3.3 智能制造终极目标

3.3.1 提升企业关键竞争力

智能制造的根本目的是提升企业关键竞争力，那么企业关键竞争力究竟包括哪些方面呢？从企业参与市场竞争的能力、企业可持续发展的后劲、产业变革的趋势等方面综合考虑，企业关键竞争力主要涉及四个方面：质量、成本、效率、效益。

1.质量

世界经济的竞争，很大程度上取决于一个国家的产品和服务质量。各发达国家和许多发展中国家都高度重视产品质量和服务质量，并把赢得和保持质量优势作为经济发展战略的重要目标和争夺世界市场的主要武器。质量水平的高低是一个国家经济、科技、教育和管理水平的综合反映，无论对于国家还是企业，质量都是头等大事，有远见的企业家都把当今时代看成一个质量竞争的时代，都在围绕着“质量既是挑战，又是机遇”这一主题改善经营管理，发展科学技术，培训高级管理和技术人才。

质量是企业赖以生存和发展的保证，是开拓市场的生命线，提高质量能加强企业在市场中的竞争力；产品质量是形成顾客满意的必要因素，也是给企业带来较高效益的基础，一个企业因为质量损失可能会用高出其成本数倍的人力、物力与时间予以补救，既让公司的质量信誉受损，也增加大量成本。当一个企业做到成本基本不变，但质量有一个质的改变时，产品就会受到顾客的欢迎，市场份额就会增加；反过来就可以促进产品生产规模，进而降低成本。质量也是催生产业变革的主要因素之一，用户对产品质量的要求越来越高，制造商对质量就会越来越重视。例如，当年日本的汽车公司由于重视改善质量等方面，在产品的质量和可靠性上大大超过美国，夺取了美国很大一部分市场份额，一举奠定了日本汽车在国际市场中的地位。

2.成本

企业成本是企业关键竞争力的重要组成部分，是决定企业竞争成败的关键要素之一。在充分竞争的市场环境下，价格决定了市场竞争。在企业营收固定的情况下，成本越小意味着企业的利润也就越高，企业可以将更多的资金投入技术研发、科技创新等活动，目的是提高产品附加值和质量，降低成本，从而使企业的品牌具有差异性，提升品牌的市场竞争力。通过开展有效的成本管理工作，可以给企业竞争力提供更大的空间，有助于企业抢占更多的市场份额。企业成本管理的作用表现在以下方面：

1）降低成本。降低成本有以下两种方式：第一，在既定的经济规模、技术条件、质量标准条件下，通过降低消耗、提高劳动生产率、合理的组织管理等措施降低成本；第二，改变成本发生的基础条件。成本发生的基础条件是企业各种可利用的资源，这些资源包括劳动资料的技术性能、劳动对象的质量标准、劳动者的素质和技能、产品的技术标准、产品工艺过程的复杂程度、企业规模的大小、企业的组织结构、企业的职能分工、企业的管理制度、企业文化、企业外部协作关系等诸多方面。这些因素的性质及其相互之间的联系方式构成了成本发生的基础条件，是影响成本的深层次因素。

2）提高质量和降低成本的平衡。降低成本可以增加企业的利润，但在某些情况下，具有战略意义的议题是如何通过增加成本以获取其他的竞争利益。当成本变动与其他相关因素的变动相互关联时，如何在成本降低与生产经营需要之间做出权衡取舍，是企业成本管理无法回避的困难选择。单纯以成本的高低为标准容易形成误区。成本的变动往往与诸方面的因素相关联，成本管理不能仅着眼于成本本身，而要利用成本、质量、价格、销量等因素之间的相互关系，支持企业为维系质量、调整价格、扩大市场份额等对成本的需要，使企业能够最大限度地获得利润。

3）配合企业取得竞争优势。在激烈的市场竞争环境下，企业为了取得竞争优势，往往要采取诸多的战略措施，这些战略措施通常需要成本管理予以配合。采用成本领先战略的企业要通过强化企业成本管理不遗余力地降低成本。战略的选择与实施是企业的根本利益所在，其需要高于一切，成本管理要配合企业为取得竞争优势所进行的战略选择，要配合企业为实施各种战略对成本及成本管理的需要，在企业战略许可的范围内，在实施企业战略的过程中引导企业走向成本最低化。

4）在资源限制条件下，通过ERP系统提高资源的利用效率，使有限的企业资源生产出更多的产品，创造出更多的价值，达到节约增产的目的，这也是企业成本管理的重要目标。当企业的薄弱环节成为制约企业成本的重要因素时，提高瓶颈资源的利用效率就成为企业成本管理过程中需要重点关注的问题，可以通过增加其他方面的成本以节约受限制资源或瓶颈资源，使受限制资源的边际收益最大化，从而提高企业的盈利能力水平。

