中国中小规模自动化系统用户的窘境与解决办法

本文分析了中国中小工业企业的现实问题和在实现工业化、自动化过程中面临的问题。中小企业在这样一个智能制造转型升级的大潮之下是被动了,甚至是边缘化的。本文通过睿慕课的服务给出了解决建议。
长久以来,中国在“促就业、保民生”的指导思想下,处处围绕就业、围绕GDP做文章,对自动化领域的发展重视不够,以至于我们的中小规模的工厂,基本都采用手工劳动的模式进行生产,产品的生产过程往往没有工艺指导文件,全凭老师傅手上的“活儿”,这样的生产过程是难以标准化的,难以标准化也就难以实现自动化大生产。
 
全世界工业自动化水平最高的当属日本。二战之后,日本的年轻劳动力人口严重不足,促使日本率先开始探索自动化、标准化的生产模式。1973年,丰田生产方式开始逐渐流行,开始将人在参与到生产中的动作和过程进行标准化,形成标准化的作业文件,这就是后来的精益生产理论的基础。正是这种精细的动作分解,为日本后来实现大规模的自动化奠定了基础。精益化生产和严格的动作分解,将人变成了“机器人”,在生产过程中,人不需要思考,按照规定的动作作业就可以了,这正是“机器人”参与生产过程时所具备的基本特征——机器人通过编程,按照规定的动作进行生产作业。正是具备了这样的条件,日本在实施“机器人换人”的过程中,没有遇到多少障碍,几乎是自然过度。
 
但是,中国的情况截然不同。中国的绝大多数手工工厂的生产过程标准化程度都很低,大多数连工艺文件都没有,即便是有工艺文件,对生产过程的描述多半也只是描述性的,对实际生产的指导意义不大。现场经验丰富的工人师傅,往往对楼上工艺工程师的“作品“不屑一顾。这其实也是多年以来,“中国制造”的产品质量难以控制的原因之一。
 
由于教育水平的提高和年轻人口数量的下降,工厂的总经理们突然发现招不到人了;突然发现工资水平持续上涨,人越来越用不起了。于是,自动化系统不得不上了。但是,我们的企业没有准备好。自动化的基础是建立在标准化的基础上的,没有标准化的工艺过程,如何实现自动化?自动化的基础是建立在批量化的基础上的,中国众多的手工小批量的工厂从哪里获得批量化的订单?没有批量化的订单,如何消化自动化投入的成本?
 
中国中小规模的制造业工厂普遍陷入了某种窘境。
 
在这个过程中,规模以上的制造业企业获得了大好的发展时机。规模以上的制造业企业,往往学习西方管理模式更加深入,他们拥有规范的工艺部门和工艺指导文件,很多企业早已开始践行精益生产的管理理论。同时,他们具备自己的工业化部门(很多企业叫做设备部。按照西方的概念区分,设备部和工业化部是不同的,工业化部负责进行工厂生产过程的自动化设计和实施),在充分了解自己的产品特征、特性的基础上,进行自动化生产过程分析、模拟,进而设计出实施方案,经过反复论证,直到充分化解实施风险后,再将方案进行分解细化,每一个动作的节拍时间是多少?使用什么设备?设备之间如何衔接?产品如何输送?线下物流如何流转?等等问题一一解决后,形成最终招标文件。公开招标过程中,按照一项一项的具体要求筛选优质的供应商、集成商,最终完成自动化项目。
 
通过这样规范的过程控制,这些工厂的自动化项目往往都是成功的。
 
而在中小规模的手工工厂的情形就大不一样了。在过去几年中,在中小规模原来采用简单手工劳动的工厂实施的自动化项目大部分是失败的,或者是部分失败的。
原因有以下几点:

1、没有标准化的工艺文件,生产过程难以标准化;

2、产品型号众多,难以做到并线生产;

3、自动化项目引进过程中没有经过严格的产品分析和工艺分析,引入的自动化系统不能满足工艺要求;

4、需求不清楚,发现该有的功能没有。不断地进行需求变更,修修补补,工期长、投入大;

5、集成商对产品的关键特性不了解,设计出来的系统能够生产出“形似”的产品,但是,关键产品特性不合格;

6、工厂方面在和集成商博弈的过程中,压低了价格,也得到了对应价格的系统产品;

7、工厂没有自动化设备部门或者工程师技术能力不满足新的需求,设备正常运转难以保证;

如何才能解决这些问题?
 
