制造业精益数字化转型解决方案

2 制造业精益数字化转型解决方案 1 制造业数字化转型综述 2 灯塔工厂带给我们的启示 3 制造工厂精益化 4 数字化在制造工厂的应用 5 西门子精益数字化工厂 6 精益数字化转型之路 7 精益数字化实践分享 优化企业制造运营 体系，提高运营效率 数字化能力和人才 培养，提升基础能力 十字路口下，中国制造业转型升级需求亟待方法论和转型路径指引 中国制造业面临的挑战 产业政策 政策推进持续推进，但政企合作模式、产业落地路 径仍待探索和实践。 产业环境 技术基础 国内制造业处于全球价值链的中低端地位，产品附加值较低，产业结构调整、研发创新、数字化转型成为产业发展的有效途径。 客户需求 产品需求多样性、迭代速度加快、定制化需求增加， 同时客户需求从有形产品向服务体验延伸，使得制造体系的复杂度显著增加。 提升生产和供 提高产品研发和 提升客户与消费 应链能力、效 创新能力，提高 者连接能力，扩 率 产品附加值 大产品和服务营收 技术发展迅速，高端技术与发达国家差距仍然较大，也面临着技术落地路径不清，规模化扩展遇到阻碍等问题。 人才发展 操作工人劳动力红利减弱，数字化人才缺乏，复合 型人才和组织的培养管理成为智能制造转型升级的瓶颈问题。 ■根据调查显示，制约企业数字化转型的因素主要包括专业人才不足、技术能力缺乏、管理与流程原因、观念认识不清晰、无成功案例借鉴、转型方向不明等； ■成功的数字化转型企业借助自身及外部力量重塑数字化组织，深入应用数字化技术，推动数字化转型； ■制造企业要借鉴更多成功的方法、路径加速自身、产业乃至整个中国制造数字化转型的进程。 企业数字化转型 制约因素TOP3 专业人才不足 ■管理与流程原因29.7% 资金投入有限 ■观念认识不清晰27.0% ■无成功案例借鉴25.7% ■转型方向不明晰25.7% 技术能力缺乏 ■企业文化因素19.6% 业务 技术 组织 HR 标准 组织 成本 生产 系统 实施 路径 数据 物流 自动化 1 管理类 数字化转型过程中人力资源部门的切入点在哪里？ 2 数字化工厂相关的理论标准、规范有哪些？结合自身实际梳理数字化工厂的理论框架模型的过程中需要考虑的关键因素有哪些？ 3 数字化工厂构建对组织职能转变的需求有哪些？数字化工厂构建过程如何确保对组织能力建设与之相匹配、相适应？ 4 针对切割、焊接作业在设备数据采集、管理监控、流程协同及智能决策等方面是否有好的经验可以分享？ 5 数字化转型如何助力生产成本控制？能否详细说明。 6 基于非标准件的柔性生产的数字化管理思路是什么？ 7 信息类 传统行业在数字化转型过程中遇到的典型问题有哪些？如何解决？ 8 PLM、SCM、CRM、ERP等系统不够完善的条件下对MES系统的推进和实施有哪些影响？如何规避？ 9 MES系统构建的关键路径是什么？如何有效推行MES系统并确保其落地见效？ 10 数字化工厂典型的数据采集形式有哪些？典型应用场景有哪些？ 11 钢结构行业钢板和零配件的标识及数据采集方式等方面的意见和建议？ 12 传统设备（机加工设备、起重设备、焊接设备、表面处理设备等）数据采集方式有哪些？数据应用领域有哪些 13 钢结构生产过程中零配件型号规格多、数量大，如何与产品结构、生产计划及物流管理衔接进行有效管理提升流动效率？ 14 工厂在进行智能物流规划、导入AGV、RGV等无人物流系统时需要考虑的关键因素有哪些？ 15 数字化在生产管理中的应用有哪些？生产系统数据化建设应如何搭建？ 16 公司数据化建设应当如何搭建？有哪些好的经验可分享？能否详细说明。 17 生产类 数字化工厂人和人、人和物、物和物的连接方式有哪些？典型应用场景有哪些？ 18 设置立体仓库的前置条件有哪些？立体仓库的最优使用价值有哪些？ 19 针对重异性结构件（非标件）的自动化切割、焊接设备导入的主要思路和经验有哪些？是否有最佳实践经验可以分享？ ▪明确数字化转型是为了什么？ ▪了解数字化转型是什么？尤其抓手是什么？ ▪怎样进行数字化转型？技术方案怎么设计？ ▪数字化转型围绕哪些环节或场景进行？ •成本估算错误 •由销售传达过来的需求不明确 •研发的反应周期长，导致掉单; •迫于时间压力。导致设计的风险评估不足 •研发资源大量耗费在应付订单上 •“销售不受控”:客制化订单成为公司内部复杂度的主要来源 •接单设计相当仰赖个别工程师能力， 不同人设计的产出质量不一•“仅供此订单使用”的零部件 •“插单”生产导致排产周期大乱 •生产质量不稳定 $Loss! 电气化自动化电子信息技术 ~190019451960 19902000 智能制造 工业4.0 阶段经验管理阶段 -早期的放任管理 关注劳动生产率 ▪1776-，亚当.斯密劳动分工理论 ▪查尔斯.巴贝奇，脑力分工和流水线的基础 成果▪1790-，伊莱.惠特 尼，零件互换性 ▪流水线大规模生产 科学管理阶段 劳动生产率、质量 TWI督导人员训练，即一线主管技能培训 精益生产敏捷制造：快速配置资源 MTP管理培训计划 柔性制造：多品种小批量 模拟决策技术、决策论（确定性决 零缺陷：质量是一次成功的 策、风险性决策、不确定性决策）TQM全面质量管理QFD质量功能展开（质量屋），顾客驱动的产品设计方法，在设计阶段进行质量保证的方法 6Sigma：DMAIC、DMADVDFSSISO9000TOC约束理论：瓶颈理论 PDCA：Plan(计划)、Do(执行)、Check(检查)和Act(处理) IPD集成产品开发企业资源计划 田口方法：系统设计、参数设计、 供应链管理 容差设计，正交试验 业务流程再造 TPS丰田生产管理方式:JIT、自働化 阿米巴经营管理 QCC、QCPlan工具应用 应用服务供应商和业务外包 信息技术：CAD、PLC、MRP、CIMS、计算机、数控机床… 信息技术：CAM、ERPMRPII、SCM、MES、WMS、SCADA、DCS、工业网络等 ▪1911，泰勒，科学管理原理 （标准化、质量检验） ▪1911，吉尔布雷斯夫妇，工业心理学（时间和动作研究 ，生产程序图和流程图） ▪1912，亨利.甘特，甘特图 （生产计划进度图，提出了任务和奖金制度） ▪1913，亨利.福特，流水线 （标准化、简单化、专门化） ▪1915，哈里斯，库存控制管理数学模型，EOQ经济订购批量 ▪1930，梅奥，霍桑实验 ▪1935，休哈顿的控制图和道奇罗米格的抽样方案 ▪1947，乔治.丹捷格，线性规划（运筹学） 古典管理理论、行为管理理论 现代化管理阶段 质量、成本、产品上市时间 创新管理阶段 资源整合 ▪智能产品 ▪智能工厂 ▪智能物流 ▪大规模个性化定制 ▪绿色工厂/碳足迹 ▪远程运维服务 ▪数字化企业 ▪数字化研发 ▪数字化制造 ▪数字化供应链…… ▪新技术应用：数字孪生、人工智能 、大数据分析、工业物联网、边缘计算、自主系统、自主机器人、5G、区块链等 8 精益生产与数字化技术深度融合以提高资源的利用率，实现降本增效 标准化产品的高效生产方式是所有制造行业发展的方向！但消费者不再满足于标准化的产品怎么办？至今大部分制造企业的生产还处于“桶装水模式”，而丰田将其改进到“自来水方式”。 丰田的伟大之处，在于开创了适合多品种小批量的全新的精益生产方式，就是连续单件流生产。 除此之外，丰田在研发管理方面，设计连续并行的开发流程，将开发周期缩短一半时间，打造共享零部件平台，使其模块化、标准化、在零部件层面实现了标准化大规模自动化生产，而在组装层面实现了消费者的个性化生产。 --丰田改进了资源的利用方式，提高了资源的利用效率。 数字化让万物相连，人与人之间、设备与设备之间、产品与物料之间、人与设备之间、设备与产品之间自主沟通交流，自动配置生产资源实现价值流连续流动，完成每个环节生产直至送到客户手中，跟自来水一样的方便便宜而且还具个性化。 