基于IE+AT+IT技术集成的企业智能制造转型升级之路

李小联

(中电九天智能科技有限公司，四川成都，610200)

1 引言

笔者的研究及业务领域是精益生产、智能制造、信息化、自动化，从业至今为多家企业进行过企业咨询与辅导，参与中国电子技术标准化研究院组织编写的工信部《智能制造能力成熟度模型》国家标准编写，应邀为国内某市经信部门邀请，作为主要负责人，对该市337家企业进行智能制造摸底调研，并选择60多家企业进行实际调研，为该市工业企业智能制造推动与落地提供了明确方案。通过对不同领域的企业进行调研和分析，深有一些感触和思考，总想写点对企业有所帮助的观点，特撰写此文，希望有幸能够与广大读者见面，对大家有所借鉴。

2 回归制造本质看智能化时代制造企业面临的挑战和机遇

2.1 制造企业的经营本质

无论是大型、中型、小型、微小型企业，其经营的本质是获得剩余价值，即产值、利润和现金流，这三者是企业永续经营、长期发展、打造百年基业的坚实后盾。对于所有企业现金流是首要的，它是企业维持经营的第一生产要素，在利润和产值方面，能够兼顾固然重要，但要有所取舍的时候，有的企业会优先选择提高产值，有的企业会优先选择利润，总之，无论在什么时代背景下，无论涌现什么技术，制造企业的本质永远都是通过按需求的数量、地点为客户提供符合质量要求的产品(即丰田生产方式TPS所提到的JIT生产)，不断创造产值、利润和现金流，以此作为企业品牌、产品、业绩得到提升和满足市场认可的基石。

2.2 数字经济时代制造企业面临的新挑战

伴随中国人口红利的逐步消失及制造业的全球化化、白热化竞争，我国制造业过紧日子、难日子的多了起来。在贸易战略时代，国内企业只要有资源，尤其是材料、渠道资源，通过资源的低买和高卖，企业就可以很轻松的获得一桶金，维持企业的经营，与此同时也涌现了很大一批在此时代成长和发展至今的知名企业。在生产战略时代，市场需求远大于企业供给，企业具备生产要素，即人、机器、物料、方法、生产环境，只要能够不断的生产出来产品，市场就会购买，依靠完备的生产要素，企业就能生存并开展日常的经营活动。

在营销战略时代，伴随消费升级，市场上产品类型逐步从品种单一多批量转向多品种小批量、多品种变批量，最终发展为智能制造时代的个性化定制，市场对企业产品的质量、交期、成本方面提出了更高的要求，市场的竞争更加激烈，尤其是大企业船大难掉头，一不小心就会被市场所抛弃，这也是当今企业家所面临的主要挑战。企业需要通过推销、营销、网络销售等模式推广自己的产品，企业在市场获利能力方面必须紧跟时代步伐，通过不断的技术创新提高自身的竞争优势。

2.3 智能化背景下企业所面临的新机遇

2015年，工信部批复国内首批智能制造试点示范企业，共计46家，涉及37个行业，笔业有幸为其中一家企业的项目主要成员之一，中国企业正式拉开了全国制造业智能制造推进的序幕。在中国制造2025的总体规划下，智能制造、网络协同制造、工业互联网、工业APP、工业云平台、工业大数据、区块链等一系列的技术及政策蜂拥而至，以国内大型龙头企业为代表，各行业不仅涌现了大批智能制造试点示范企业，同时也涌现出了很多为制造业提供智能化转型升级服务的系统集成商、软件开发商、智能制造创新孵化园区、自动化装备开发商，以及包括为企业智能化改造提供资金担保的金融机构等，企业纷纷开展制造业与互联网深度融合的各项专案，如：两化融合贯标、智能制造新模式、协同制造等，新的历史时期、新的技术热点给企业的发展带来改革和创新的新机遇，智能制造时代企业将会迎来下一个增长点。

