郁無(wú)果。今年4月，博世來(lái)到濟(jì)二。而此時(shí)，濟(jì)二方知工業(yè)和信息化部已經(jīng)牽頭組建了一個(gè)中德智能制造聯(lián)盟，而博世正在其中。借助這個(gè)聯(lián)盟搭建的“橋梁”，由博世牽頭，申報(bào)了博世濟(jì)二智能生產(chǎn)排程系統(tǒng)的試點(diǎn)示范項(xiàng)目。

對(duì)此，博世中國(guó)戰(zhàn)略規(guī)劃與業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)劉敏回憶道：“我們很榮幸能夠與濟(jì)南二機(jī)床合作并獲得聯(lián)盟的認(rèn)可，成功入選2016年的中德智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目。我們不僅需要關(guān)注大規(guī)模生產(chǎn)，也要有效處理小規(guī)模和個(gè)性化定制?！?/p>

項(xiàng)目落地分三步

濟(jì)二的生產(chǎn)屬于單件小批量生產(chǎn)組織類(lèi)型，按訂單組織生產(chǎn)。對(duì)于加工而言，ERP系統(tǒng)按零件給車(chē)間下達(dá)加工訂單，車(chē)間接到ERP下達(dá)的加工訂單后，按照零件加工工序，制定車(chē)間作業(yè)計(jì)劃并組織生產(chǎn)，但ERP系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)車(chē)間作業(yè)計(jì)劃的管理。目前，車(chē)間作業(yè)計(jì)劃完全依靠車(chē)間計(jì)劃員人工制定，作業(yè)計(jì)劃執(zhí)行過(guò)程中受大量不確定因素的影響，也需人工隨時(shí)調(diào)整作業(yè)計(jì)劃。

構(gòu)建物理模型

正所謂萬(wàn)事開(kāi)頭難，最難的就是建立智能排產(chǎn)的物理模型。2016年7月，博世開(kāi)始對(duì)濟(jì)二的試點(diǎn)示范車(chē)間進(jìn)行智能生產(chǎn)排程物理結(jié)構(gòu)流程的搭建。博世的工作人員首先對(duì)濟(jì)二開(kāi)始進(jìn)行“大搜查”，而首當(dāng)其沖的便是找出目前生產(chǎn)價(jià)值流中的瓶頸和潛在的問(wèn)題。通過(guò)篩選，博世發(fā)現(xiàn)了不少問(wèn)題，比如齒輪加工車(chē)間——生產(chǎn)計(jì)劃員工作繁瑣，需要向每個(gè)工序下達(dá)指令，沒(méi)有定拍點(diǎn)；計(jì)劃下達(dá)后，沒(méi)有銜接，需要去車(chē)間查看生產(chǎn)狀態(tài)，信息反饋不明確；設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)跟蹤不完善，缺少設(shè)備及生產(chǎn)過(guò)程基本數(shù)據(jù)和分析；設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)加工工時(shí)與實(shí)際情況有差距，標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)制度不明確。

針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，博世著手對(duì)濟(jì)二的生產(chǎn)流程進(jìn)行梳理和排布，使原有的生產(chǎn)變得精益化。

轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型

到今年底前，博世就將開(kāi)始搭建智能生產(chǎn)排程的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)框架，也就是將物理模型轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)模型。在第一步價(jià)值鏈分析過(guò)后，就需要在生產(chǎn)中導(dǎo)入智能生產(chǎn)排程系統(tǒng)。

在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，生產(chǎn)環(huán)境往往是動(dòng)態(tài)多變的。臨時(shí)訂單改變，緊急查單的情況會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)。機(jī)器環(huán)境往往比理論假設(shè)的機(jī)器環(huán)境更為復(fù)雜。因此，智能生產(chǎn)排程系統(tǒng)將需要擺脫以往的人工生產(chǎn)排程和干預(yù)，自動(dòng)將客戶(hù)的訂單變化和生產(chǎn)資源連接，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排程。

除了動(dòng)態(tài)變化之外，智能生產(chǎn)排程也需要快速響應(yīng)。傳統(tǒng)的排程中采用許多算法技術(shù)與啟發(fā)式程序，但隨著系統(tǒng)的隨機(jī)性增大，即使精確的數(shù)學(xué)算法也無(wú)法應(yīng)對(duì)大量的隨機(jī)事件，單純的數(shù)學(xué)模型已經(jīng)不能滿足現(xiàn)實(shí)的變化了。

