中國制造業(yè)總量和規(guī)模已躍居世界第一，但制造業(yè)競爭力僅排世界第七。從“制造”到“智造”的革命之路，仍然漫長。
那到底什么是智能制造呢？
智能制造關(guān)注的是信息技術(shù)與制造技術(shù)的融合——即將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術(shù)，與設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等各個制造環(huán)節(jié)融合起來，形成先進的制造過程、系統(tǒng)與模式。
就是說，不是你在工廠里放幾個機器人就能傲嬌地宣稱自己是“智能制造”了，那頂多叫“生產(chǎn)自動化”。要做到真正的智能制造，至少需要做到1253，請記住這一四位數(shù)的神秘代碼！
一個概念：虛擬工廠
通常我們提到傳統(tǒng)制造的時候，一定會想到工廠、生產(chǎn)線和設(shè)備，在智能制造時代，載體依然是工廠，但是智能制造建設(shè)的新模式是“物理工廠+虛擬工廠”。
物理工廠的概念不難理解。它依靠自動化生產(chǎn)設(shè)備構(gòu)建而成，是智能制造的基礎(chǔ)，也是絕大多數(shù)中國制造工廠現(xiàn)階段轉(zhuǎn)型提升的重點，即實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。
但何謂“虛擬工廠”呢？請看圖：
在生產(chǎn)自動化的基礎(chǔ)上，通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)，以端到端數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ)，以互聯(lián)互通為支撐，構(gòu)建高度靈活的個性化和數(shù)字化智能制造模式，實現(xiàn)信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準控制自執(zhí)行，這是虛擬工廠建設(shè)的重點，也是制造行業(yè)在生產(chǎn)自動化程度已經(jīng)達到較高水平后，將裝備優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和市場優(yōu)勢、實現(xiàn)升級轉(zhuǎn)型和趕超世界先進水平的重點路徑。
兩個新主角：物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)
物聯(lián)網(wǎng)的核心價值是運用新一代信息和通信技術(shù)，把傳感器、感應(yīng)器等智能裝置（信息系統(tǒng)）嵌入到電網(wǎng)、交通、建筑、工廠、貨物等各種物體和環(huán)境（物理系統(tǒng)）中，通過有線和無線網(wǎng)絡(luò)加以連接形成物聯(lián)網(wǎng)，再通過網(wǎng)絡(luò)和云計算，把物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)整合起來，將物體接入信息網(wǎng)絡(luò)，通過人、生產(chǎn)與產(chǎn)品的實時聯(lián)通與有效溝通，實現(xiàn)對實體世界的控制。
大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用指通過將企業(yè)內(nèi)部全流程運營數(shù)據(jù)和外部移動互聯(lián)端、社交媒體端、社會化物聯(lián)網(wǎng)端，以及延伸到消費者的智慧化物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，納入到完整的“洞察—響應(yīng)—提升”閉環(huán)式精益管理中來，幫助企業(yè)充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)分析的輔助決策作用。
制造型工廠以提升質(zhì)量、降低成本、提高效率為根本目標，聚焦產(chǎn)品的生產(chǎn)能力和保障能力。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在生產(chǎn)設(shè)備自動化基礎(chǔ)上，讓制造過程中的各種數(shù)據(jù)源互聯(lián)互通，實現(xiàn)信息流的自動化，使整個制造鏈條全程可視，通過大數(shù)據(jù)分析將海量的隱形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為顯性數(shù)據(jù)，并將信息及決策建議實時提供給生產(chǎn)一線的操作工人、主管和高級管理人員，幫助企業(yè)增強制造洞察力，提高IT靈活性，幫助工廠完成最有挑戰(zhàn)性的運營目標。
五個目標：生產(chǎn)柔性、質(zhì)量優(yōu)質(zhì)、設(shè)備穩(wěn)定、成本控制、能耗尋優(yōu)
