杨海成:制造业转型伺机而动
时间：2022-03-18 10:03:19 浏览次数：次
NASA利用计算机智能技术，使得不同地域上的分布式开发团队在虚拟环境下协同合作，提高产品设计过程的知识化，通用电气的产值总量中，70％的业务是由与其主业密切关联的“技术+管理+服务”构成，传统制造仅占其产值总量的30％左右；宝钢建立了能源管理中心，对全生产过程能源的使用进行实时监控和控制……一个又一个实例告诉我们，信息技术已经渗透到装备制造业的每一个细胞，转型升级迫在眉睫。
随着全球经济一体化的加剧和信息技术的飞速发展，全球制造业正在发生深刻的变革，信息技术正是这种变革的推动力。在2010中国制造业信息化机床产业创新转型升级高端论坛“中国机床工具行业信息化技术应用研讨会”上，国家科技部制造业信息化工程专家、中国航天科技集团总工程师杨海成表明了自己的看法：作为制造业的重要组成部分，装备制造业正迈向依靠科技进步、高技术与制造技术的融合、资源消耗少环境污染小及产品附加值高的高端制造，产业结构调整、产业内部转型以及自主技术创新的步伐将不断加快。
三大战略加强转型步伐
面对挑战与机遇并存的现状，杨海成认为，我国装备制造业必须紧抓机遇，伺机而动，依赖三大战略转型：一是智能制造，要从低技术的制造迈向高技术的制造：第二要从传统的覆盖性制造向服务型制造发展，第三要从粗放型制造向绿色型制造发展。
首先是智能制造。在产品智能化方面，嵌入式、网络技术、传感技术等与工业装备的融合，使得产品、装备向数字化、网络化和智能化方向发展，极大提高了产品的附加值。从智能制造的过程来看，首先过去传统的产品设计要走向知识化、智能化的过程，即产品设计知识化，以加大产品的附加值。“智能制造的概念和技术体系虽然已经提出了很长时间，但是真正在企业和产业中得到全面长足的发展却只是近1年来的事情，我们还有很长的路要走。”杨海成说。
其次是绿色制造。“我们可以看到，面对日趋严峻的资源和环境约束，世界各国都在制定可持续发展规划。德国制定了《产品回收法规》，日本等国提出了减少、再利用及再循环的3R战略，美国提出了‘再制造’及‘无废弃物制造’的新理念，这些都需要信息化作为重要的支撑。”杨海成认为，对于装备制造业来说，绿色制造的应用力度正在逐渐加强：一是产品本身的绿色设计，二是产品本身绿色材料，绿色能源，绿色能源的调动和控制，使得我国整个装备制造向集约化、降低成本和优化生产的方向迈进。
最后是服务型制造。“从制造的发展理念来看，围绕产品服务所产生的利润远远超过了制造产品本身，所以对于高端制造企业来说，由传统的生产型制造向服务型制造已经成为制造业发展的大趋势。”杨海成说，一方面，制造业正加快从生产型制造向服务型制造转型，即是由过去仅仅生产产品，转型为现在向产品的全价值链，全生命链的高端迈进，不仅提供产品也提供产品的服务，而且服务到整个产品使用的全周期中；另一方面，服务型制造也使得企业从过去“大而全”。“小而全”的状态朝着专业化分工发展，将非核心业务专业化外包，实现成本的最小化。总而言之，制造服务化已成为制造企业走向价值链高端的重要途径。
因势利导引领高端制造
历经多年的发展，我国装备制造业取得了长足的进步，但仍然面临着自主创新能力弱，产业结构不合理，资源环境压力大，制造业物流成本高等诸多挑战，总体上仍处于世界产业价值链的中低端。面对这种发展态势，我国制造业该如何应对?
“在相对较长的时期内，‘转型升级’将是我国装备制造业发展的主旋律。”杨海成认为，在转型期间，以上三类制造不仅仅是从技术上，更应该从制造企业的形态和模式上促进企业的转型升级。
然而，转型升级不能仅是一句空话，如何结合全球制造发展的大趋势，最终实现从制造价值链低端迈向高端是所有企业都要面对的艰难问题。杨海成主要从以下几点进行了解答。
首先要加强生产制造过程的智能化。“从技术发展层面来看，我们已经具备了多种技术手段，如何将其集成起来，形成固有的设计能力和创新能力，这仍然需要站在企业发展的角度来提升整个企业的创新水平。”
(1)数字化制造生产线。目前企业设备运行的情况是，单台使用的效率可满足需求，然而整个生产线的能力还是比较低，将生产线和工艺流程结合运行后的智能生产体系还不尽如人意。在制造执行系统的基础上，集成工艺设计。计划调度、资源管理、质量控制以及流程等，打造数字化生产线，提升生产制造过程的智能化程度，是我国装备制造业的发展方向。
(2)智能控制中心。目前，国外的先进装备制造企业会提供成套的生产装备以及成套的生产线技术，在一条生产线当中迅速地进行部署安排。这样，生产线当中不仅囊括了机床，更要建设先进的智能控制中心，对整个生产过程进行有效管理。
二要全面提升企业经营管控能力。杨海成认为，在这方面，要从数字化管理能力平台，以ERP为核心整合企业内外部资源，以ERP构件协同管理平台三个角度入手。
