【工業軟體】工業軟體對推進智慧製造的價值

產業智慧官發表於2018-02-22

作者簡介

趙敏:中國發明協會常務理事,發明方法研究分會會長,英諾維盛公司總經理。國內著名創新方法專家、兩化融合/智慧製造專家。高階工程師。


【工業軟體】工業軟體對推進智慧製造的價值


34年來一直致力於企業如何實現創新、轉型的研究與實踐,對TRIZ發明方法學、CAI、PLM、KE/KM、精益研發、智慧製造、工業4.0等企業技術創新、管理創新和企業資訊化專題有著深入的研究和獨到的見解,在國內外媒體和國際國內學術會議發表文章和論文百餘篇,為企業解決眾多技術難題。著有《創新的方法》、《TRIZ入門及實踐》、《知識工程與創新》、《TRIZ進階及實戰》、《三體智慧革命》等專著、合著。


【工業軟體】工業軟體對推進智慧製造的價值

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製造業資訊化的60條基本原理全解析!


本文梗概

©文丨 e-works整理


【工業軟體】工業軟體對推進智慧製造的價值


生產原理中存在六種型別,從總體上可以分為兩大類:離散型(Discrete)和連續型(Process)。


從極端的離散型生產到完全的連續型生產,根據Gartner集團1997年ERP軟體供應商指南中的分類,又可以細分為六種生產型別。


1、按定單設計(Engineer To Order,簡稱ETO)或按專案設計(Engineer To Project)。

2、按定單裝配(Assemble To Order,簡稱ATO)或按定單製造(Make To Order)。

3、按庫存生產(Make To Stock,簡稱MTS)

4、重複生產(Repetitive)

5、批量生產(Batch)

6、連續生產(Continuous)


現在,為了在殘酷的競爭中生存,製造企業研究出減低成本,快速反應的製造方法精益柔性生產方式,如流水線拉式製造、單元製造、同步生產。工業4.0的多品種小批量個性化快速柔性的智慧生產等,這些是跨世紀生產力革命。


製造業資訊化的60條基本原理:


原理1:對於一切製造行業,有效的計劃與控制所需的系統框架是共同的,但是,MRPII系統不能稱為有效的系統。


任何製造業的管理的理是通的,整個製造組織架構邏輯是一樣的。但是,MRPII是基於固定提前期、沒有約束(產能、物料、人力、工裝)、不能自動閉環,靠手工反饋的簡單系統。


製造計劃系統必須形成自動閉環系統,體現在需求預測和發貨閉環、計劃與排產閉環、排產與執行閉環、訂單承諾與訂單履約閉環。


製造計劃系統要求解決妨礙生產的各種問題,而不是用庫存去彌補問題或用緩衝時間去補償問題。解決這些問題要靠整個製造過程中涉及的所有人員之間的集體協作。


原理2:一家制造工廠是一個單獨的實體,需要有一個一體化的系統與集體的協作去管理它。


企業實際上是一個有機體,需要一種媒介來使傳統的煙囪式企業來有效溝通與協作.使得企業的人財物資訊全面整合. 製造控制是一種一體化的概念,不是許多技法的鬆散的彙集。它的注意力集中在為所有管理人員提供及時、客觀的決策備選方案.


原理3: 更短的提前期是使計劃更加有效的最重要因素。


減小批量,縮短提前期,有效避擴音前期綜合症,使計劃更加靈活,有效.


原理4: 製造控制要求對所有的庫存有效地加以管理。庫存是結果,不是問題根本。


不僅僅是成品、在製品、原材料、輔料、維修物料、還有工模具、供應商寄存料和客供料等.對所有影響製造企業資金週轉的存貨都要控制。


原理5: 控制要求有真正算數的數字,而不只是容易計數的數字。


我們往往統計容易的資料,如原材料、半成品、成品的庫存數.而我們真正要的是控制管理的資料如A類B類、C類的庫存數。


原理6:把生產調整次數分配給高值物品以降低其庫存,可輕而易舉地補償低值物品庫存的增長。


對A類或重要的物料進行重點管理,從計劃、生產、採購、庫存、成本、財務均對此物料進行監控。


原理7: 正確的EOQ是好的,但更短的生產調整比它要好得多。


重要的是懂得EOQ的基本概念,而且能夠確信所用的模型對所研究的特殊情況是最有效的。EOQ公式中包含許多假設,實際工作者要恰當地來應用公式就必須懂得這些假設的意義


原理8: EOQ計算只是起點;修改它們以獲取實際的結果。


計算機系統只是按你假設計算出建議數、分析它、合理使用。


原理9: 預測是可作為工作出發點的一組數字,它不是工作的終點。


預測本身沒有錯,而管理預測的人員確有水平高低,企業中最聰明的人應該去作預測。


原理10: 給每一使用者一個適用於其需要的預測。


預測不要籠統,應針對不同的人給不同的預測。如資金預測、銷售預測、裝置預測、生產預測。


原理11: 預測的物料越是大類越準確。預測期越短越準確.越長期越不準確.


