柔性制造 中國智造

葉曉楠

柔性制造，對于普通大眾而言，可能還是個有些陌生的詞匯。但是，近年來，“柔性化生產(chǎn)”“柔性制造”一直備受關(guān)注，除了大批量的剛性生產(chǎn)產(chǎn)品外，多品種、小批量的柔性制造產(chǎn)品方興未艾，眾多企業(yè)紛紛嘗試柔性制造。

柔性制造魅力何在？如何看待柔性制造的發(fā)展前景？

滿足差異化消費需求

2020年9月，在湖南長沙的工程機(jī)械企業(yè)三一重工的國際營銷公司收到一個來自海外的特殊訂單，對上裝主動力、前支腿、底盤、控制系統(tǒng)以及著色都有特殊制造要求，而且這樣的泵車，對方只訂了一臺。

這樣的單子接不接？現(xiàn)有的生產(chǎn)線能不能滿足這種特殊要求的泵車生產(chǎn)要求？

“當(dāng)然接?。H僅17天，符合客戶需求的泵車便順利下線?！比恢毓け盟褪聵I(yè)部智能制造所所長饒有福說。

原來，三一重工的秘訣就是今年投入使用的長沙18號智能工廠的柔性生產(chǎn)線。“原來的制造周期需要28天左右，通過對生產(chǎn)線的柔性化改造后，制造周期縮短了近40%。”饒有福笑呵呵地說。

實現(xiàn)柔性制造，滿足更多個性化生產(chǎn)需求，是不少制造業(yè)企業(yè)的愿望。那么，什么是柔性制造呢？

國際生產(chǎn)工程研究協(xié)會指出，柔性制造系統(tǒng)是一個自動化的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，在最少人的干預(yù)下，能夠生產(chǎn)任何范圍的產(chǎn)品族，系統(tǒng)的柔性通常受到系統(tǒng)設(shè)計時所考慮的產(chǎn)品族的限制。

與之相對應(yīng)的，剛性生產(chǎn)通常體現(xiàn)在產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)方面，滿足的是社會對大量工業(yè)品的需求。而伴隨著消費結(jié)構(gòu)升級，買方市場和消費者個性化、定制化、時效性要求的增多，滿足“多樣化、小規(guī)模、周期可控”的柔性化生產(chǎn)、柔性制造，市場需求日漸旺盛。

為什么柔性制造的市場需求在增大

商業(yè)發(fā)展到如今，市場差異化的要求對生產(chǎn)線的要求越來越高。在工業(yè)化時代，定制經(jīng)濟(jì)存在著很大的瓶頸，那就是沒法上規(guī)模。工業(yè)化流程講究的是效率和批量化，但要滿足個性化需要，就要靠柔性生產(chǎn)線。

廣州明珞裝備股份有限公司董事長姚維兵進(jìn)一步解釋說，除了用戶需求不一樣之外，從供給端來說，柔性制造同樣很有市場，因為如果為了滿足每一個產(chǎn)品，尤其是小眾需求，就去做一種模具、做一條生產(chǎn)線的話，投入成本是很高的，如果需求量達(dá)不到一定程度的話，從商業(yè)上來講很不值當(dāng)。因此，在滿足一定產(chǎn)能的前提下，企業(yè)會希望盡可能實現(xiàn)生產(chǎn)的柔性化，讓多種產(chǎn)品能在同一套生產(chǎn)體系、同一條生產(chǎn)線上進(jìn)行，這樣可以分散和降低投資風(fēng)險和制造成本。這就是柔性制造的價值所在。

2019年9月，工業(yè)和信息化部出臺的《關(guān)于促進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量提升的實施意見》指出，鼓勵企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，開展個性化定制、柔性生產(chǎn)，豐富產(chǎn)品種類，滿足差異化消費需求。

2019年11月，國家發(fā)改委等15部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推動先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合發(fā)展的實施意見》，其中要求推廣柔性化定制。通過體驗互動、在線設(shè)計等方式，增強(qiáng)定制設(shè)計能力，加強(qiáng)零件標(biāo)準(zhǔn)化、配件精細(xì)化、部件模塊化管理，實現(xiàn)以用戶為中心的定制和按需靈活生產(chǎn)。

事實上，消費需求的變化正在倒逼生產(chǎn)商和服務(wù)商改變傳統(tǒng)模式，逐漸走向以消費者為導(dǎo)向的創(chuàng)新型道路，柔性、快速反應(yīng)的供應(yīng)鏈正在成為企業(yè)競爭力之一。

柔性生產(chǎn) 個性多元

作為國家首批智能制造試點示范企業(yè)之一，三一重工位于長沙的“18號工廠”，其智能化制造車間實現(xiàn)了生產(chǎn)中人、設(shè)備、物料、工藝等各要素的柔性融合。兩條總裝配線可以實現(xiàn)69種產(chǎn)品的混裝柔性生產(chǎn);在10萬平方米的車間里，每一條生產(chǎn)線可以同時混裝生產(chǎn)30多種機(jī)械設(shè)備，馬力全開可支撐300億元的產(chǎn)值。

按照傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，一條生產(chǎn)線只能生產(chǎn)一個或幾個規(guī)格的產(chǎn)品，而在智能生產(chǎn)線上，可根據(jù)訂單要求的不同，同時上線生產(chǎn)不同的產(chǎn)品。那么，這些傳統(tǒng)生產(chǎn)模式難以做到的事，智能柔性的生產(chǎn)線又是如何完成的？“18號工廠”給出了答案。