3.效率

效率是企业的竞争力所在，目前市场竞争日趋激烈，效率低下的企业必然被市场淘汰，尤其在全球经济一体化的今天，效率更是企业的生命。企业必须把效率放在经营工作的突出位置。企业是一个由各种资源构成的生产经营组织，需要将所有资源充分利用起来并相互组配合理，企业整体效率才能提高。效率是企业追求的首要目标，应调动广大员工的工作积极性和创造性，增强企业对人才的凝聚力和吸引力，增强企业的活力和竞争实力。

1）管理的效率。管理作为一种特殊的社会活动，它总是在一定的目的指导下进行的。企业的人、机、料、法、环等资源都需要管理来统筹发挥效率，ERP就是通过软件将企业资源的作用充分发挥，实现管理的效率最大化，向管理要效益。

2）人力资源的效率。人力资源效率用来反映企业人力资源的使用状况。随着中国经济的高速发展，企业之间竞争加剧，人力资源对其他资源的配置和使用起着关键的制约作用，因此必须针对人力资源的使用效率进行分析、总结和提升。通过分析，了解企业人力资源是否得到了充分利用，每个员工是否都发挥了自己的潜能，以便决策者及时采取有效措施，提高企业人力资源利用效率。

3）设备的效率。设备是管理系统中的基本要素，是与人相对应的客观存在，是管理活动所必需的物质条件和物质成分的总和。它不仅指管理中的物质生产资料，而且指在管理系统中除人之外的那些作为管理对象的一切物质成分。设备在企业固定资产中一般占有很大比例，设备的投入与产出之比决定了设备的利用率，更直接影响着企业的经济效益。所以，设备利用率也是智能制造中重要的考量指标。

4）生产制造的效率。要提升企业整体生产制造效率，需要培养专业的精益生产人员，学习精益生产管理知识，在企业智能制造中充分体现，逐步实现精益生产的最终目的，促使企业在各个方面进行精益生产改善活动。影响企业生产线效率的因素有人员、设备工装、现场物流、工艺品质、现场管理。

5）现代管理要求。任何企业都不能再通过高消耗来获取企业发展的机会，而应当把降低生产成本和管理成本作为挖掘企业发展潜力的基本途径，从而使企业更适于在严酷的环境中生存和发展。所以，通过智能制造，管理好、使用好资金、物资设备和物质设施，是提高管理效益、降低管理成本的重要途径。科学的管理和合理的使用物资资源将会最大限度地提高效率。

4.效益

效益是企业盈利能力的直接表现，是衡量企业经营绩效的重要指标，也是企业经营管理水平、创新能力、可持续发展的体现。提高经济效益有利于增强企业的市场竞争力，有助于加强企业可持续发展的后劲。盈利能力从本质上来讲主要表现在现代管理方法、经营管理水平、劳动生产率、科技含量等方面，而这些恰恰是智能制造需要解决的问题。提高企业经济效益的正确方法和途径如下：第一，依靠科技进步，采用先进技术，用现代科学技术武装企业，提高企业职工的科学文化水平和劳动技能，使企业的经济增长方式由粗放型向集约型转变；第二，通过智能制造，提高企业经营管理水平，提高劳动生产率，以最少的劳动消耗，生产出最多的适应市场需要的产品。

3.3.2 五维八化是实现目标的有效途径

智能制造的整体成效取决于各种技术是否全面得以实施，任何单一技术和局部实施都只能取得阶段性目标。因此，企业为了获得综合竞争力，就必须从技术、管理、制造、装备、物料五个维度全面实施智能制造，在新一轮工业革命中占据主导地位，取得竞争优势。

通过新一代信息技术，实现智能制造阶段性目标，具体包括如下内容：

1）通过ERP实现企业内部资源和企业相关的外部资源的整合，把企业的人、财、物、产、供、销及相应的物流、信息流、资金流、管理流等紧密地集成起来，实现资源优化和共享。

2）通过PLM对产品的整个生命周期进行管理，打通流程、人、数据等多个环节，实现设计、制造、检验一体化。

3）通过MES管理生产数据，并通过MES实现与上游ERP和下游PLC（Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器）、数据采集、条码、检测仪等设施设备的连接，贯彻落实生产计划、执行生产调度、反馈生产进度等，为生产技术及调度提供辅助工具，提升计划的准确性。

4）利用APS解决企业多任务、多工序、多资源的优化调度问题。

5）利用仿真技术对产品结构、工艺布局及任务调度进行仿真，将对工件几何参数进行校验的几何仿真转变成产品加工、装配、拆卸、切削和成型过程的物理仿真；对设备和生产线布局、工厂物流、人机工程等进行仿真，确保工艺布局合理；对排产任务包进行仿真，确保资源分配均衡，以提高效率。

6）利用5G移动网络，优化企业在机器视觉、AR、AGV、远程监造、远程诊断等环节的应用，使生产操作变得更加灵活和高效，同时提高安全性并降低维护成本。

利用工业机器人，在批量加工、焊接、喷漆、组装、采集和放置(如包装、码垛和SMT)、产品检测和测试等环节完成都具有高效性、持久性和准确性的工作。

利用Digital Twin技术将全部运行数据在虚拟的三维车间模型中实时地展现出来，不仅提供车间的VR环境，而且还可以显示设备的实际状态，实现虚实融合。

利用大数据技术，收集涵盖订单、计划、采购、生产、物料、设备、管理等环节，存储于信息系统、PLC、传感器、APP中的数据，并对这些数据进行统一存储、传输、扩展、分析、处理、检索、挖掘，最终形成可更高效、更便捷操作的数据仓库。

