基于“兩化”體系融合貫標，打造柔性制造能力

梁慶文

（柳州五菱汽車工業有限公司，廣西 柳州545007）

0 引言

2018年是汽車拐點來臨年份。外資車企股比開放、中國進口汽車關稅降低及整體市場低迷。為了應對更殘酷的競爭，汽車企業勢必要更加關注消費者需求及用戶體驗來開發生產產品，通過更快捷的方式提供最滿意的產品來爭奪市場。

柔性制造也許是最不可或缺的應對措施，柔性制造技術是在自動化技術、信息技術及制造技術的基礎上，將以往企業中相互獨立的工程設計、生產制造及經營管理等過程，在計算機及其軟件的支撐下，構成一個覆蓋整個企業的完整而有機的系統，以實現全局動態最優化，總體高效益、高柔性，并進而贏得競爭全勝的智能制造技術。

本文通過對柔性制造發展闡釋和G公司基于以兩化融合管理體系貫標，柔性制造能力建設的做法的實踐經歷，從柔性轉型的必要性的角度，提出打造汽車制造企業柔性生產制造能力建設路徑。

1 柔性制造的發展

傳統的“剛性”自動化生產線主要實現單一品種的大批量生產，優點是生產率高，設備利用率高，單件產品成本低。隨著如今產品的高速更新換代，客戶需求的不斷精細甚至定制，若只能加工一種或幾種相類似的零件，難以應付多品種中小批量的生產要求。隨著需求和市場的變化，“剛性”制造越來越力不從心，柔性制造技術應運而生。

制造柔性可以表述為兩個方面，第一方面是系統適應外部環境變化的能力，可用系統滿足新產品要求的程度來衡量；第二方面是系統適應內部變化的能力，可用在有干擾（如機器出現故障）情況下，系統的生產率與無干擾情況下的生產率期望值之比來衡量。產品柔性主要表現兩個方面：一是產品更新或完全轉換后，系統能夠非常經濟和迅速地生產出新產品的能力；二是產品更新后，對老產品有用特性的繼承能力和兼容能力。

1.1 各國是如何定義柔性制造系統[1]

美國國家標準局：由一個傳輸系統聯系起來的一些設備，傳輸裝置把工件放在其他聯結裝置上送到各加工設備，使工件加工準確、迅速和自動化。中央計算機控制機床和傳輸系統，柔性制造系統有時可同時加工幾種不同的零件。

國際生產工程研究協會：柔性制造系統是一個自動化的生產制造系統，在最少人的干預下，能夠生產任何范圍的產品族，系統的柔性通常受到系統設計時所考慮的產品族的限制。

中國國家軍用標準：柔性制造系統是由數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統組成的自動化制造系統，它包括多個柔性制造單元，能根據制造任務或生產環境的變化迅速進行調整，適用于多品種、中小批量生產。”簡單地說，FMS是由若干數控設備、物料運貯裝置和計算機控制系統組成的并能根據制造任務和生產品種變化而迅速進行調整的自動化制造系統。

1.2 汽車行業柔性制造轉型必要性

柔性制造模式是有異于福特流水線生產和豐田精益生產的全新的制造模式，差異點是在基于整個生產系統的復雜度上，主要有以下幾個方面：一是產品生命周期急劇縮短，柔性制造已經到達了一個重要的拐點，傳統的制造模式可以把產品生命周期中非生產成本分解到批量生產的單品上，從而能夠容忍非生產成本的增加。當產品生命周期縮短后造成單一品類制造數量銳減，從而帶來非生產成本在單品總成本中比例不斷升高；二是批量越來越小，甚至出現單件生產的需求，使得原來的制造系統已經遠遠不能滿足市場、多變的市場；三是產品知識含量持續提升，加劇了設計、制造的難度及成本。汽車行業必須進行柔性制造轉型，滿足產品不斷迭代優化，創造滿意的企業價值。

1.3 柔性制造在汽車行業的應用前景

近年來，柔性制造作為一種現代化工業生產的科學和工廠自動化的先進模式已為國際上所公認，柔性制造技術是在自動化技術、信息技術及制造技術的基礎上，將以往企業中相互獨立的工程設計、生產制造及經營管理等過程，在計算機及其軟件的支撐下，構成一個覆蓋整個企業的完整而有機的系統，以實現全局動態最優化，總體高效益、高柔性，并進而贏得競爭全勝的智能制造技術。它作為當今世界制造自動化技術發展的前沿科技，為未來機構制造工廠提供了一幅宏偉的藍圖，將成為21世紀機構制造業的主要生產模式。

