工业4.0会降维打击精益生产吗？

特斯拉、富士康、美的、海尔的无人工厂开展得如火如荼，西门子安贝格工厂的类工业4.0工厂模式来势凶猛，京东、阿里无人店铺，谷歌、百度无人驾驶汽车，科大讯飞人工智能AI，各种全自动、全天候、无人仓储中心像雨后春笋般林立……，感觉明天就是工业4.0的世界，令人既喜又惊。







工业4.0 是指利用物联信息系统CPS （Cyber Physical System）将生产中的供应、制造、销售信息数据化和智慧化，将制造业转向智能化为目标的一场“自下而上”的生产模式革命，最后达到快速、有效、个性化的产品供应。




工业4.0通过CPS形成一个智能网络，将人与人、人与机器、物料与机器、机器与机器等万物之间进行互联，实现企业内部不同系统、职能环节以及不同企业之间的数据通信和信息共享，最终实现横向、纵向和端到端的高度集成的过程。




工业4.0概念是在2013年4月的德国汉诺威工业博览会上正式推出的，是基于18世纪以蒸汽机作为动力机，并被广泛使用为标志开启的第一次工业革命——工业1.0；19世纪最后30年和20世纪初以电气工业的发展为标志开启的第二次工业革命——工业2.0；从20世纪四五十年代以来，以原子能、电子计算机、微电子技术、航天技术、分子生物学和遗传工程等领域取得重大突破为标志开启的第三次工业革命——工业3.0而言的。







起初是为了提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机。由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成，并已上升为德国国家级战略。







德国学术界和产业界认为，“工业4.0”概念是以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。







精益生产脱胎于福特大批量制造，丰田从1945至1975年，经过30年的时间锤炼出一种新的生产方式。







1985年美国麻省理工学院筹资500万美元，确定了一个名叫“国际汽车计划”（IMVP）的研究项目。在丹尼尔·鲁斯教授的领导下，组织了53名专家、学者，从1984年到1989年，用了五年时间对14个国家近90个汽车装配厂进行实地考察。







查阅了几百份公开的简报和资料，并对西方的大量生产方式与日本的丰田TPS （Toyota Production System）生产方式进行对比分析，最后于1990年出版了《改变世界的机器》一书，第一次把丰田生产方式定名为 Lean Production，即精益生产方式。







精益生产是通过系统结构、人员组织、运行方式和市场供求等方面的变革，使生产系统能很快适应用户不断变化的需求，并精简生产过程中一切无用、多余的东西，最终使包括市场供销在内的各方面生产都达到最好结果的一种生产管理方式。







与传统的大批量生产方式不同，其特色是“多品种，小批量”。精益生产的核心实质是基于一线持续改善，以自働化、准时化生产为两大支柱，追求最优的品质、最短的交期、最低的成本的一种生产管理方式，包含了许多精益工具、技术、流程方法。




  




精益生产方式的提出，把丰田的生产方式从生产制造领域扩展到产品开发、协作配套、销售服务、财务管理等各个领域，贯穿于企业生产经营活动的全过程。它是当前工业界最佳的一种生产组织体系和方式，已成为二十一世纪标准的全球生产体系。







许多企业正在或已经开展精益生产管理，有一个共同的疑惑：工业4.0来了，做精益生产还有必要吗？都已经智能制造、万物互联了，是不是直接工业4.0就行了？简而言之，工业4.0会降维打击精益生产吗？会不会替代现有的精益生产模式，产生一种新的生产方式？







下面就分析一下工业4.0与精益生产的相互关系，解除它们两者之间的“恩恩怨怨”。




第一

工业4.0的理念基础和前提是精益生产思想。

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工业4.0属于万物互联，机器按照既定的程序、流程工作，人已经很少或几乎不会参与生产流水线的具体操作，但一切皆在可控之中。其中有一种底层的思想决定着这一套体系的科学运行，这套体系就是工业4.0体系，底层的思想就是精益生产思想。







由于国内企业长期缺乏整体精益生产的意识，研发标准化、生产流水线、供应链管理和产销协同水平较低，马上采用类似西门子安贝格工厂的生产模式，生产流程和员工的思想一时无法“消化”。硬件可以一下跳跃到4.0，但人的思想和流程必须有一个适应的过程。前些年，一些企业盲目采用ERP系统，运营多年仍是“两张皮”，工业4.0追求的是顺畅的单件流，没有浪费、准时化生产。