對未來的判斷只能是產品大類預測。採用滾動預測方法,來避免預測的波動的影響。


原理12: 預測與實際的閉環差異分析才是最重要的。


評價預測、分析預測、調整預測是預測管理者責任。


原理13:不到儘可能最後時刻,不要把存貨物品委置於任一具體的地點。


控制存貨的基本方法是準時化.


原理14:正確地回答一物品何時需要比確定要訂多少貨重要得多。


對庫存週轉率來說,何時採購、何時生產就是準時化的概念。


原理15: 由於不確定性不能被消除,訂貨點法要求有安全存貨。


零庫存是我們追求的目標,但是現實不是完美的。不幸的是安全庫存的公式是假設正態分佈下才可行的。


原理16:只有在統計學的假設是有效的場合並且在經過測試之後,才應用統計學技法去設定後備存貨。


很多統計學的演算法並不適應製造企業動態模糊的變化.


原理17: 用經驗法則來設定預備存貨也不行,因為這些法則忽視了需要它們的理由


預備存貨總是要有依據的、理由的。


原理18: 簡單實際的技法可能提供更為經濟的庫存控制。


這也就是簡單的看板張數和OPQ更加在企業流行的原因。


原理19: 考慮需求計劃,分時段的訂貨點資料大大地增強了此技法的威力。


由於考慮了需求預測的時段性,使原來的靜態的訂貨點轉向動態的訂貨。


原理20: Orlicky的獨立、相關需求準則提供選用訂貨技法的良好指導。


獨立需求由APS系統和人機互動控制,相關需求可以自動物料分解。


原理21: MRP邏輯適用於包含多種元件(成份)的一切型別的產品與過程。


MRP邏輯就是物料按產品結構分解,它被計算機專家們神祕化了。只能計算BOM配套數量,而時間是不準的,因為是每一層都設定了假設的提前期。


原理22: 理想的零件號是短的、數碼的, 唯一的。


零件號只是一個標記.注意整合的系統的零件號不需要過多的意義.


原理23:物料清單不能反應現代系統的框架,它們必須和工藝連線,才能高度準確並恰當地反應系統的真實模型。


物料清單在工序的需要量的準確性是製造業最最重要的基礎資料。


原理24: 物料清單中工程更改的控制對一家公司的成敗猶如新設計一樣重要.


工程變更指令ECO、工程變更請求ECR、工程變更通知ECN,設定不同的控制等級,再用工作流來控制工程變更是一較好的方法。


原理25: MRP的邏輯是錯誤的;所以,在實際中,很難應用。


固定提前期、無限產能、物料無約束、沒有自動閉環、沒有目標優化計劃等


原理26: 在計劃時界上較遠處的資料可以而且應該粗一些。


可以在較短的時間裡,固定生產計劃.較遠的時間裡,使計劃粗一些,可以靈活變化。


原理27: 孤立、不受約束而且多目的的計劃比無用還要壞;它們是危險的。


沒有整合考慮的一體化計劃,各自為政的計劃是對企業有害的。


原理28: MP(Master Planning)主計劃驅動計劃過程,而非執行過程。


主計劃給企業一個控制開關,控制整個運作計劃,是製造企業運作的核心。


原理29: 最好的主計劃MP具有最小數目的物品,而且符合足夠的物料與能力計劃的約束。


主計劃應該是具體的,有可供物料的,有可執行能力的計劃.


原理30: MP必須妥善管理,它必須完整並能夠被執行。


主計劃必需有高水平的人員重點管理.


原理31: 要控制住庫存的細節,必先管理好庫存的總量.


對庫存的管理不能盲人摸象,根據生產型別對存貨的整體要有一個管理策略和庫存計劃。


原理32:以最低的整體庫存,為一給定的客戶服務水平。


因為存貨的變化主要在計劃、波動、節拍、週期、故障等其它方面,可以用定量和定性方法來解決庫存週轉率和客戶服務水平,它是庫存控制有效性的度量。


原理33: 庫存是一種負債;越少越好。


從管理思想上改變庫存是資產的觀念,它是負債,沉重的負債.


