首页 工作计划 工作总结 事迹材料 心得体会 述职报告 疫情防控 思想汇报 自查报告 党建材料 策划方案 教案设计 范文大全
  • 工作计划
  • 工作总结
  • 事迹材料
  • 心得体会
  • 述职报告
  • 疫情防控
  • 思想汇报
  • 自查报告
  • 党建材料
  • 策划方案
  • 教案设计
  • 范文大全
  • 工业4.0下智能制造与精益生产思想相关研究评述与技术路线

    时间:2022-12-03 09:50:17 来源:正远范文网 本文已影响 正远范文网手机站

    摘 要:随着工业4.0的提出,全球开始以智能制造为主导的新一轮工业革命竞赛,其中有“中国制造2025”计划。通过介绍智能制造发展历程及我国制造业发展情况,本文分析了国内外智能制造领域研究现状及不足,认为制造企业急需向精益化、智能化的新型智能制造转型升级,同时评论了业内最新提出的精益智能制造理论,阐明了该领域研究的关键问题和技术路线,以期抛砖引玉,指引未来的研究方向。

    关键词:工业4.0;智能制造;精益生产思想;精益智能制造

    中图分类号:F273;F279.2文献标识码:A文章编号:1003-5168(2019)20-0061-03

    Research and Technical Routes Related to Intelligent Manufacturing

    and Lean Production Thought under Industry 4.0

    YU Qingze1 MAO Weihui1 YUAN Zepei2 ZHAO Linlin1

    (1. Huizhou Economics and Polytechnic College,Huizhou Guangdong 516057;2.Wuhan University,Wuhan Hubei 430072)

    Abstract: With the introduction of Industry 4.0, the world began a new round of industrial revolutionary competition dominated by smart manufacturing, including the "Made in China 2025" program. By introducing the development history of intelligent manufacturing and the development of China"s manufacturing industry, this paper analyzed the research status and shortcomings of intelligent manufacturing in China and abroad, and believed that manufacturing enterprises urgently need to transform and upgrade to lean and intelligent new intelligent manufacturing, at the same time, commented on the latest lean intelligent manufacturing theory in the industry, and clarified the key issues and technical routes of research in this field, with a view to guiding the future research direction.

    Keywords: Industry 4.0;intelligent manufacturing;lean production ideas;lean intelligent manufacturing

    制造業是一个国家国民经济的主体和经济长期竞争力的体现。国家间的制造业能力差异能够解释国家间收入差异的70%[1]。随着2008年全球金融危机爆发后,全世界更加关注实体经济,寻求基于网络实体系统及物联网技术,提升制造业的智能化水平,建立具有适应性强、资源利用效率高及基因工程学特征鲜明的智慧工厂,使生产和服务更高效、更具价值。随着2013年德国政府推出“工业4.0”战略,全球制造业确立了向智能化转型的发展方向,并开始了以智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)为主导的新一轮工业革命竞赛。各个主要经济体锁定了未来发展的战略新定位,相继提出“美国工业互联网”“日本全球智能制造合作计划”以及欧盟IMS2020等智能制造发展计划。

    自2005年以来,中国制造业持续快速发展,总体规模大幅提升、综合实力不断增强,至2010年成为全球第一。工业和信息化部网公开资讯显示,2013年,我国制造业产出占世界的比重达到20.8%,连续4年保持世界第一大国地位,在500余种主要工业产品中,产量位居世界第一的有220多种,约占44%。2017年工业增加值达到28.0万亿元,占GDP的比重达到33.85%。2017年高技术制造业增加值增长13.4%,占规模以上工业增加值的比重为12.7%。根据《“十二五”智能制造装备产业发展规划》,到2020年,中国智能制造装备业将成为具有国际竞争力的先导产业,我国将建立完善的智能装备产业体系,产业销售收入将超过3万亿元,国内市场占有率超过60%,实现装备智能化及制造过程自动化。然而,中国人口老龄化、人力成本上升给企业带来成本和生产效率等压力。中国制造业大而不强,仅有16%的企业进入智能制造应用阶段[2],因而提升制造业自动化和信息化水平成为制造业的发展方向。《中国制造2025》(国发〔2015〕28号)明确指出:“坚持把创新摆在制造业发展全局的核心位置,通过创新驱动,推动跨领域跨行业协同创新,突破一批重点领域关键共性技术,促进制造业数字化网络化智能化。”同时,其制定了战略目标:到2025年迈入制造强国行列;到2035年达到世界制造强国阵营中等水平;到新中国成立一百年时,综合实力进入世界制造强国之列。综上所述,智能制造成为全球未来发展的战略定位。