很难想象，在一个做不好计划的企业，一个产品设计漏洞频出的企业，一个生产按工艺布局的企业，一个对供应商来料的质量控制不力的企业，一个没有深厚精益生产基础的企业，生产线不管如何先进、智能，也提高不了生产效率。







因为不是被物料质量卡住，就是被设计问题卡住，或者因计划不准，产品做好了客户却不要货了。按照工业4.0的生产理念，一条高度智能化的生产流水线是无法处理这种问题的，也许还比不上原先的人工生产。




工业4.0必须按精益思想提前规划好实施路径和万物协同的规则，这一切也必须由深谙精益生产思维的人去协助落实才行。




工业4.0一般会分四步走：




●第一步是精益工厂，先调整生产理念和流程，这是IE工程师的工作；







●第二步是透明工厂，用IT系统将精益生产管理理念固化在程序中，这是IT工程师的工作；







●第三步是自动化工厂，购置机器人、机械臂、数控加工中心代替工人，这是设备工程师的工作；







●第四步是数字工厂，通过MES将底层数据与ERP打通，利用万物互联到云端对大数据进行分析决策，这是数字巨头们的工作。




将精益工厂放在第一步，由此可见精益生产是工业4.0基础中的基础。





第二

一个是动力革命，一个是思维革命。

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细想一下，实际上每一次工业革命都是一场生产活动动力源的革命。







在第一次工业革命以前，农业时代生产动力源基本上是人力，虽然通过牛、驴、骡等增加一些牲畜动力，但由于应用范围受到极大限制，对生产能力提升有限。







但工业1.0以蒸汽为动力后，带动生产力突飞猛进的增长。







工业2.0出现了电力和内燃机，又一次改变了动力源，电力可以做到无处不在，人类各行业进入大发展时代。







工业3.0出现了计算机、PLC和互联网，好像与动力源不太相关，实则影响巨大，通过现场控制和机器人，进一步解放了人力。MRP、ERP、CAD、MES、PLM等计算机软件的出现，极大解放了人脑，动力源从可见向虚化过渡，信息化成为生产力。







工业4.0由自动化和信息化的媾和产生大数据，硬件退为次席，强调的是在正确的时间把正确的数据传递给正确的人和机器，从而解决定制化带来的生产不确定性、多样性和复杂性的问题，这就是二十一世纪以后的生产力。







不同的工业革命时代对应不同的生产模式，例如作坊式生产、大规模生产、多品种小批量生产和个性化定制生产等，而精益生产属于“多品种，小批量”的生产模式。精益生产是一种生产思维，与生产动力属于不同的范畴。




  



第三

一个是钱的问题，一个是思想变革的问题。

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每次工业革命带来的是巨大的投入问题。瓦特发明蒸汽机经历了三次破产，并且一台蒸汽机的价钱，对普通的私人企业来说就是一个天文数字。从电动机、内燃机、加工机床，到计算机、机器人、数控机床等，再到ERP、MES、PLM、CRM、CAD……，要想跟上工业革命的步伐，如同打游戏，就得投钱买装备。







工业4.0“烧钱”将会更猛烈，比如成都西门子工业3.5工厂，24小时交货时间，每1秒生产一件产品，合格率达99.9985%，并管理30亿个元器件，那些表面的风光全是用钱“堆”起来的。







每条生产线上都运行着约1000台西门子SIMATIC控制器，工厂的地下仓库里，物料安静地等待着被运送到需要它们的生产线上。地下运输带长达5000米，还有一大批信息化系统在进行实时数据处理。MES、PLM、TIA、IDS、SAPDENG ，所有这些都得依靠数不清的交换机、光纤、传感器、PLC等支撑，还不包括各种昂贵的智能加工中心。西门子成都工厂达到这个水准总共投资了10亿元人民币。




但精益生产不是比钱，而是比思维、比意识。




从福特汽车大批量的生产方式演变来的丰田生产模式，就是因为没有那么多的钱才创造性地发明出新的生产方式。没有钱买大批昂贵的机床设备，通过快速换模来解决；没有钱做那么多流水线，就用柔性换线解决；没有那么大的厂房、库房，就学习超市用拉动生产、连续流生产解决库存问题，以及鼓励一线持续改善对问题闭环的态度。