云计算深入渗透到企业的所有业务流程，根据业务需求，动态地分配业务所需的计算资源、网络资源和存储资源，实现实时IT交付和管理，为大数据处理提供便捷响应。

通过将人工智能技术引入质量检测与优化、设备故障诊断和预测等领域，利用更多的数据进行机器学习和深度学习，使得机器设备和软件系统等在精确处理既定任务的同时具备分析和思考能力，最终实现智能化。

因此，智能制造建设程度的考量要突破传统工厂过度依赖自动化和信息化，要紧密结合新时代智能工厂的特征、要求、目标等，从五个维度全面实施，基于一个数据中心建设，围绕质量-成本和效率-效益终极目标，从自动化、数字化、信息化、精益化、网络化、柔性化、可视化和智能化八个层次分别评估技术、管理、制造、装备和物料五个维度的建设成效。

1.全维度实现智能制造的必要性

智能制造的终极目标是提升企业关键竞争力，实现质量更好、成本更低和效率更高、效益更好。要实现这样的目标，必须从五个维度来全面实施，具体如下：

1）技术维度：涵盖计算机辅助设计、计算机辅助工程、计算机辅助制造、计算机辅助工艺过程设计、产品全生命周期管理、产品数据管理、物料清单、工艺路线管理、检测规划系统和过程仿真等。

2）管理维度：涵盖企业资源管理、质量管理、成本管理、项目管理、仓储管理、设备管理、资产管理、绩效管理、安全管理、能源管理、实时监控等。

3）装备维度：涵盖装备管理（机加设备、装配设备、检测设备、物流设备、仓储设备）、工装刀具管理、计量器具管理、数据采集系统、分布式控制系统、可编程逻辑控制器、数字化工位管理等。

4）制造维度：涵盖制造执行系统、制造运营管理、高级计划与排程、配餐管理、齐套管理、包装发运管理、看板管理、现场管理等。

5）物料维度：涵盖物料管理（原材料、零部件、半成品、成品）、物流管理、编码管理、标码/贴标管理、溯源管理。

2.基于数据为中心

数据无疑是这个时代最重要的资源，既是智能制造的基础，也是其核心和纽带。然而，就数据本身而言，它们不会给企业的管理和经营方面带来一丝的价值利益，并且这些数据的技术也没有能力直接推动制造业的发展。但是，如果将这些数据进行整合提炼，从而转换成企业需要的生产信息之后，那么这些数据具备的巨大的商业价值就可以体现出来。

构建企业大数据资源中心，从制造企业PDM系统、ERP系统、销售商务系统、MES获取产品设计数据、产品物料清单与工艺数据、销售订单、物料信息、库存信息、设备信息、生产计划、生产制造数据、企业经营管理数据、外部市场与供应链数据、质量测试检验数据等。通过数据接入工具将抽取的数据进行标准化数据模型的转换，同时按照预定的规则对数据合理性进行检验，为数据分析提供准确的基础数据。采用分布式数据库存储产品与工艺数据域、生产计划域、销售数据域、生产制造域、产品质量域、供应链数据等数据。基于企业大数据分析管理平台，进行基于大数据的销售预测与精准营销、产品优化设计与个性化定制、制造过程大数据分析服务、产品装备运维数据分析与诊断、企业经营管理数据分析、供应链数据分析与服务等。

3.紧紧围绕质量更好、成本更低和效率更高、效益更好的企业关键竞争力目标开展智能制造

质量是企业赖以生存和发展的保证，是开拓市场的生命线，提高质量能加强企业在市场中的竞争力。企业成本是企业核心竞争力的重要组成部分，是左右企业竞争成败的关键要素之一，在充分竞争的市场环境下，价格决定了市场竞争。效率是企业的竞争力所在，目前市场竞争日趋激烈，效率低下的企业必然被市场淘汰，尤其在全球经济一体化的今天，效率是企业的生命。效率是企业追求的首要目标，应调动广大员工的工作积极性和创造性，增强企业对人才的凝聚力和吸引力，增强企业的活力和竞争实力。效益是企业盈利能力的直接表现，是衡量企业经营绩效的重要指标，也是企业经营管理水平、创新能力、可持续发展的体现。提高经济效益，有利于增强企业的市场竞争力，有助于加强企业可持续发展的后劲。

4.从八个方面评价实施成效

终极目标达成的效果与建设程度密切相关，五个维度的成效需要通过多层次考量，既要考量功能，也要考量程度；既要考量深度，也要考量广度。只有从自动化、数字化、信息化、精益化、网络化、柔性化、可视化、智能化多层次实施与深化，才能真正实现智能制造的成效。