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创美工艺:“机进人退”还是“人退机进”?

近日,做复印机研发的小赵在网上给创美工艺(常熟)有限公司(以下简称创美工艺)提出他的需求,不到48小时,基于他个性化、定制化需求的复印机冲压零件就送了小赵所在的公司,无论从交付时间还是从产品的品质以及产品的经济性上都让小赵非常满意。创美工艺如何实现个性化、定制化和协同化的智能制造?又如何协调和平衡“机器取代人”过程中,人与机器人的冲突?当人、机器、生产全流程全面自动化和智能化之后,这个企业如何来实现安全控制?从工业3.0向工业4.0迈进,创美中国集团副本部长、创美工艺(常熟)有限公司董事工场长金吉光有什么样的方法论?

智能化程度用时间和经济成本衡量

智能制造不仅提升了生产效率,还实现了个性化制造,并能为客户提供数字化服务。

创美集团在日本、泰国、中国、菲律宾、波兰等共有9家分公司。位于江苏常熟市董浜镇的创美工艺(常熟)有限公司于1993年创建,是一家专业从事液晶、电器产品用部件、精密机器用构件、汽车用零部件的冲压加工及复印机光学结构件的组装以及两次加工业务的工业企业。

创美工艺不仅仅是创美集团中智能化程度最高的分公司,而且在同类企业中,其交付速度、经济效益、产品创新、智能化程度等等都远远高于同类企业。为科研配套的特殊化、小批量冲压模具,别的竞争对手需要一周甚至更长时间才能交付的定制化产品,在创美只需要48小时,而且成本更低,别小看这样的时间与成本效益等指标,它考验着一个冲压模具企业在前端对客户需求的分解和归类以及顾问与引导能力,在后端考验的是企业个性化、定制化与规模化制造的平衡能力,是一个企业从客户到制造、到物流等全流程智能化程度的直接体现。

“要做出既符合用户的需求,同时又能够符合冲压规律,而且是最便宜的产品,这其中还有一个很大的难题是如何引导用户。事实上,客户在进行设计的时候,并不知道设计选择用什么样‘颗粒度’的模具能够既经济又能够最大化满足需求,如果能够让用户认知冲压规律,如果我们能够将更多的冲压数据、冲压规律向客户传递,这样客户在设计的时候就可以更经济。”金吉光透露,“我们可以为用户提供以经济为基础的颗粒度识别,可以为用户提供设计零部件的反馈、提供在冲压件整个板上利用率清单,什么样的设计颗粒度模具的整版利用率为20%%,什么样的颗粒度模具有30%%,什么样的颗粒度可以达到80%%,甚至是100%%,这样的加工行业知识、加工数据对用户非常重要。”

现在创美工艺的工业化与信息化融合,推进智能制造,不仅仅体现在集成优化了现有的信息系统,通过管理系统、执行系统、控制系统直接指挥设备层,提升了生产效率,可以更好地与用户连接,实现个性化制造,而且还能够通过智能的、可联网的产品生成数据,并据此提供数字化服务。

目前创美工艺拥有世界顶级的高速冲床、数控冲床、线切割机床、加工中心、机器人、亚洲最大的镀锌生产线、华东地区最大的冲床等设备。创美工艺产品门类主要包括支持科研的小批量模具和大批量的规模模具,规模型模具主要包括汽车、复印件、大电视和绿色机箱等,车间的生产工人约1200人,现场和未来生产车间的工人将不断减少,不断被“机器人”所替代。到目前为止,创美工艺从生产车间精简下来的工人已经超过400多人。

机器替代人,工人怎么办?

让工人看到机器人所带来的好处和效率以及安全性,工人与机器之间的关系将变得更和谐。

创美工艺的智能化程度之所以走在其全球其他分支机构的前面、并成为同行中的领先者,从创美工艺的经验来看,金吉光认为,现在很多企业推进智能工厂最大的难题其实是缺乏正确的思路和方法。比如现在推进智能工厂最关键的问题之一是如何解决“人和机器”的矛盾。推进智能化的结果必将是在越来越多的生产环节减少工人,如何来解决人对机器人的抗拒?如何来安置被机器人替代的工人?

金吉光在接受《中国电子报》记者独家采访时坦言:“现在冲压模具生产制造的生产模式是机器加工设备,设备由人操作,它有三个要素:劳动材料、劳动工具和劳动者。而真正的智能工厂模型应该是存在劳动技巧和劳动秩序的,在生产环境中,劳动者、人正在不断变成这个制造链中的旁观者和监督者。无论是从安全生产还是从品质保障或是从推进自动化和智能化的角度来看,都需要不断减少现场工人。理想模式是人在远端也必须如同现场操作一样,这对技术和人,对机器的感知和操控、对人的技能都提出了巨大的挑战。”

事实上,人是推进智能工厂非常关键的元素,如果工厂最普通的工人无法掌握和运用好这套流程和技能,人无法与机器进行更好的交互,那么引进的大批量的自动化设备的钱就有可能白花。目前很多企业工人看到大批量的机器人进来,都会充满敌对情绪,因为机器人、自动化设备进来就是为了取代人的。创美工艺如何来解决工人对机器人进入的冲突和矛盾?