3 紧跟时代步伐，以运营效率提升为出发点探索企业智能化转型升级之道

3.1 企业在智能化转型升级的过程中所存在的问题

现象1：盲目跟风，没有分析清楚自身的需求，看到同行业别的企业搞智能制造自己也跟随大流，投入了大量的资本，最终得到的收益很小。

现象2：为了获得政策性支持，比如资金补助，融资机构的投资，快速投入一些工业软件、自动化项目，企业自身的智能化提升意识没有任何的改善。

现象3：没有整体规划，包括整体智能化战略、工业软件集成等，没有系统的从产品、制造、供应链、服务、物流、新业态等多个维度做系统规划及部署。

3.2 针对智能化推动问题，谈一下企业转型升级的出发点及思考点

回归第1部分所述，企业的本质就是最大程度获取剩余价值，也就是产值、利润、现金流的最大化，企业只有不断的快速生产、快速的销售、快速的收款，才能够最大化获取收益，就比如一家面馆，只有不断的给客户人端上面条，客人快速吃完，快速付钱、快速离开，这个面馆才能最大化创造收益，其实其本质就是存货周转率的提升，笔者把它定义为企业的运营效率。企业的智能化转型升级必须以存货周转率的提升为出发点，分解与其提升相关的因素，并借助智能制造时代各种先进的技术来促进每种要素的提升，这样才能系统化提升企业的运营效率，实现企业的最大化盈利，围绕这个思路和出发点企业的智能化转型升级才能见效和迈向成功。

企业运营效率提升是一个很开放的主题，可以从财务、制造、研发、销售、供应链、技术创新等不同的维度进行探讨，凡是从事制造业相关的管理者都有很多各自不同的经验和方法，笔者下来主要从智能制造转型升级的角度来谈一谈企业如何进行运营效率的提升。

4 IE+AT+IT智能制造技术集成组合拳是促进企业运营效率提升的利器

4.1 企业智能制造水平、等级的评价及划分方式

每个企业的智能制造水平都有所不同，虽然没有一种可以包治百病的方案可以适合每个不同的企业，但我们可进行共性技术和思路的探索和研究。通过将企业智能制造的水平进行划分，让每个企业有一种科学合理的方式了解自身智能化程度、存在的问题，有利于我们研究出一套关键、共性的思路和技术，来指导各企业推进智能制造转型升级。

笔者在参与中国电子技术标准化研究院所组织的《智能制造能力成熟度模型》的撰写过程中，专家们通过标准将企业的智能制造等级划分为已规划级、规范级、集成级、优化级、引领级5个级别。其中，已规划级代表企业开始对智能制造进行规划，部分核心业务有信息化基础；规范级代表核心业务重要环节实现了标准化和数字化，单一业务内部开始实现数据共享；集成级代表核心业务间实现了集成，数据在工厂范围内可共享；优化级代表能够对数据进行挖掘，实现了对知识、模型等的应用，并能反馈优化核心业务流程，体现了人工智能；引领级代表实现了预测、预警、自适应，通过与产业链上下游的横向集成，带动产业模式的创新。

有了以上的标准，针对任何一家企业通过评价，可以确定出该企业属于以上5个级别中的那个级别，企业可以详细了解自身在研发、销售、供应链、物流等各个维度所存在的问题，在此基础上就可以探讨智能制造水平如何提高的话题了。