    1 智能制造领域研究现状

    国内学术界对智能制造领域相关研究的细分主题分布较广,包括智能制造、智能工厂、工业互联网和智能装备等,其中以智能制造(论文占比46.21%)、企业管理和制造业(各占5%左右)为主。宋利康等[3]阐述了智能制造通过信息技术与制造技术深度融合,实现自感知、自诊断、自优化、自决策、自执行的高度柔性生产的本质。王淼和王湘念[4]认为,智能制造是从独立设备的机器智能到制造过程系统智能演进发展的生产方式,具有动态感知、实时分析、自主决策和精准执行四个典型特征。杨叔子和丁洪提出[5],智能制造体系(Intelligent Manufacturing System,IMS)就是建构在制造技术与通信信息技术深度融合基础上的集感知、分析、决策和执行于一体的智能化制造体系,力图解决以往工业化进程中人类脑力劳动自动化效率低的难题,即:在1870—1980年的100多年工业化进程中,生产效率提高20倍,但生产管理效率只提高1.8~2.2倍。苏贝和杨水利[6]通过对15个智能制造典型案例的研究发现,智能制造是一种面向产品全生命周期的可持续发展模式,不同于以往的机器化智能,强调整个制造过程的系统性智能,其本质是提高企业管理经营活动中的价值创造能力。

    20世纪90年代初,美国采用的柔性制造系统中有20%的设备没有投入实际使用,主要就在于这些设备与企业管理和员工能力不匹配[7]。互联网提供了基于网络的原型、虚拟产品测试和虚拟市场测试等多种方式,使企业可以将消费者或客户的集体智慧融入创新过程中[8],使制造企业借助智能化集成提高人类脑力劳动的自动化效率成为可能,而且互联网环境下消费者的增权过程,使智能制造需要将更广泛的人的范畴纳入智能制造体系中。

    纵观国内外有关智能制造的研究,其总体上可概括为两个層面:一是制造对象的智能化,如产品智能化、制造设备智能化;二是制造主体的智能化,如制造过程智能化、管理智能化[9]。然而,工业4.0下智能制造的推进、新技术的应用创新让制造业在转型升级中面临一个问题:企业如何实现设备与人、先进技术与先进文化融合,以便有效提高智能制造效率。这一问题在目前研究中鲜有涉及。

    国内外对智能制造的经济管理理论研究尚处于起步阶段[10],尤其是关于智能制造与先进思想相融合的理论与应用方面的研究比较薄弱。文献检索发现,后者较为欠缺,且碎片化、不成系统。国内论述智能制造与先进管理融合方面的论文不足5篇。孟凡生和赵刚[11]研究发现,技术创新、先进生产、人才建设等因素正朝影响智能制造的方向发展。它表明企业智能化转型升级需要两个关键要素的融合力量的支持,即硬实力(技术创新)和软实力(企业先进建设)。于晓飞等[12]提出精益管理、协同创新等四大优先行动领域,首先要开展精益管理,包括:生产环节精益改善,加快精益生产,实现最低成本;产品质量精益改善,引导企业应用先进质量管理技术和方法,实现产品高质量;绿色制造精益改善:开展绿色创新与优化设计等,完善绿色制造,实现最低污染。

    2 精益智能制造理论提出

    党的十九大报告明确指出,中国面临着“发展质量和效益还不高,创新能力不够强”等问题。因此,必须坚持质量第一、效益优先,以供给侧结构性改革为主线,推动经济发展质量变革、效率变革、动力变革,提高全要素生产率。有学者提出在智能制造中优先实施精益管理,旨在创新性地把先进技术与先进管理方法融合一起,实现质量变革、效率变革,落实企业运营“低成本、低污染、高效率、高质量、高价值”。刘承元[13]在《工业4.0精益不能缺席》一书中提出:企业要走向工业4.0,需要进行精益化、自动化、智慧化、智能化等建设,而且精益化是其他三化的基础,精益化将伴随企业走向4.0的整个进程。他认为精益化是走向工业4.0的手段,是一个持续的过程。综合以上分析,笔者认为,要想实现中国制造强国梦,中国制造急需向精益化、智能化的新型智能制造转型升级。

    精益生产理念源自丰田汽车公司生产方式,其最初的思想是“消除不能创造价值的浪费,以缩短作业时间”,其应用目的在于管理精细化、流程精益化、作业标准化以及现场规范化。它体现一种“不断改善、追求极致”的管理思维和文化。美国学者詹姆斯·沃麦克在其著作《精益思想》中指出:精益管理是从人出发,通过构建精益文化来影响和激励员工,在精益改善中培养员工并逐渐形成企业的生产技术体系,通过精益改善等实践活动及精益文化的交互作用,使得企业在技术层面和文化层面逐渐达到精益。精益管理的本质是“造物先育人”的思想和实践[13]。它是以员工成长(心智、意识和能力提升)为导向,以革新既有管理系统、方法为目的,以智能化、准时化、定制化为原则,并通过采用人性化办法促进员工广泛参与,实现企业、员工和客户价值的最大化。詹姆斯·沃麦克提倡培养精益革新文化,培养员工精益求精和持续创新的思维和习惯。精益生产的核心(灵魂)就是价值创造,创造更多、更优价值[14]。