原理34: 管好工作中心的前題是管好產能。


對工作中心的管理主要問題和難點是產能問題。


原理35: 管好訂貨提前期要求同時管好優先順序與能力這二者。


要知道影響提前期的因素是很複雜的,管理優先順序和它的能力是簡單不了的。


原理36: 能力計劃應使用經過相似製造作業的儘可能廣泛實踐。


對新產品的能力計劃可能是不準的。因為對老產品的標準工時是相對準的。


原理37: 生產計劃,即使是粗略的,卻為能力管理提供有效的手段。


能力計劃需要需求計劃的驅動,是提供計劃人員主要約束。


原理38: 詳細能力需求計劃不可被推遲;粗略方法很容易誤導。


實際上,詳細能力計劃是經常用到的,但是,能力計劃做到精確不太容易。


原理39: 能力必須足以支援生產排產並能處理額外的計劃外需求。


有經驗的計劃員作能力計劃時都考慮機動能力,預防變化的需求。


原理40: 詳細能力需求計劃可能看起來高度精確而仍然是可能不準確的。


現實中,很少有公司的能力和負荷是準確和及時的,這和現場採集資料的技術MES系統有關。


原理41: 能力被用來去製造不需要的東西時,它就是被浪費了。


有效的利用能力始終是製造企業的瓶頸.


原理42: 應當在選用訂單去發放之前使用訂貨技法簡明地按優先順序將訂單分等排列


通過優先順序和一定的規則優化排序計劃訂單.


原理43: 生產訂單積壓在辦公室裡比把它們下達到車間現場控制得更好一些


不要過早地下達生產訂單,到期再下達。


原理44: 投入應當小於或等於產出,但永不大於產出。


按需要進行投入,這就是減少再製品的方法.


原理45: 安排日程排產的規則必須為提前期的所有要素留出餘地。


詳細排產要考慮一定的緩衝。


原理45: 加負荷是一種優先順序控制技法,只有當資料符合實際時它才有用。


APS有限產能計劃,只有在資料準確的前提下才有效.這是製造業的計劃排程的關鍵和瓶頸。


原理46: 為了及時的交貨,對待供應商完全像對待廠內的工作中心一個樣。


把供應商納入自己的供應鏈,是大勢所趨.


原理47: 投入控制得越好,產出就越少需要去控制。


大多數工廠傾向於著重產出的控制而忽視了投入的控制。若想控制好產出,簡便的方法是仔細的控制你的投入.


原理48: 產出控制必須包括能力與優先順序二者。


如果能力應降低時,則由於該決定被拖延,會使得庫存變得越來越高。考慮優先順序,以防止失去重要的訂單。


原理49: 有效的能力控制是優先順序控制的一個前提


確保有足夠的能力去支援計劃,使投入率與產出率保持平衡,任務排隊的控制與提前期的縮短,提供需採取改變能力的校正行動的早期警告訊號,把優先順序與能力計劃與控制活動結合起來。在能力控制之外,有效的優先順序控制是必要的。製造工廠必須製出足夠的產品並且要把工作做在正確的物品上;這二者都是必要的。


原理50: 加快越少,它就越有效。


加快容易引起惡性迴圈。這常常出現在沒有優先順序的短缺情形下。加快只有在例外情況下才有效。只有當少數工作被定義為優先順序時,這種加快辦法才是有效的.


原理51: 控制工廠現場上工作的最好方法是去防止它過早地到達現場。


採用配送,使在製品流動起來,改善工廠現場環境是控制物流的基礎。


原理52: 返回到原計劃比重新計劃更加困難,但更加好。但如果能自動閉環反饋,就可以動態的更新計劃。


校正行動可以是返回原計劃和修訂計劃的結合。控制的意思就是度量實際績效,同計劃相比較發現偏差並採取反饋校正行動。


原理53: 健全的計劃排產工作與有效的控制必須包括有效的資訊和準確的資料。


一個計劃控制系統必須能處理處理完整的、一體化的、準確的資訊。該系統由合格的計劃與控制人員使用和產生及時的資訊,而這一資訊是由勝任的工廠經營管理人員去有效地管理製造作業。


原理54: 對控制而言,及時性比準確性更重要,雖然二者都是需要的。


控制不可能施加於已經發生了的事情,它只能施加於將要發生的事情。過時的控制資訊根本就談不上是控制資訊。實時對於計劃控制系統尤其重要。


原理55: 作業控制必須從可以得到的替代辦法中挑選出損失最小化的方案.


