敏捷制造技术特征和应用前景(敏捷制造-更适合中国制造业的智能制造方法论)

一、从制造行业自身发展规律看制造业的时代性挑战

从技术白盒角度，工业分为1.0/机械化，2.0/电气化，3.0/自动化，4.0/智能化。

同时从产业黑盒角度，还可以区分为批量经济时代，品类经济时代和速度经济时代。

随着中产阶级增加，移动互联网技术发展，客户需求的多样性越来越多，中国制造业已经进入品类经济时代；

制造业面临的当前时代性的挑战中，比较突出的根本性挑战包括以下三点：

1.品类经济时代的多品类小批量生产模式对生产环节的挑战，包括进度，产能和质量等挑战；

2.速度经济时代的高周转运营模式对整体运营的挑战，包括短交期和库存周转的挑战；

3.工厂向低成本区域分散对分布式管理的挑战，包括分布式运营管理和最佳实践经验快速复制的挑战。

以上三点挑战是可以用数字化技术攻克的，也是制造业数字化转型的关键目标。

二、从制造业外部环境变化看制造业的时代性挑战

制造业是一个需要“深掏滩，低作堰“从而形成规模化效应的行业，需要持续精益生产降低成本（深淘滩），通过规模增长来降低单位生产成本，同时保持人均利润（低作堰）让利客户，带来等多的订单进一步扩大规模。

当前外部人力成本指数增长，原来量变的精益生产已经不够了，需要利用智能制造实现质上的“深掏滩”。

制造单元从”以人为主，设备为辅助“，转变为”设备为主，人为主“，最后实现”黑灯生产，无人工厂“。

利用智能制造（自动化+数字化+智能化）深掏滩，在规模扩大产值的情况下，保持人均利润（低作堰）。

之前制造业还处于批量经济时代，社会人力成本也低于设备成本，所以数字化和智能化没有普及。

当前无论从制造业自身发展规律，还是外部环境变化的影响，制造业当前需要数字化和智能化技术实现智能制造。

三、目前业界智能制造有三大流派：

1.美国的管理流程流派：经过几十年的业界全方面的推行，已经深入人心。洗脑的最高境界就是：没有把SAP/达索用好，都是企业不配用，是企业的问题，企业的管理流程还没有规范化。流程流派的核心是：用流程解决人的不确定性。

2.德国的自动化装备流派：传统的DCS/PLC也是德国西门子占有率第一。美的收购的KUKA机械臂也是德国的；自动化流派的核心是：用机器解决人的不确定性。

3.日本的现场管理流派：目前的精益生产理念都来源于日本，包括KANBAN这个汉语都成为英文单词了，5S等方法规范工人的现场操作。现场管理流派的核心是：依靠长期稳定和有经验的人。

这几个流派在中国推行了几十年，为什么还只是少数大企业采用（贵族）？广大中小制造业并没有全面采用。

因为三大流派都有缺点，管理流程不能适应快速变化，现场管理依靠工人的稳定，自动化和人工成本需要平衡。随着中国人工成本的上升，自动化是必然的确定的选择，所以智能制造是以智能装备为基础。但是在运营管理上，还需要探索一个适合中国国情和数字化新时代的方法论。

自动化-数字化-智能化是大家已经有共识的智能制造发展路径，数字化的时代是充满变化的，而且制造业进入品类经济时代也面临多品类小批量短交期的挑战，需要探索一套可以适应变化的智能制造方法论。

传统的ERP/MES是管理流程流派的产品化，是20-30年前的软件了（大哥大），信息输入依靠人工。希望靠流程解决人的不确定性的同时，重新引入了人的不确定性。数字化时代的制造业如果是部署一套20-30年前软件就是智能制造，那么20-30年前就已经是智能制造时代了。

既然智能制造要从智能装备开始，数字化就需要围绕设备来构建，要先建设从设备采集原生数据的数字孪生。智能制造的愿景是黑灯工厂/无人工厂，制造单元要从以人为中心（“人”或者“人+设备”）演进到以设备为中心(“设备+人”最终“黑灯工厂/无人工厂”)。服务于以人为中心的传统ERP/MES不适合为设备为中心的生产模式，智能制造时代需要新的工业软件架构。

四、敏捷制造：利用数字化技术应对变化/不确定性（包括人的不确定性）。

1.在数字化时代，需要有更适合中国大量中小企业的智能制造理念，基于数字化技术的敏捷制造是工厂最佳实践的放大器。长期工作在工厂一线的基层管理和专家，在实践中积累了很多应对变化的最佳实践，这些最佳实践通过数字化技术放大推广。形成新变化-最佳实践-敏捷制造放大-新变化-最佳实践-敏捷制造放大的良性循环，利用数字化技术应对变化/不确定性（包括人的不确定性）。

2.敏捷制造解耦传统工业软件（20年前），关注价值流的闭环、协同和智能，打造敏捷数字化内核（数字孪生+智能协同），按需分阶段引入自动化、流程和现场精益管理等职能和专业功能。智能化=数字化敏捷制造内核+[流程化+自动化+精益化]。

3.服务于垂直行业头部的软件架构（大哥大）较难平滑演进到适合中小企业的水平解耦的软件架构（智能手机）。

如果把智能制造类比为对工厂的自动驾驶，那么汽车自动变速箱的发展历程值得参考。1886年最早的汽车只有主减速箱，没有档位，不能倒车，只能前进。1889年世界上首个变速箱只有两个档位，需要与发动机转速配合操作才能实现换挡，难度相当大。1940年Hydra—Matic变速箱采用液力耦合器（非液力变矩器）和三排行星齿轮拥有四个前进挡位和一个倒挡位；1950年福特旗下车型开始配备3挡自动变速箱,依旧采用了液力变矩器加行星齿轮变速器的组合方式。

自动化类似汽车的发动机，有不同的马力，按需选择。精益化类似汽车的油门和刹车，现场管理避免浪费和安灯系统。流程化类似汽车的安全带，不同速度和地区要求不一样，前排必须带，高速公路和深圳/香港后排也必须带。这些都是工厂运行的关键部件，同时敏捷制造这个数字化内核，类似汽车自动变速箱和仪表盘让工厂运行更加平滑，更敏捷的应对变化，持续迭代地实现数字化转型和智能制造。敏捷制造的数字化内核也类似变速箱和仪表盘一样是默认标配的，任何发展阶段的工厂都需要使用。

敏捷制造和管理流程边界：严格、精细和标准化的管理流程适合财务和合规等后台管理（ERP），不适用于需要敏捷的作战单元，生产订单是敏捷制造系统和ERP的边界。

敏捷制造和现场管理边界：敏捷制造系统刚性管理边界是制造单元和主干流程（价值流）。数据协同在制造单元内部要全部自动化/数字化，设备自动采集和工位机自动推送，避免带来动作浪费。制造单元内的现场管理依靠现场协同，不把需要灵活应变的现场流程固化为软件（适应变化），可以提供必要的防错防呆工具。

敏捷制造宣言：

1.响应变化高于遵循计划

2.数据高于流程

3.协同高于审核

4.交期高于OEE

通过敏捷制造方法论，可以把每一个制造企业带入数字化新世界！