2 G公司基本信息及兩化融合管理體系建設

2.1 G公司基本情況

G公司是一個涵蓋了汽車前中后市場的集團化公司，現有33家分子公司，業務涵蓋零部件及發動機業務，客車及改裝車業務，汽車服務與貿易。

2.2 兩化融合貫標活動情況

兩化融合方針：戰略導向、業務驅動、創新提效、持續改進。

在信息化建設過程中，歷經了辦公自動化系統、BPCS庫存管理系統等單業務信息系統建設的起步建設階段，企業資源管理系統和產品生命周期管理系統等為主的核心業務系統建設的單項覆蓋階段，生產制造執行系統、供應鏈管理系統、系統集成以及大數據的分析和應用等建設的初步集成提升階段，目前處于兩化融合集成提升階段，探索智能化制造和互聯網化運營，建設服務云、管理云、生產云三大云平臺，對可持續競爭優勢有了更加清晰的認識，并找到了獲取競爭優勢的方法論，為打造信息化環境下的新型能力、實現新型能力目標，根據兩化融合實施方案，所開展的兩化融合實施與運行過程點加強對企業智能制造和互聯網+戰略的基礎架構支撐能力。兩化融合時間表如圖1所示。

圖1 兩化融合時間表

2.3 推進兩化深度融合的需求分析

對可持續競爭優勢需求和新型能力需求的識別和確定，建立了有效持續的管控制度，識別與戰略一致的差異化可持續競爭優勢需求。參照企業《兩化融合水平自評估報告》，借助 SWOT、波特五力模型等工具識別、分析并確定與公司戰略相關的內外部環境因素，識別公司可持續競爭優勢需求為：提質降本增效可持續競爭優勢需求；多品種混線生產可持續競爭優勢需求；全生命周期質量管理可持續競爭優勢需求；協同研發可持續競爭優勢需求；供應鏈管理可持續競爭優勢需求；綠色生產與智能制造可持續競爭優勢需求。打造有高度柔性制造能力的新精益生產體系[2]。

3 新型柔性能力建設的做法與成效

3.1 信息化環境下新型能力建設需求識別和確定

建立企業新型能力需求識別機制，通過可持續競爭優勢需求，識別與確定新型能力體系框架，其中重點工作之一對現階段打造汽車關鍵零部件的柔性制造能力。

3.2 信息化環境下新型能力建設的策劃

以“汽車關鍵零部件的柔性制造能力”作為優先打造的能力，通過建設“數字化工廠”，實現數據直接控制整個生產過程，生產管理數字化和智能化達到行業標桿水平，市場競爭力、公司兩化融合集成提升水平大幅提升，2年內超過同行業95%的企業，3年內由集成提升向創新突破過渡。新型能力建設的策劃如圖2所示。

圖2 新型能力建設的策劃

3.3 當前信息化環境下新型能力建設實踐

3.3.1 大梁產品需求分析

客戶仍保持較大量的訂單，但客戶需求已經發生變化，公司目前的大批量生產模式已經逐步失去競爭力，生產模式急需轉型。大梁產品需求分析如圖3所示。3.3.2柔性制造能力需求描述

圖3 大梁產品需求分析

解決生產線柔性兼容性較差的問題：現有生產線一般兼容4～6個車型?？蛻舻能囆蜕a計劃調整后，出現了有的產線產能過剩，有的產線產能不足，也就是所謂的柔性能力不足。

因此，迫切需要建成一批數字化生產線和數字化車間，實現大規模柔性化定制，建立面向制造應用平臺，對接生產與物流的智能裝備。需要構建面向客戶需求提升批量柔性化和智能。

柔性制造能力需求分析如圖4所示。

圖4 柔性制造能力需求分析

3.3.3 建設方法

從產品規劃、柔性工藝設計、智能物流、現場布局、生產運營規劃等多方面考慮，論證、重構車身生產設施以及生產運營管理模式。柔性制造能力建設項目目標如圖5所示。

圖5 柔性制造能力建設項目目標

4 運行情況

4.1 數字化工廠建設輸出模式

作為智能制造典范的數字化工廠建設，實現生產模式轉型升級。建設門檻高，目前沒有整體解決方案的集成商，數字化工廠建設方案作為新產業輸出市場巨大。數字化工廠建設輸出模式如圖6所示。

圖6 數字化工廠建設輸出模式

4.2 主要成效

通過新型能力的打造和完善，對生產線進行信息化和自動化改造，將整個生產過程進行融合、集成管理，深化生產制造與其它核心業務系統的綜合集成。將內部各個系統間聯通，實現系統之間的數據共享，流程同步。成本方面：現場操作人員減少70%，降低現場管理成本30%，減少能源浪費5%；新產品開發：減少新產品開發投入50%，縮短新產品開發周期50%；柔性能力：兼容一個品類的全部車型，新車型僅需要開發夾具軟實力及影響力；產品質量：長期穩定性，新產品快速承接能力加強，顯著提升了產品及時交付率。

5 結論

通過推進兩化融合體系貫標，公司對戰略目標、戰略重點和戰略舉措進行了進一步梳理，對可持續競爭優勢有了更加清晰的認識，并找到了獲取競爭優勢的方法論，即通過打造信息化環境下的新型能力，實現新型能力目標，獲取競爭優勢，并最終支撐公司戰略目標的落地。

基于兩化體系融合聚焦于柔性制造能力可持續競爭優勢的打造，改善了整個公司整體的生產管理能力，顯著提升了產品及時交付率、柔性化生產能力以及產品質量，為同類傳統制造方式轉型升級提供了良好的示范。