青出于蓝而胜于蓝，以丰田为首的日本车企一举击溃美国三大车企，导致其破产或濒临破产，其中一个主要因素就是大批量的生产方式败给了精益生产方式。







当然，一个新的生产力革命的出现肯定会对生产方式造成这样或那样的冲击，这很正常。我们必须厘清它们之间相互作用的关系，任何事物都是在此消彼长中得到改良，从而演变出一种新事物。







精益生产有几个核心要素，将会在工业4.0的冲击下发生一些形式上的改变，但核心思想还是遵循精益生产理念。下面就从快速换模、生产看板、防错和一线改善上说起。




快速换模不需人员参与。




快速换模目前是精益生产的核心，它是精益生产实现“多品种，小批量”和防止在制品库存的前提条件，而精益生产把过量生产作为万恶之首，若一个企业不能够实施快速换模，那么它就不是一个精益生产企业。

采用快速换模可以说是精益生产的第一道关卡。以前的换模需要人工实施，再短也需要精心准备，这里面涉及许多独特的技术和思想。但工业4.0以后，智能加工中心可以做到自动换模，机器自动换模也是换模技术，也需要研发人员事先设计这种多模具转换头，该遵循的原则一个都不会少。




生产看板现场已没有需求。




看板是精益生产的灵魂。大野耐一曾说过，丰田生产方式是制造方式，而看板是其实现的手段。看板是精益生产体系用来传递信号控制生产的工具。看板会分为指令看板、信息看板，显示重要生产和物料信息，指导车间进行准时化生产，具有抑制过量生产和目视化管理的作用。







但工业4.0以后，由于万物互联，机器与机器，机器与物料、上下游与下游已经互联互通，数据交互和信息共享是其最基本的条件，这时的现场看板已经失去意义，已经没有人也不需要看了。但原来的看板规则依然存在于车间，机器能接收的到，只是人看不到而已。




产品防错不用考虑人的因素。




生产异常管理是精益核心功能，必须确保产品100%合格，当初丰田的开创人丰田佐吉就是通过织布机自动停机来避免问题产品的持续出现。不管是产品还是生产设备，对现场任何异常问题都必须要连问5个为什么，开发出安灯、拉绳、A3报告、防呆防错等方法，目的就是要追根溯源予以闭环。







但工业4.0以后，以前因为人的因素出现的75%以上的操作错误没有了，即使偶尔生产出问题产品，也会被紧跟在后面的智能检测设备检测出。不过智能检测技术的全面性、有效性还是需要精益全面设计。




从依赖一线变为依赖精益资深专家。




往后，如果一些新设企业资金允许、人才允许、管理允许，可以直接走向工业4.0。







譬如，现在特斯拉的新工厂从工厂设计、布局，到管理流程、程序规则，可以一步到位。这样，原来的精益生产比较依赖一线员工的现象得以改善，属于渐变式变革。到了工业4.0就转换为依赖少数精益生产资深专家来进行体系顶层设计，整个制造业将大量需求精益生产精通人士，一些低阶精益生产人员如果不迅速提升精益管理能力，将会被抛弃。




以后的社会将是工匠与专家的天下，一般岗位都会被机器人替代。在工业4.0推行过程中，必将还有更多的精益生产的工具、技术、原则会发生变化和改良，这一切只能且行且看。




目前全球掀起了开展智能制造事业的浪潮，纷纷触“智”。如西门子、富士康、三星打造无人工厂，国内企业也不甘示弱，美的收购库卡、海尔立志打造工业4.0标杆等。智能制造正在引发影响深远的生产变革，颠覆传统的生产流程、生产模式和管理方式，为制造业发展提供了广阔的想象空间。







但现在很多管理基础还很薄弱的企业也摩拳擦掌，幻想一夜建成罗马城。国内的许多企业还处于工业2.0甚至工业1.0阶段，直接跳到工业4.0一定会“消化不良”。成千上万的中国制造产业，绝大多数还处于工业1.5阶段，这个1.5不是硬件设备方面，而是指生产运营管理思想和流程体系，实现工业4.0，首先实现生产理念的4.0，即精益生产。







精益生产不会被工业4.0“吃掉”，反而是其赖以生存的基础，是其九层高塔基座下的一块砖。建议国内的一些企业，先不要立即实行工业4.0或工业3.0，先踏踏实实开展好精益生产吧。




文章来源：精益管理人

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