    欧阳生和孔德洋[15]基于100多个企业精益管理咨询实践经验,率先提出精益智能制造理论。他们认为,精益智能制造要分步实施,有三个阶段、六大要素。第一阶段是精益化+创新化(精益文化、模式规划、企业规划;产品、制造和管理模式创新);第二阶段是自动化、数字化(机器人、制造升级;管理升级);第三阶段是智能化、互联化(创造升级、管理升级;实实协同、虚实协同)。由此可见,精益智能制造是智能化生产与精益化生产理念的融合,是多学科和领域的融合,急需专门的课题进行研究。鉴于国内外相关研究欠缺,下面分析该类课题的研究思路与技术路线。

    3 精益智能制造研究关键与技术路线

    首先,精益智能制造研究能为制造企业提供智能化、精益化生产的理论与实践的参考依据,推动企业转型升级、提升经济效益,促进中国制造2025计划的实现。

    其次,明确精益智能制造研究的重难点:应重点研究优化三个智能制造关键流程,使之“智能化+精益化”,包括生产流程“智能化+精益化”、供应链流程“智能化+精益化”、管理流程“智能化+精益化”等,减少浪费、创造更高价值。研究难点在于:为中国企业构建适合工业4.0环境的智能制造与精益先进理念相融合的制造业管理体系4.0,使智造高效实施,促进中国智造快速发展、实现中国制造2025计划。

    另外,精益智能制造研究的关键问题有三个。一是智能化转型升级的重要基础是精益先进理念,各制造企业精益化程度不一致、差异大,存在智能系统与设备实施运转不顺畅的风险,达不到预期效果。国家要帮助企业制定智能制造流程精益化的标准化要求和规则,促进企业智能化、规范化、精准化运行。二是提出“智造+精益化”的实施路径,总结先进企业实践与应用案例的相关经验,形成行之有效的先进管理理论和实践参考指南。三是中国制造2025计划要实现,专业人才培养和建设是最关键的一个问题。目前,国内对精益智能制造相关专业人才的培养仍缺乏系统理论和大量实践的支持。

    总之,人们要明确和掌握精益智能制造研究关键与技术路线。一是开展行业调研,调查制造企业存在的问题点和转型升级难点;二是进行理论与实证研究,构建智造精益化运营与管理系统,制定落地实施方案,包括生产、供应链、物流等智能化流程;三是实施成果转化,先在几家企业实施“智造精益化”试点落地,形成实践应用案例总结和研究报告;四是优化迭代与推广应用,对企业实践中遇到的问题进行归类,优化智造精益化方案并不断迭代,再扩大范围进行推广应用,撰写精益智能制造实施的相关理论,将其作为智能制造实践的参考指南。

    参考文献:

    [1]Money Science.The Atlas of Economic Complexity:Mapping Paths to Prosperity[M].Boston:The MIT Press,2014.

    [2]任毅东,童童.“智能制造”对中国食品工业的影响及发展预判[J].食品工业科技,2015(22):32-36.

    [3]宋利康,郑堂介,黄少华,等.航空智能制造技术:飞机装配智能制造体系构建及关键技术[J].航空制造技术,2015(13):38-45.

    [4]王淼,王湘念.智能制造的基础、组成与发展途径[J].航空制造技术,2015(13):32-37.

    [5]杨叔子,丁洪.智能制造技术与智能制造系统的发展与研究[J].中国机械工程,1992(2):15-18.

    [6]苏贝,杨水利.基于扎根理论的制造企业智能化转型升级影响因素研究[J].科技管理研究,2018(8):115-123.

    [7]KorenY.Factorization Meets the Neighborhood:A Multifaceted Collaborative Filtering Model[C]//14th ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery and Data Mining.2008.

    [8]Sawhney M,Verona G,Prandelli E.Collaborating to Create:the Internet as a Platform for Customer Engagement in Product Innovation[J].Journal of Interactive Marketing,2005(4):4-17.

    [9]宁振波.智能制造:从美、德制造业战略说起[J].航空制造技术,2015(13):18-23.

    [10]肖静华,毛蕴诗,谢康.基于互联网及大数据的智能制造体系与中国制造企业转型升级[J].产业经济评论,2016(2):5-16.

    [11]孟凡生,赵刚.传统制造向智能制造发展影响因素研究[J].科技进步与对策,2018(35):66-72.

    [12]于晓飞,陈小玲,汪俊枫.构建浙江版工业4.0的思路初探[J].商,2015(43):253.

    [13]刘承元.工业4.0,精益不能缺席[J].企业管理,2016(3):33-34.

    [14]蒋坛军.精益生產的核心是价值创造:回应《丰田生产方式≠精益生产》[J].企业管理,2017(5):57.

    [15]欧阳生,孔德洋.工业4.0时代中国制造业新出路:《精益智能制造》推荐阅读[J].中国机械工程,2018(16):2010-2015.

    推荐访问:评述 精益 路线 思想 智能