廠房的整個柔性制造生產(chǎn)系統(tǒng)包含了大量數(shù)據(jù)信息，包括用戶需求、產(chǎn)品信息、設(shè)備信息及生產(chǎn)計劃，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)將這些大數(shù)據(jù)聯(lián)結(jié)起來并通過三一的MOM（制造運營管理）系統(tǒng)處理，制定最合適的生產(chǎn)方案，最優(yōu)地分配各種制造資源。

像三一重工一樣，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”給供應(yīng)鏈管理帶來巨大變革，個性化定制、柔性化生產(chǎn)正源源不斷深入制造業(yè)。

2020年年初，受新冠肺炎疫情影響，口罩、防護(hù)服、護(hù)目鏡等防護(hù)品缺口大，考驗著供應(yīng)鏈的應(yīng)變能力，眾多工廠借力大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)，快速完成產(chǎn)線切換，轉(zhuǎn)產(chǎn)口罩和防護(hù)服等抗疫物資，柔性制造再次成為行業(yè)關(guān)注的熱點。

這些亮眼成績的背后，除了原有廠家密集排產(chǎn)之外，通過柔性方式實現(xiàn)跨界轉(zhuǎn)產(chǎn)的力量貢獻(xiàn)很大。

事實上，疫情沖擊下能夠快速完成產(chǎn)線切換，或者快速調(diào)整戰(zhàn)略的企業(yè)，大多擁有先進(jìn)的自動化、數(shù)字化、智能化水平，其背后都蘊(yùn)藏了“柔性生產(chǎn)”的能力。

“疫情防控背景下，具備柔性化生產(chǎn)特質(zhì)的智能制造讓企業(yè)可以在短期內(nèi)重建一條個性化生產(chǎn)線，推動產(chǎn)品快速更新迭代。智能制造將發(fā)揮巨大作用?！敝袊こ淘涸菏客跻险f。

剛?cè)嵯酀?jì) 智能制造

業(yè)內(nèi)人士指出，實現(xiàn)柔性制造，考驗的絕不僅僅是企業(yè)的技術(shù)能力，還有管理等各方面的軟實力，不是依靠引入一兩項先進(jìn)設(shè)備就能解決的，不能僅僅局限于對生產(chǎn)層面的關(guān)注，更需要全面開發(fā)上下游產(chǎn)業(yè)的柔性。

姚維兵認(rèn)為，廣州明珞持續(xù)踐行的智能制造“六化”路徑（即自動化基礎(chǔ)上的精益化+柔性化+標(biāo)準(zhǔn)化+數(shù)字化+智能化）是實現(xiàn)智能化生產(chǎn)的關(guān)鍵一步。

精益生產(chǎn)能夠讓資產(chǎn)、設(shè)備、投資發(fā)揮最大的作用。柔性化則是將專用資產(chǎn)更加通用化，進(jìn)一步將產(chǎn)品的粗略折舊變成生命周期的精準(zhǔn)折舊計算。在智能化發(fā)展的拐點，以非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化（即非標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備/工藝/流程/產(chǎn)線等的標(biāo)準(zhǔn)化成果）作為底層支持，進(jìn)一步優(yōu)化質(zhì)量、生產(chǎn)效率。數(shù)字化能夠大幅縮短產(chǎn)品交付周期，新產(chǎn)品質(zhì)量提前得到驗證，穩(wěn)定快速上市，使投資迅速產(chǎn)出價值。

饒有福認(rèn)為，未來，柔性制造的擴(kuò)展過程中，將面臨兩個方面的難點，首先是軟硬結(jié)合的問題，柔性制造核心的一點是要靠軟件系統(tǒng)識別與調(diào)度，要把新產(chǎn)品的要求變成程序指令，這里面，柔性程序要直接應(yīng)用到生產(chǎn)線上，就需要對原有生產(chǎn)方式進(jìn)行調(diào)整;其次是數(shù)字化儲備問題，客戶需求變化是很快的，但是要把需求快速地變成產(chǎn)品時，就需要生產(chǎn)者具有快速協(xié)調(diào)能力，其設(shè)計和制造能力要達(dá)到快速交付的要求，從而滿足市場需求，而這一點需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的橫向打通與自動化生產(chǎn)、智能化分析。

不過，姚維兵認(rèn)為，柔性生產(chǎn)的定制性不意味消滅標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)消費者的個性化需求實現(xiàn)定制化固然是趨勢，但柔性生產(chǎn)要做的不是無限定制化。“柔性生產(chǎn)也是相對的，我們要做的，是通過智能制造實現(xiàn)整個生產(chǎn)線的精益、柔性、數(shù)字、智能。要做好產(chǎn)業(yè)協(xié)同，在標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上根據(jù)需要開發(fā)不同的產(chǎn)品，同時在制造上實現(xiàn)盡量柔性制造。”

姚維兵認(rèn)為，還應(yīng)該從生產(chǎn)前端就引入柔性制造理念，從設(shè)計生產(chǎn)線或者設(shè)計產(chǎn)品時就要開始考慮到柔性理念，而不是后期再進(jìn)行柔性改造，這樣才能實現(xiàn)降本增效。事實上，柔性制造存在的商業(yè)邏輯，不僅僅是柔性的重要性，而是誰又快又好又便宜。

從廣義而論，智能制造是一個大概念，柔性制造是智能制造的重要內(nèi)容之一。正如王耀南所指出的，智能制造的一大特點是“有柔性”。

姚維兵認(rèn)為，通過柔性制造在內(nèi)的智能制造的發(fā)展，將給制造業(yè)帶來革命性的變化，成為制造業(yè)未來發(fā)展的驅(qū)動力。