管理是现在企业转型的一个重要因素，在ERP的基础上，集成先进管理模式、各类管理工具、优化再造管理业务流程，打造经营管控一体化平台，提升企业经营管控能力，也是加强智能制造的又一个途径。对于型集团企业来说，管控一体化水平的提高，管理的扁平化，管理的精细化程度都要不断提高。而ERP是企业管理的核心，突破企业内部资源界限，实现企业内外资源的统一管理和有效配置，提高企业的快速市场响应能力，提升整个产业的核心竞争力。ERP向企业间拓展，通过与CRM、SCM的集成，构建以ERP为核心的协同管理平台。
三要大力推动服务型制造模式。如今，服务制造模式在国外已经发展得如火如茶，尤其是在航空航天领域。例如，波音、洛马等通过Exostar提供的采购服务整合了自身供应链，平均节省采购成本超过18％，大大缩短了产品交货期。
“服务性制造是当前，包括在未来我国制造业走向网络化，服务化和全球化的一个重要的途径。”杨海成说，“针对服务成为制造企业价值主要来源的发展趋势，企业要建立制造服务化支持平台，支持制造企业从单一的产品供应商向整体解决方案提供商及系统集成商转变，提供在线监测、远程诊断、维护和大修等服务，促进制造企业走向产业价值链高端。”
四是要以数据中心为基础开展综合集成。目前，很多企业正在由过去分散的信息化集成，朝着以建立大型数据中心和计算中心为基础的大集成方向转变，使得企业完全呈现出集中管控和全面在线服务的状态。杨海成说：“以航天科技公司为例，在整个“十二五”的规划建设中，要建立集团级产品研发生产的全局数据中心，使得各个设计的总
体单位和专业单位，能够在数据中心的支持下实现全部的信息共享以及数据的分发控制，从而达到对整个企业全面管控的目的。”
目前，以数据中心为模式的综合集成也已经在大型的机床企业开展，从未来的发展角度来看，基于互联网和物联网的发展，未来大型的云端综合信息的提供和集成，也会以这些数据中心为基础。逐渐进行社会化的扩散，与社会化服务共同展开。“因此，我认为，建设以企业为主体的初级中心将会推动企业的发展，将来也能够为真正实现网络化企业、物联企业以及装备技术的发展提供很好的技术支撑。”
五是要构建全生命周期管理平台。通过转型期，要构建整个产品全生命周期的管理，从过去只关注设计和制造领域，转为关注从最初的市场需求到最后的服务全过程。
集成应用提升创新能力
“我国装备制造业要实现三大战略转型，走向高端，必须综合应用集成协同技术、服务支持技术、制造物联技术，云制造技术于产品设计、生产，管理以及全生命周期等环节，形成支撑装备制造业转型升级新技术、新途径和新模式。”杨海成说。具体包括，信息化促进产品设计创新，制造过程智能化、精益管理、制造服务化、全生命周期管理等多种途径。因此，在现代高端制造转型升级中，必须依靠信息化提升产品设计创新能力。三维建模技术、产品数字样机技术、产品全生命周期的数字化技术等，已经开始全面渗透到企业的设计和创新过程中。
(1)三维建模技术。基于三维产品模式，建立产品虚拟样机，在虚拟环境下开展人机交互，能够极大提高产品创新能力和设计的一次成功率，缩短产品上市时间。杨海成回忆，“在过去，国内仅仅将其作为技术应用和支撑的手段，并没有把它作为一个产品变革的重要环节对待。目前，随着各类软件和先进技术手段的发展，很多企业的若干主要环节都已采用数字技术，但是在全流程、全方位实现产品的全三维数字化建模，并将其传递到上下游的各个供应商和服务商，仍然在要经历革命性的变化。”
(2)虚拟样机。在产品方面，塑造产品的性能样机，功能样机等虚拟样机，对提高产品的设计和创新的能力也起着巨大的推动作用。基于产品虚拟样机，综合优化产品结构性、运动学、动力学、热力学等多学科知识，能够全面提高产品性能，从而大幅度促进产品的创新水平。
(3)模块化设计，这也是现代产品创新设计能力的一个重要的体现，利用产品三维模型、标准件库、基本构件。产品谱系化和设计过程的标准化，快速定制出满足客户需求的装备产品，提高响应市场能力，满足产品创新设计体系。
(4)设计能力平台(软装备)。产品设计的能力体系和能力平台是支持企业产品创新发展的基本载体，在产品数据管理的基础上，与企业的研发模式相结合，集成设计工具、分析软件、经验知识、设计流程，打造设计能力平台，提升装备制造企业产品设计创新能力。
应对挑战软硬装备并重
从以上的种种让我们看到，转型升级仍将是我国装备制造业当前发展面临的严峻挑战：以信息技术为核心的集成技术、服务支持技术、制造物联技术等与高端制造模式的融合，已成为支撑装备制造业转型升级的重要途径。杨海成指出，加强信息化多级“一把手”工程，开展流程再造，实现信息化与业务流程的深度融合：开展信息技术在产品智能化、产品创新、生产制造过程、制造服务化中的作用：积极应用集成服务技术、制造物联技术，云制造技术等新兴技术到装备制造服务化之中去。
在转型升级中，硬装备载体在企业应用同样需要大量围绕着它的工业软件，来提供整个设备的高效运行以及调动管理，以形成现代生产线和现代的生产系统技术。“因此，既要重视发展硬装备，更要加强发展软装备。”杨海成强调。信息技术嵌入到硬装备之中，增强了硬装备的智能化、网络化、自动化程度。以工业软件为代表的信息技术与工业流程、工业技术、管理模式等综合集成，形成了工业软装备。硬装备和软装备形成的新型工业装备成为新型工业体系的核心。