文/上海振华重工(集团)股份有限公司 陈丽平
【摘要】
随着新一轮科技革命的到来，传统重工企业生产成本不断攀升，市场竞争越发激烈，企业盈利能力逐步降低。为了应对这一现状，同时为了响应“中国制造2025”的战略引领，重工企业陆续走上了智能制造转型升级之路。智能制造转型升级是增强企业核心竞争力的有效措施，成功与否直接关系着企业未来的发展。本文将以重工企业为研究焦点，从多个方面探讨智能制造转型升级现状和存在的主要问题，分析应对这些实际问题的有效策略。
【关键词】
重工企业；智能制造；问题；对策
随着科技不断发展，新一轮技术革命正以前所未有的关注度席卷全球，世界各发达国家和地区纷纷积极部署，逐步引导制造业对工业技术及其发展模式进行新的转变和升级，并将这一概念上升到国家战略。例如德国“工业4.0计划”、美国提出以机器人和大数据为主要特征的工业互联网、日本制定的全球智能制造合作计划等。2015年中国发布了《中国制造2025》，将智能制造定位为中国制造业实现由大变强的主攻方向。在工业4.0时代，传统制造业工厂将发生翻天覆地的变化，生产车间工人逐步由高度智能化的机器所取代，智能生产线会根据事先输入的需求信息，自动调节生产系统的配置，质量更高的产品被高效的生产出来。然而这一变化不可能一蹴而就，改革必然面临各种各样的困难，找出这些困难，并循序渐进的解决困难是本文探讨的主要课题。
一、重工业企业智能制造发展现状及问题
（一）生产管理环节
传统的重工业企业在生产管理环节普遍采用粗犷式的管理模式，只注重管理结果，并不过多关注管理过程，反映在生产上即只要最终保证产品质量，并按时交货，管理者不会过多干预生产细节。这种管理模式显然违背工业4.0时代先进制造业发展理念，阻碍企业智能制造转型升级的变革。因此，大多数重工业企业首先在生产管理环节进行优化升级。
精益管理作为丰田管理模式的核心理念已经在汽车行业推行数十年，为企业优化管理模式，实现降本增效提供了原动力。这一概念在近十年陆续被引进传统重工制造业，并取得了较大的成效。重工业企业开始从管理和生产细节进行优化升级、减少浪费，包括山东临工、徐工集团、三一重工集团、上海振华重工集团等大部分知名重工企业都在用精益生产的理念和5S管理理念来优化生产管理。通过VSM(价值流程图)、IMD(物料配送改进项目)、OBC(生产平衡排程)和SQCDP(安全、质量、成本、交付、人员现场管理控制机制)等先进管理工具，搭建精益生产理论框架。基于JIT和5S现场管理的思想，解决物料配送和摆放方面的问题，从而优化内部供应链环节。基于均衡化生产的思想，建立生产平衡排程计划，用于指导生产工序和人员的调度。基于现场管理的思想，通过应用SQCDP建立现场管理新模式，打通生产执行层与管理层的信息流，解决信息沟通、生产控制、资源协调等问题。然而，重工行业在生产管理环节积弊多年，而精益管理理念是一个系统工程，可谓牵一发而动全身。在改革初期企业积极性高，容易产生较好的效果，随着改革的深入，企业内部错综复杂的制约因素开始发挥作用，效果越来越不显著甚至出现回潮的风险，很多改革力度不够大、领导信念不够坚定的企业逐步开始重新安于现状。同时，随着改革的深入，精益管理进入深水区，对引领精益管理改革核心成员的专业素养要求越来越高，很多企业由于没有这样的认识，导致推行十数年仍然没有达到预期的效果。
（二）信息传递环节
信息快速传递与响应是智能制造的基本特征，传统的重工业企业为了实现智能制造转型升级必须在信息传递环节做出改变，这就促使近几年信息化系统在制造业企业中迅速发展起来。企业急切的希望通过信息化系统的建设来改变信息传递落后、响应不及时的现状，ERP系统、SAP系统和车间MES系统成为各大重工企业重点投入的对象。ERP系统最早是由美国提出的一整套企业管理系统体系标准，本质就是通过网络技术，将资源信息加以整合，化繁为简，以便于公司做出更好的决策。SAP系统是由德国开发，主要功能与ERP系统类似。MES系统是优化车间制造执行功能的系统，只有车间MES系统与ERP系统彻底打通，联合运行，才能形成企业信息传递的闭环处理。
目前，大多数重工企业尚停留在建设阶段，企业信息化系统还不能完全整合所有资源，只在部分区域开始运行，ERP系统、SAP系统与MES系统的信息传递还需要大量的人工干预。
（三）产品制造环节
信息系统的运转离不开数据信息的收集和传递，为了在制造端改变落后的生产现状，同时更全面的掌握生产数据，使MES系统能够在生产车间运转起来，传统重工企业开始对生产车间进行自动化流水线模式改造。生产加工设备采用更先进的数字式设备，越来越多的车间开始进行信息化建设，数字信息通过无线网络迅速的在车间和管理办公室之间流通。生产车间工人越来越少，机器人、AGV转运车等自动化设备开始大规模兴起。然而，重工企业有自身不可忽视的特点，主要表现在产品结构较大、较重、较复杂、产品标准化程度低、自动化基础薄弱等，这些特点均为自动化生产线的建设制造了难题。很多重工企业在自动化生产线建设初期对困难预估不足、对基础信息调研不充分、不准确，在一些关键问题尚缺乏成熟可行的方案之前就开工建设，导致生产线建成后达不到预期效益，严重的甚至无法正常运行。笔者参观过很多重工企业的自动化生产线，包括山东临工、三一重工、徐工集团以及深圳中集公司等已经建成投入应用和尚在建设过程中的自动化流水线设备，其中一部分自动化生产线在投入使用后仍然存在各种各样的问题，一些在建项目存在较大的预算超支和延期风险。