1数字化转型准备与 数字化成熟度评估 2 3 4 根据企业真实情况，规划数字化蓝图与路线图 数字化转型项目实施 运行优化 精益数字化成熟度评估 公司全员建立意识 数据驱动企业文化规划调整持续改进 明确公司远景目标及其优先级 1.我们公司的数字化战略是什么？ 2.我们面临着哪些机会？从哪里开始？做什么？采用什么技术和方案？ 3.我们需要什么样的合作伙伴？业务、4.运行评估与调组织、技术和人才如何协同发展？整，持续改进 数字化蓝图规划 新技术导入机会识别数字化场景 规划解决方案及优先级设定 技术与财务可行性分析 解决方案与企业业务融合 项目管理功能开发修订规划与实施 实施路径 企业核心人才培养企业精益数字化运营流程与标准体系导入 ▪公司发展远景目标及优先级排序 ▪数字化转型意识 ▪成熟度评估 ▪对标差距分析 ▪客户需求变化及差异化分析 ▪分析现有提升需求学习与导入新技术 定义企业提升目标、机会数字化应用场景规划 ▪解决方案设计 ▪方案的优先级排序 ▪从技术和财务角度分析方案及其影响的可行性 ▪分析对工作和技术的具体影响 （资源转移、新技能的掌握） ▪实施路径制定，明确主要的里程碑 ▪明确项目预算 ▪项目推进、实施及监理 ▪变革管理 ▪方案功能开发与实施 ▪企业核心人才培养 ▪精益数字化运营流程与标准体系导入企业并实践 ▪根据实施结果反馈及时修订规划方案 ▪打造数据驱动的业务管理 ▪对转型效果进行评估，并及时修订调整 ▪业务持续改进 数字化技术 对生产效率的提升对比 柔性自动化、机器人 精益生产 20082009201020112012201320142015201620172018 引用欧洲一百年老厂的运营数据进行分析13 精益数字化融合助力工厂转型升 级 ►支持对生产过程中 信息的数字化实时生产设备监控监控及预警 生产约束排程 ►支持自动排程 ►支持生产过程中物料防错、 工装防错、人员认证防错。现场快速反应 ►支持在制品库、待检库、已 检库、NC库的管理 ►支持对生产设备 的报警、状态、防错跟踪 ►支持生产过程异常情况的实时报警及 记录采集 生产数据采集 ►支持生产过程中人、机、料等关键数据的实时自动采集 外协入库 ►支持对人员入库上架作业的自动指导 质量管理 物料电子拉动 模具、夹具、量具管理 ►支持对生产员工作业 工时的自动采集记录 ►支持返工返修记录的 数字化监控 生产防错 WIP管理 ►支持制程检验 ►支持不良品控制 ►支持生产线边物料库存的自动监控 ►支持生产过程中物料自动拉动以及多种物料拉动模式 ►支持换模计划管理 ►支持模具上架、下降、履历管理 ►支持模具保养、维修管理 实时采集 1 制造业数字化转型综述 2 灯塔工厂带给我们的启示 3 制造工厂精益化 4 数字化在制造工厂的应用 5 西门子精益数字化工厂 6 精益数字化转型之路 7 精益数字化实践分享 在大规模成功推行用例后，灯塔工厂成功实现了对第四次工业革命技术的应用。除可持续性和生产效率外，这些灯塔企业还在敏捷度、上市速度、批量减少、按时交付和定制化等关键绩效指标上创造了巨大价值。 •为了更快响应市场需求、提升成本竞争力和落实可持续发展目标，联合利华达帕达工厂在端到端价值链中采用数字化、自动化和人工智能等技术； •产品开发周期缩短了50%，制造成本降低了39%，能源消耗减少了31%。 •雷诺集团自主研发数字化平台，旗下的工厂实现了网络互联并积累工业数据； •法国克里昂工厂将生产效率提高了45%，保修成本降低20%。通过引进协作机器人和AGV，提高了上市速度，车间营运效率提升了12.5%，能耗降低了5.8%。 •数字化解决方案与柔性生产线设计相结合后，仅需一条生产线，爱科旗下芬特公司（FENDT）就可以生产9个系列的拖拉机，马力从72到500不等。 •使其生产效率提高了24%，生产周期缩短了60%。 •为了达成生产效率目标，该工厂采取了结构化、精益化数字