一名有效的計劃控制經理必須能夠向管理部門具體地說明真正的決策方案諸如當實施加急訂單時哪些訂單將受影響。事實上,一名好的經理將能夠建議管理部門去考慮到一份新錄入的訂單會如何危及對其它訂單.


原理56: 供應商按時交貨靠的是足夠的能力與短提前期,不是靠客戶的權力、關係密切與神通。


同內部作業時一樣,採購物品的按時交貨要求確保供應商的能力將是足夠的和平滑地供應訂單.


原理57: 精心地選擇績效度量;人們願為按這些度量看起來不錯而行動。


在任何公司裡,績效度量都是極其重要的。在開始任何改善計劃之前,應該建立起績效度量從表明未來的績效將如何同目前情況相比。績效度量本身就是改善績效的最好方法之一,因此它應成為任何一個生產控制系統的基本要素之一。


原理58: 辯解與控制資訊之間的區別僅僅在於時機。控制是在問題出現之前,而辯解、解釋是在有問題的時候。


計劃與控制的真正職能是去生成為了使工廠避免陷入困境而管理工廠所需的資訊而不只是處理為擺脫困境而要進行的日常活動。製造控制系統是一門處理資訊的學科。


原理59: 干擾有計劃作業的一切問題可以而且必須解決。


如不準確的預測與不可靠的供應,導致成品超過預期的需求。不可靠的供應商和不確定的採購時間,使得過量的原料與外購元件成為必要。經常的調整,不穩定的流程,不良的質量,報廢與返工,不完善的機床安裝與裝置還有墨菲定律,使得高的在製品。種種變化引起報廢的庫存。


原理60: 只有通過找出並解決過剩的原因才能顯著地削減庫存。


在任何製造公司裡,“正確的”庫存量比現存於許多企業中的要少而比現存於大多數企業中的要少得多,分析出其原因, 管理層不斷施加壓力去減少庫存.


總之,製造企業需要核心競爭力、強有力企業文化、企業發展願景、創新精神。製造企業尤其是要重視工業工程(IE)的實施和精益生產的實現,不斷的改進及關注細節的生產管理。而資訊化給企業以新的視野,不管企業是否意識到這一點,資訊化的企業應是一種適應快速變化而設計的、能夠學習、進化、自我快速改變的企業。


製造企業的資訊化需要一個真正的系統,而系統應該是自動閉環反饋的:1、需求預測和發貨閉環。2、計劃與排產閉環。3、排產與執行閉環。4、訂單承諾與訂單履約閉環。只有自動閉環反饋才能迭代、學習、進化形成有機的智慧系統。智慧製造才有系統支撐,為實現中國版的工業4.0-中國製造2025夯實基礎。


【工業軟體】工業軟體對推進智慧製造的價值


人工智慧賽博物理作業系統

AI-CPS OS

人工智慧賽博物理作業系統新一代技術+商業作業系統“AI-CPS OS:雲端計算+大資料+物聯網+區塊鏈+人工智慧)分支用來的今天,企業領導者必須瞭解如何將“技術”全面滲入整個公司、產品等“商業”場景中,利用AI-CPS OS形成數字化+智慧化力量,實現行業的重新佈局、企業的重新構建和自我的煥然新生。


AI-CPS OS的真正價值並不來自構成技術或功能,而是要以一種傳遞獨特競爭優勢的方式將自動化+資訊化、智造+產品+服務資料+分析一體化,這種整合方式能夠釋放新的業務和運營模式。如果不能實現跨功能的更大規模融合,沒有顛覆現狀的意願,這些將不可能實現。


領導者無法依靠某種單一戰略方法來應對多維度的數字化變革。面對新一代技術+商業作業系統AI-CPS OS顛覆性的數字化+智慧化力量,領導者必須在行業、企業與個人這三個層面都保持領先地位:

  1. 重新行業佈局:你的世界觀要怎樣改變才算足夠?你必須對行業典範進行怎樣的反思?

  2. 重新構建企業:你的企業需要做出什麼樣的變化?你準備如何重新定義你的公司?

  3. 重新打造自己:你需要成為怎樣的人?要重塑自己並在數字化+智慧化時代保有領先地位,你必須如何去做?