二、重工企业智能制造转型升级对策分析
（一）注重顶层设计，强化战略引领
在信息技术飞速发展以及“中国制造2025”国家战略引领下，传统重工企业要逐步完善智能制造转型升级顶层设计，系统推进企业智能制造转型。
从企业战略的高度，引领企业通过持续改进，以制造资源、生产操作和产品为核心，在制造过程精益化、自动化的基础上，打通设计(CAD)、工艺(CAPP)、制造(MES)、资源(ERP)等环节的数据流，实现产品全生命周期管理(PLM)；应用仿真技术、虚拟现实技术、传感与射频技术、网络化技术、大数据技术，实现智能生产与决策，最终打造智能制造工厂。
（二）把握发展方向，夯实技术基础
围绕生产制造全流程，包括生产准备(下料)、焊接、加工、装配、涂装、物流、外包等关键环节，开展重工企业智能制造关键技术的研究。包括5个方面：1.打造强基工程，首先利用精益管理模式来建立智能生产体系，其次大力发展高效环保的绿色制造技术，再通过优化工艺流程、建立工艺标准，为最终实现自动化和智能制造奠定基础；2.工艺过程数字化，建立工艺设计专家系统、利用工艺过程、制造过程的虚拟仿真及3D模型离线编程等技术实现机器人程序的快速编制；3.自动化生产线，围绕大型构件柔性装夹技术、特种工业机器人应用、自动化切割、典型结构件制造过程自动化、自动化加工单元、自动化装配、自动化涂装等全工序流程发展自动化生产线；4.车间物联网系统，通过条形码、二维码或者无线射频识别技术(RFID)来实现从钢板、零件、部件到产品制造全过程的跟踪，应用传感技术实时监控车间工艺设备运行状态和数据，针对厂区的流动机械通过传感器、GPS定位技术来建立流动机械信息化管控平台，基于大数据技术的预测性设备运维系统；5.建设数字车间和智能工厂，车间MES系统的建设，构建可靠、全面、可行的制造协同管理平台和可视化系统集成管控平台，最终构建基于物联网、云计算和大数据的智能工厂体系。
（三）认清企业现状，合理分步实施
企业的变革不是一蹴而就的，它是一个系统的长期过程。科学的变革需要在认清企业发展现状的基础上，遵循顶层设计，分步骤、分阶段实施。就现阶段我国重工企业发展现状而言，总体还处于相对比较落后的阶段，尽管一些企业已经在智能制造转型升级的道路行上做了一些探索，然而真正取得较大突破的少之又少。因此，我国重工企业想要完成智能制造转型升级，至少还要在以下三个阶段深耕细作，分步实施。
第一阶段是生产管理改革提升阶段，这一阶段需要全面完成制造过程标准化、生产管理精益化、产品制造专业化改革提升工作，通过精益管理、流程优化、装备升级、效率提升和降低消耗来为下阶段实施自动化和信息化夯实基础。
第二阶段是实现制造过程的自动化和信息化两化融合，这一阶段要完成对企业主要产品关键制造过程的自动化改造，完成信息化部署，打造数字化示范车间，同时完成企业ERP系统和车间MES系统建设。
第三阶段是完成数字化工厂的建设和推广，也就是智能制造阶段。这一阶段的主要工作就是要在数字化车间和企业信息化管理系统的基础上，探索建立面向企业内部及外部客户的全产业链服务支持平台，提供在线监测，远程诊断，维护和检修等服务，实现制造型企业向服务型制造企业转变。
（四）加强人才培养，构建专业团队
科技进步的关键在于人，任何先进的工具和手段都需要人来最终实现应用。因此，在智能制造转型升级初期，一定要根据智能制造发展目标，建立系统化的人才培养机制，加强对企业运作全业务流程中的核心骨干成员的培训和学习。同时，要让企业领导和员工的改革创新思想领先于智能工厂的建设。
此外，工业4.0时代企业的发展变革迫切需要能够胜任新型工作岗位和具备特殊工作技能的关键人才。一方面要引入开发和应用新技术所必需的技术专家和管理人才，以应对技术快速进步对员工技能要求不断提高的挑战。另一方面要雇用并培训掌握相应技术的人员，通过各项培训增强员工知识技能，以获得智能制造转型升级所需的技术储备。
三、结束语
回顾世界经济发展历程，每一次工业革命都会对生产方式带来巨大变革，能够提前做好准备顺应时代发展主动求变的企业才能够在变革中实现“弯道超车”。因此，传统重工企业需要在工业4.0时期抓住机遇，努力完成智能制造转型升级。这就要求企业必须要注重顶层设计，制定阶段目标，构建专业团队，深耕细作，只有这样才能保证企业在智能制造转型升级过程中不被困难所束缚。本文通过研究我国传统重工企业智能制造转型升级过程中出现的问题和对策，为我国重工企业开展智能制造转型升级实现跨越式发展提供重要参考。
【参考文献】
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