生產(chǎn)柔性：為適應(yīng)瞬息萬變的市場，企業(yè)由大規(guī)模生產(chǎn)向大規(guī)模定制和更高級的個性化定制轉(zhuǎn)變，要求工廠的生產(chǎn)線具備模塊組合能力；在模塊組合生產(chǎn)中，借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對生產(chǎn)模塊中混線生產(chǎn)的個性化定制半成品、成品進行實時追蹤、組合配置與調(diào)度，實現(xiàn)工廠的柔性化生產(chǎn)，并解決大規(guī)模生產(chǎn)向定制化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型帶來的不確定性、多樣性和復雜性問題。
海爾集團通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過布設(shè)在門體、U殼等各模塊和總裝線之間的數(shù)百個RFID和數(shù)千個傳感器，實現(xiàn)各模塊生產(chǎn)與總裝線互聯(lián)。在接收個性化訂單后，各模塊按個性化需求生產(chǎn)相應(yīng)部件。在總裝線混線裝配中，根據(jù)訂單及產(chǎn)出的各部件關(guān)聯(lián)的消費者信息進行零誤差裝配。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讓生產(chǎn)周期縮短50%，也讓消費者參與到生產(chǎn)中。
質(zhì)量優(yōu)質(zhì)：借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，企業(yè)可以對全生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)打上批次烙印，整個鏈條每個環(huán)節(jié)彼此關(guān)聯(lián)，并記錄每個環(huán)節(jié)的關(guān)鍵參數(shù)。出現(xiàn)質(zhì)量異常時，可追溯任何一個工藝環(huán)節(jié)，并確定異常產(chǎn)生的原因。另外，運用大數(shù)據(jù)分析工具建立質(zhì)量預(yù)測分析模型，通過主動分析原材輔料質(zhì)量檢驗數(shù)據(jù)、設(shè)備工藝參數(shù)變化等，發(fā)現(xiàn)潛在質(zhì)量問題，保證產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)。
廈門煙草和埃森哲攜手合作，借助物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過建立質(zhì)量批次管理機制，實現(xiàn)對卷煙生產(chǎn)全過程的物料使用狀況跟蹤，及全過程質(zhì)量關(guān)聯(lián)性分析。確保不同型號的機臺，在使用不同產(chǎn)地種植的煙葉時，按照同樣的生產(chǎn)工藝及配方保持感官口味一致；并在發(fā)現(xiàn)質(zhì)量異常時，快速定位和分析質(zhì)量異常的原因。
設(shè)備穩(wěn)定：傳統(tǒng)的設(shè)備運維策略只是從設(shè)備本身出發(fā)，未考慮設(shè)備特性及設(shè)備對業(yè)務(wù)的影響程度及維修成本，很難制定高效的設(shè)備運維策略。在設(shè)備出現(xiàn)故障后，簡單的依據(jù)設(shè)備重要性采取分類分級維修保養(yǎng)策略，并不能有效提高設(shè)備管理效率，也不能保證生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定，可能在故障發(fā)生時已有大批存在潛在質(zhì)量風險的產(chǎn)品被產(chǎn)出。新的技術(shù)可以提前知曉設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的微小變動，避免帶來不易察覺的質(zhì)量隱患。
力拓集團攜手埃森哲，通過對設(shè)備歷史故障幾率、維修成本、業(yè)務(wù)影響程度分析，結(jié)合設(shè)備屬性，對設(shè)備進行分類排序；根據(jù)設(shè)備歷史故障大數(shù)據(jù)分析，建立設(shè)備預(yù)知性模型。通過接收設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)；利用預(yù)知性模型分析數(shù)據(jù)，對運行狀態(tài)分類；通過設(shè)備健康性實時分析，分析設(shè)備故障出現(xiàn)概率，避免計劃外的設(shè)備故障所造成的損失。設(shè)備預(yù)知性平臺上線后，設(shè)備非計劃停工時間最大減少至75%，設(shè)備生產(chǎn)效率提升5%到25%，設(shè)備總體成本降低至15%至30%，項目投資回報率超過10倍。