创美工艺机器人进入的节奏和路径是选择“人退机进”,不是用强行和强制的方式“机器进入逼工人退”。当车间向人事部门提出需要增加人手的需求,如果是操作型的员工,那么人事部门派发的将不是人,而是机器人。如果车间提出的人员需求是更大的批量,那么人事部门批复给车间的将是自动化的生产机器、是自动化的设备、是机器工具。这样的方式就能够让工人和员工不断接受,能够很好地看到机器人与自动化设备所带来的好处和效率以及安全性,能够让工人与机器之间更和谐。事实上冲压加工常常是高温密集的环境,工人很容易受伤,机器人进来能够更安全地保护人并提升准确性与精准度。

应该说用“人退机进”的渐进方式能够让机器顺利进入,缓和了机器和人的矛盾,但最后一定是越来越多的机器人、自动化设备、工具进入,不断替代工人,那么多出、剩余的工人怎么办?这是一个早晚要面对的问题。到目前为止,创美工艺从生产车间减员下来的工人已经超过400多人。

金吉光透露,现在创美工艺从生产线上精简下来的员工有非常多的学习课程和再培训机会,包括编程、APP的开发。事实上这些员工有非常多的“伊索谱”智慧,不仅仅可以在本企业发挥巨大作用,还可以输出到其他企业,为他们的推进智能化工厂输出服务。

创美工艺不仅仅给从生产线等岗位上精简下来的员工全部提供培训,而且还提供一个“革新工场”的科技创新和创业实验平台,开展“大众创新”。创美工艺有一个“伊索谱”创新平台,伊索谱以“全员参与、技术创新、现场改善”为宗旨,动员每一名员工发挥智慧,解决生产中遇到的困难。至今,这个平台已经运营了17年,举办了33届,共有4040个项目立项,792项成果受到表彰,500多名普通员工在活动过程中成为科技骨干和业务能手,使得初期以降低成本、改善不良、提高效率为改善内容的活动形态向信息化、自动化的创新之路前进,推动了公司从劳动密集型企业向技术密集型企业转变。

金吉光在接受记者采访时反复强调的一句话是必须相信群众,事实上群众是最有智慧的。“伊索是2000多年前的一个有智慧的奴隶,通过讲故事,解放了自己,成为自由人,我们希望通过这样的活动让员工从繁重的劳动中解放出来,解脱出来,让自己成长。”金吉光说。

解决个性化与规模化的冲突

推进智能工厂最关键的不是有没有技术,而是如何运用这些技术来解决生产现场的问题。

如果说人与机器的冲突是推进智能工厂的第一大难题,那么推进智能工厂的第二大难题就是如何解决客户需求的个性化与生产制造规模化之间的冲突。

金吉光认为,要解决冲压模具的个性化、定制化与规模化和协同化之间的矛盾,其核心是管理的“颗粒度”问题。当颗粒度放得很大的时候它就变成了“个性化”的东西,当我们把颗粒度变小、变得更细时,大量重复性的工作,共同的事情按照序列排列组合就可以变成标准化,进行协同化,在需要保证个性化的时候可以实现个性化的大量生产,这样的方法论可以应用到所有的行业。

大家都知道推进智能工厂最重要也是最关键的环节是生产过程的智能化,如何把物理系统与信息系统进行整合,如何让机器与机器,机器与人等多个系统实现自动化、智能化,沟通交流和执行是很大难题。对于这样的难题,创美工艺的做法是把机器与机器,人与机器等所有的过程进行数据采集,将物理的变量变成数字量,这其中的“颗粒度”要做到机器与机器的协调与配合标准化。比如说第一道工序是在模具上冲压出一个孔,进入到第二道工序的时候,这个孔是需要有一个翻边的,此时的传感是需要感知它是否有翻边,如果没有翻边,机器就会停止工作,如果机器继续工作就会产生一个不良品。再比如从上一道工序到下一道工序,模具对象在这一道工序应该是关门的,如果系统感应到它是开门的,就必须发出指令停止工作。这种系统感知的“颗粒度”设计,是物理系统与信息系统进行转化的关键,什么样的状态是正常,什么样的状态是异常,把哪些元素放在感知的维度里,感知的“颗粒度”应该有多细?整个系统的指令设计需要非常强的行业知识和行业经验。

有人说,当机器与机器、人与机器、企业流程全面整合在一起,安全就成为很大的挑战,一旦出了问题就是重大问题。创美工艺如何来解决这些问题,基于什么样的原则来进行“智能工厂”的安全设计?金吉光认为,智能工厂的安全问题,同样与感知的“颗粒度”直接相关,在哪些环节需要设计安全感知,在哪些地方出了小问题是可以忽略过去,哪些地方、哪些环节出了问题是需要立刻叫停,设计这样的安全感知点、安全感知“颗粒度”,出发点必须是基于用户的,设计安全感知的关键点必须最终要站在消费者的立场上,所有的整合环节如果有影响到最终消费者的地方、维度,都必须整合进来。

“事实上在推进智能工厂过程中,最关键的不是有没有技术,而是如何运用这些技术来解决生产现场的问题。”金吉光坦言。

责任编辑:苏滢


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