4.2 IE+AT+IT智能制造技术集成在智能化水平提升中的运用思路

4.2.1 IE技术在智能化提升中的职能介绍

每个企业智能制造成熟度都是通过销售、供应链、设计、制造、物流、资源等多维度的评价而确定的，我们需要针对这些维度的问题制定总体的规划方案。IE(工业工程)是一种技术+管理的综合性专业技术，美国等西方国家简称精益生产(Lean)，日本简称为TPS丰田生产方式。其职能涵盖规划、设计、改善和创新，应用领域涉及智能制造成熟度模型中的各个方面，包括研发、销售、供应链、制造、物流等。通过IE工业工程技术针对每个企业的智能化现状制定总体的能力水平提升规划，让企业的智能制造推动更系统化，这是IE技术在智能化转型升级中的重要作用。比如在产品设计方面，可以规划并行设计，缩短产品的研发及设计周期；在供应链方面，可以规划供应链优化设计方案，缩短产品交付周期；在制造方面，可以规划产品的成本降低方案，系统提高人员、设备、物料等效率，提高制造的综合效率；在物流方面，可通过数学建模与优化设计，规划合理的物流方式及最优配送路线，缩短物流周期等。

针对企业智能制造现状，以上运用IE技术所开展的各项规划设计的功能，给企业的智能制造推动建立了系统的规划方案，可以通过分步实施的方式来达成规划的各种目标。我们会发现，在企业智能化水平提升的过程中，企业的库存周转率也会得到有效的提升，并且是稳步的提升，这得益于运用IE技术在智能制造总体解决方案规划中的系统应用。

4.2.2 AT技术在智能制造硬件建设中的职能介绍

为了实现智能制造整体水平的系统提升，企业运用IE技术制定了系统的规划方案，比如在制造能力提升中，我们运用IE技术基于工艺流程进行了车间总体布局方案的设计与仿真优化，包括线体方案设计、单机自动化方案设计(含非标自动化、标准设备)、物流方案设计等，这些规划方案的具体落地就需要AT技术的支撑才能完成。通过AT技术可以进行机器人集成技术、视觉分析技术、智能物流技术、智能检测技术、PLC控制技术的设计、实施与集成，通过一个个智能装备的导入及应用来确保IE总体规划方案中硬件装备方案的落地与优化。

在此过程中，AT技术的应用并非只是体现在单一的机器人替代人、提高单个工位的效率、提高单个制程的良率，最主要的是体现在对基于IE技术总体规划的智能制造方案硬件建设的技术支撑作用。

4.2.3 IT技术在IE技术规划和AT技术硬件建设基础上的驱动职能介绍

可以设想一个布置好硬件的智能工厂，如果没有软件的驱动，就相当于一个人的人体骨骼，如果缺少了肌肉就没法联动，IT信息化技术的作用正相当于人体肌肉的作用。通过IT技术中的不同软件系统如数据采集SCADA系统、制造执行MES系统、自动化控制BC系统、企业管理ERP系统、自动排产APS系统、QMS质量管理系统、安防系统、客户管理CRM系统、SCM供应链管理系统等的建立，可以实现企业从订单的自动获取、工单的自动拆解、计划的自动下达、物料的自动分拣、产品制造过程的自动化控制、质量的在线实时管控及追溯、仓库的智能化管理、产品全生命周期的大数据驱动及实时分析等。IT技术赋予了制造以灵魂，通过IT技术驱动制造硬件及生产资源的大数据分析与监控，消除了信息孤岛，驱动了整个制造资源的网络化、协同化运作，提高了企业的信息流传递效率。IE+AT+IT是综合性很强的技术组合，每种技术的研究及应用都需要专业的团队，企业可以通过IE+IT+AT的技术集成进行智能化转型升级的系统化部署，可以通过这套技术组合拳扎实的推动装备、软件、流程优化的分步落地。运用这套技术组合深耕企业智能化推进，企业原材料、半成品、成品的周转率会得到显著提升，企业的运营效率也会实现同步化提升。

5 结束语

以上观点是基于笔者个人的经验所谈，在各种技术突发涌现的智能化时代，一方面，希望文章能够让每个读者对智能制造有更深的理解；另一方面，希望文章能够引导企业深入分析自身的智能化程度，能够引导企业针对自身的现状、特点、痛点来制定规划和实施方案，让企业真正享受到智能制造所带来的机遇和成果。