成本控制：按照財務(wù)維度逐層從車間、工段，一直細化到機臺和生產(chǎn)線，明確各層級崗位對應(yīng)的可控成本費用范圍及成本目標。按照業(yè)務(wù)維度結(jié)合生產(chǎn)計劃和物料清單,將成本目標分解到各產(chǎn)品規(guī)格，結(jié)合各產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，制定工序成本定額標準體系，輸出產(chǎn)品各工序定額成本，建立產(chǎn)品的目標成本；最終形成崗位成本自我改善目標，使企業(yè)獲得較強的競爭優(yōu)勢。
埃森哲與廈門煙草聯(lián)手，將工廠成本管理責任單元分為部門（車間）、區(qū)域、生產(chǎn)線（工段）、機臺4個層級。高一層級不僅對歸屬于本級的可控直接成本負責，對下一級的可控成本也負有一定的間接管理責任；每一層級制定相關(guān)的指標和參數(shù)，準確及時反映整個成本管理過程中存在的問題；將成本管理的事后控制轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程控制，讓管理層及時采取措施應(yīng)對暴露出的問題，實現(xiàn)成本管理的精細化；通過構(gòu)建統(tǒng)一的成本數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺，實現(xiàn)成本數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的集成；用大數(shù)據(jù)分析全面支持業(yè)務(wù)運作、成本管控和決策分析，實現(xiàn)崗位成本自我改善，幫助決策層更準確地評估企業(yè)成本狀況，大大提高企業(yè)決策的成功率。
能耗尋優(yōu)：提高能源效率是節(jié)能減排、降本增效的主要手段。借助物聯(lián)網(wǎng)對能耗進行監(jiān)控，運用大數(shù)據(jù)分析建立多維數(shù)據(jù)分析模型，通過關(guān)聯(lián)更多維度和數(shù)據(jù)項，揭示人為因素與能效控制目標的偏差；對設(shè)備運行參數(shù)和能耗歷史數(shù)據(jù)作出分析，發(fā)現(xiàn)能耗偏離計劃目標的情況；整合相關(guān)數(shù)據(jù)并分析、挖掘能耗異常原因，指導設(shè)備調(diào)整，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，實施更高效節(jié)能管理，最終改進企業(yè)能耗表現(xiàn)。
華誼集團在化工生產(chǎn)過程中結(jié)合設(shè)備工藝數(shù)據(jù)，收集和分析大量分散的能耗數(shù)據(jù)，幫助能源管理人員找到影響設(shè)備能耗的因素，通過物聯(lián)網(wǎng)對能源管網(wǎng)實行動態(tài)監(jiān)測，在線檢測整個企業(yè)的生產(chǎn)能耗動態(tài)過程，使整個能源消耗過程信息化、可視化，實現(xiàn)用能從粗放式到精細化管理的轉(zhuǎn)變；對出現(xiàn)的能耗異常作出報警、預(yù)處理并實時調(diào)整，實現(xiàn)平衡、調(diào)度與優(yōu)化，從整體上提高能效水平和能源管理效率。
三個階段：信息、洞察、行動
要充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的長處，幫助工廠應(yīng)對轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)，需統(tǒng)一考慮物理層級與虛擬層級的能力建設(shè)要求，在推進生產(chǎn)過程數(shù)字化、管理流程智能化、決策智能化建設(shè)等方面進行能力建設(shè)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為洞察，由洞察產(chǎn)生行動，推動技術(shù)、組織、管控、能力各維度的同步提升，真正實現(xiàn)“感知—洞察—評估—響應(yīng)”閉環(huán)的順利運作與循環(huán)提升。
這一部分包含三個階段。1、數(shù)據(jù)提煉信息。聚焦于信息和數(shù)據(jù)管理，建立數(shù)據(jù)管理規(guī)則，指導海量數(shù)據(jù)辨識處理與信息提煉。2、信息轉(zhuǎn)化為洞察。重點是通過相應(yīng)的運行機制、數(shù)據(jù)分析平臺和數(shù)據(jù)分析手段，利用數(shù)據(jù)分析挖掘原因，為管理決策提供支持。3、由洞察產(chǎn)生行動。通過將分析洞察引入業(yè)務(wù)運營，實現(xiàn)最優(yōu)決策的相關(guān)工作流程及建立相關(guān)評價工具、方法和流程，衡量大數(shù)據(jù)分析帶來的業(yè)務(wù)洞察對業(yè)務(wù)產(chǎn)生的實際價值。
文章最后，小A將智能制造新模式下的企業(yè)業(yè)績提升情況匯總成了一張圖表，供您參考。
（作者敖方為埃森哲產(chǎn)品制造行業(yè)總監(jiān)，孫凌志為埃森哲信息技術(shù)咨詢經(jīng)理，王林為埃森哲戰(zhàn)略咨詢供應(yīng)鏈經(jīng)理。）