AI-CPS OS是數字化智慧化創新平臺,設計思路是將大資料、物聯網、區塊鏈和人工智慧等無縫整合在雲端,可以幫助企業將創新成果融入自身業務體系,實現各個前沿技術在雲端的優勢協同。AI-CPS OS形成的字化+智慧化力量與行業、企業及個人三個層面的交叉,形成了領導力模式,使數字化融入到領導者所在企業與領導方式的核心位置:

  1. 精細種力量能夠使人在更加真實、細緻的層面觀察與感知現實世界和數字化世界正在發生的一切,進而理解和更加精細地進行產品個性化控制、微觀業務場景事件和結果控制。

  2. 智慧:模型隨著時間(資料)的變化而變化,整個系統就具備了智慧(自學習)的能力。

  3. 高效:企業需要建立實時或者準實時的資料採集傳輸、模型預測和響應決策能力,這樣智慧就從批量性、階段性的行為變成一個可以實時觸達的行為。

  4. 不確定性:數字化變更顛覆和改變了領導者曾經仰仗的思維方式、結構和實踐經驗,其結果就是形成了複合不確定性這種顛覆性力量。主要的不確定性蘊含於三個領域:技術、文化、制度。

  5. 邊界模糊:數字世界與現實世界的不斷融合成CPS不僅讓人們所知行業的核心產品、經濟學定理和可能性都產生了變化,還模糊了不同行業間的界限。這種效應正在向生態系統、企業、客戶、產品快速蔓延。

AI-CPS OS形成的數字化+智慧化力量通過三個方式激發經濟增長:

  1. 創造虛擬勞動力,承擔需要適應性和敏捷性的複雜任務,即“智慧自動化”,以區別於傳統的自動化解決方案;

  2. 對現有勞動力和實物資產進行有利的補充和提升,提高資本效率

  3. 人工智慧的普及,將推動多行業的相關創新,開闢嶄新的經濟增長空間


給決策制定者和商業領袖的建議:

  1. 超越自動化,開啟新創新模式:利用具有自主學習和自我控制能力的動態機器智慧,為企業創造新商機;

  2. 迎接新一代資訊科技,迎接人工智慧:無縫整合人類智慧與機器智慧,重新

    評估未來的知識和技能型別;

  3. 制定道德規範:切實為人工智慧生態系統制定道德準則,並在智慧機器的開

    發過程中確定更加明晰的標準和最佳實踐;

  4. 重視再分配效應:對人工智慧可能帶來的衝擊做好準備,制定戰略幫助面臨

    較高失業風險的人群;

  5. 開發數字化+智慧化企業所需新能力:員工團隊需要積極掌握判斷、溝通及想象力和創造力等人類所特有的重要能力。對於中國企業來說,創造兼具包容性和多樣性的文化也非常重要。


子曰:“君子和而不同,小人同而不和。”  《論語·子路》雲端計算、大資料、物聯網、區塊鏈和 人工智慧,像君子一般融合,一起體現科技就是生產力。


如果說上一次哥倫布地理大發現,擴充的是人類的物理空間。那麼這一次地理大發現,擴充的就是人們的數字空間。在數學空間,建立新的商業文明,從而發現新的創富模式,為人類社會帶來新的財富空間。雲端計算,大資料、物聯網和區塊鏈,是進入這個數字空間的船,而人工智慧就是那船上的帆,哥倫布之帆!


新一代技術+商業的人工智慧賽博物理作業系統AI-CPS OS作為新一輪產業變革的核心驅動力,將進一步釋放歷次科技革命和產業變革積蓄的巨大能量,並創造新的強大引擎。重構生產、分配、交換、消費等經濟活動各環節,形成從巨集觀到微觀各領域的智慧化新需求,催生新技術、新產品、新產業、新業態、新模式。引發經濟結構重大變革,深刻改變人類生產生活方式和思維模式,實現社會生產力的整體躍升。





產業智慧官  AI-CPS



用“人工智慧賽博物理作業系統新一代技術+商業作業系統“AI-CPS OS:雲端計算+大資料+物聯網+區塊鏈+人工智慧)在場景中構建狀態感知-實時分析-自主決策-精準執行-學習提升的認知計算和機器智慧;實現產業轉型升級、DT驅動業務、價值創新創造的產業互聯生態鏈



【工業軟體】工業軟體對推進智慧製造的價值

【工業軟體】工業軟體對推進智慧製造的價值


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