博世的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人對(duì)此感觸頗深：“其實(shí)，在轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，我們要想到有哪些約束條件，比如我們的資源、設(shè)備、產(chǎn)品在加工時(shí)有沒(méi)有多種可能性，有多少臺(tái)設(shè)備可以生產(chǎn)，這個(gè)資源的約束急需要考慮外部約束，同時(shí)也要考慮到企業(yè)內(nèi)部的約束，當(dāng)把這樣的模型和約束條件建立起來(lái)后，最終我們就能夠達(dá)到最優(yōu)，找到最佳的產(chǎn)出與交付。”

打通數(shù)據(jù)接口

實(shí)施路徑的最后一步，是將設(shè)備、ERP、智能生產(chǎn)排程和MES經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)接口交互打通，這項(xiàng)工作則計(jì)劃在2018年3月完成。借助傳感器，老的設(shè)備也能互聯(lián)并及時(shí)發(fā)送狀態(tài)給MES。ERP發(fā)出實(shí)時(shí)訂單需求，MES接收并發(fā)出實(shí)時(shí)生產(chǎn)狀況及設(shè)備狀態(tài)，并將其反饋給智能生產(chǎn)排程系統(tǒng)。

這樣，“數(shù)學(xué)模型+場(chǎng)景化控制理論+大數(shù)據(jù)分析”將建立一個(gè)高效的計(jì)劃排程執(zhí)行的閉環(huán)體系，這將優(yōu)化并簡(jiǎn)化系統(tǒng)，達(dá)到按需生產(chǎn)、精益制造、柔性生產(chǎn)的目標(biāo)。

執(zhí)行面臨不小挑戰(zhàn)

其實(shí)，從博世的角度來(lái)看，自己更像是扮演一個(gè)醫(yī)生，為客戶(hù)去把脈。用博世自己的話來(lái)說(shuō)，便是三個(gè)詞——引導(dǎo)、鼓勵(lì)、融合。

從引導(dǎo)的角度看，企業(yè)提出的需求與瓶頸對(duì)于博世來(lái)說(shuō)是非常重要的，它有利于幫助刺激一些新的適應(yīng)性方案，“當(dāng)然，就像我們所看到的，永遠(yuǎn)都沒(méi)有最完美的方案，只有最適合你的方案”，博世的工作人員如此解釋道。

從鼓勵(lì)的角度看，其實(shí)就涉及企業(yè)之間的合作問(wèn)題。在博世看來(lái)，很多中國(guó)的企業(yè)并不自信，除了上述技術(shù)層面的問(wèn)題，很多中國(guó)企業(yè)遇到難題的時(shí)候，還總是期待能夠外部引入的公司“一攬子”解決所有問(wèn)題。博世的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人對(duì)記者說(shuō)：“其實(shí)，企業(yè)真正的核心工藝流程，所有這些支持，都需要自身解決。我們帶來(lái)信息技術(shù)以及對(duì)生產(chǎn)技術(shù)的理解，而企業(yè)則需要將自己的生產(chǎn)特性與我們相融合?！?/p>

從融合的角度看，體現(xiàn)的便是更深層級(jí)的文化上的融合。說(shuō)到這，博世的負(fù)責(zé)人形象地舉了個(gè)例子：“我在德國(guó)上學(xué)的時(shí)候，教授便提到過(guò)，說(shuō)他在畫(huà)圖的時(shí)候，德國(guó)人喜歡先計(jì)劃、再實(shí)施，計(jì)劃的時(shí)間可能要占到四分之三的時(shí)間；而中國(guó)做項(xiàng)目的方式和美國(guó)比較接近，邊計(jì)劃邊實(shí)施。在中德合作的過(guò)程中，我們就需要把德國(guó)嚴(yán)謹(jǐn)和標(biāo)準(zhǔn)化的文化與中國(guó)靈活多變的文化相結(jié)合，這樣才能保證我們每個(gè)項(xiàng)目的效率。”

除此之外，在合作的過(guò)程中，雙方還發(fā)現(xiàn)，目前中國(guó)制造業(yè)的現(xiàn)狀是“懂機(jī)械制造的人不懂信息化，懂信息化的人不懂機(jī)械制造”。因此，教育機(jī)構(gòu)在未來(lái)需要結(jié)合智能制造的發(fā)展方向，與制造企業(yè)深度合作，開(kāi)展一系列課程，未雨綢繆，培養(yǎng)先進(jìn)制造的復(fù)合型專(zhuān)業(yè)人才。

張含陽(yáng) 本刊編輯