第一、这些中小型的工厂必须对自己的产品进行标准化,或者使用标准化的平台把能够标准化的、批量大的部件首先实现标准化生产。汽车行业是自动化程度非常高的行业,他们的经验值得借鉴,我们看到,同一品牌的很多车型其实都是在相同的平台上进行生产的。比如,很多同品牌车型的底盘是相同的。
 
第二、要自建工业化部门,这些部门可以是从工艺部和设备部抽调的人员组成,同时还必须增补熟悉自动化设备的优秀的工程技术人员。这是很关键的,没有自己的工业化部门,靠集成商往往不能解决自己的问题。每一个产品要做好,都有他独到的“讲究”,也就是老师傅手上的“活儿”,这就是通常所说的KNOW HOW的问题。天天看着老师傅干活都学不会,怎么能期待集成商的工程师“一看就明白呢?”除非你选的集成商已经在完全相同的产品的自动化设计、实施过程中已有成功经验,否则,风险是不可控的。
 
很显然,普通的中小型工厂,无法短期做到上述两点。
 
如果说第一点还可以达成的话,那么第二点自建工业化部门,显得困难更大,成本更高。还有另外一个问题,就是这些工厂的自动化生产系统的设计、实施过程不是长期的,如果项目完成了,这些人员让他们去干什么呢?
 
要解决这些中小工厂的自动化设计、实施过程中面对的问题,必须依靠社会化的合作来解决。你问:“不是有集成商吗?”我的回答是:“还不够!”
 
在中小规模工厂的总经理和集成商的博弈过程中,总经理永远处于不利地位。因为非标系统是需要定制化设计、生产的,你出什么价格就会得到什么价格的设备,所以,总经理压低价格受伤的是自己,不压低价格受伤的还是自己。你说:“不是可以招标吗?”我的回答是:“如果你不懂,招标也只不过是价格谈判的一种方式而已!”正因为工厂没有相应的技术力量,造成了总经理的被动;如果自建相应的技术力量,又周期长、成本高,项目完成后,又会产生技术资源冗余。怎么办呢?
 
解决的途径只有一种,那就是借助第三方设计咨询机构的帮助。工厂向第三方设计、咨询机构购买服务,服务提供方进驻工厂和工厂方面共同完成产品分析、工艺分析并完成自动化生产系统的方案设计,根据生产系统的要求对生产过程进行分解,详细到每个动作需要使用什么设备、如何执行。整个系统规划设计完成后,输出设备清单和针对生产过程的完整规划,进而编制出招标文件。在所有关键设备全部已定的情况下招标,工厂方面的利益可以最大程度的保证。同时,集成商也可以充分降低自己的风险。根据目前工程领域3331的付款方式,工厂方面是最大的风险承受方,而集成商也完全可能由于没有充分满足客户的需求,收不到尾款,造成无利可图。
 
我们已经看到了这样的第三方设计、咨询服务商正在更多的发挥作用,期待产业界人士更多的发挥自己的智慧,帮助产业解决瓶颈问题,促进产业的健康发展。 

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周朔鹏

上海珍为科技有限公司创始人,董事长兼总经理。曾先后就任上海高威科电气技术有限公司工程师、副总工,上海新时达电气股份有限公司研发总监,上海新时达机器人有限公司副总经理,新时达机器人研发团队的创始人和新时达机器人公司创始人。多年从事自动控制技术研发和管理工作。2008年参与研发中国第一台实际投放生产的工业机器人。2016年12月创建上海珍为科技有限公司。现为,中国机器人产业联盟理事、上海市机器人行业协会理事、上海市机器人学会专家组成员、上海机器人产业创新联盟专家组成员、中国机电一体化技术与应用协会职教分会理事、中国机器人产业联盟认证专家组专家、上海市科学技术专家库入库专家。

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