文／謝斌·南京康尼精密機(jī)械有限公司

★項(xiàng)目支持：江蘇省科技計(jì)劃項(xiàng)目（鍛造企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)研制與深化應(yīng)用，BY2019020）

我國(guó)鍛造行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

“十三五”期間，我國(guó)鍛造企業(yè)的規(guī)模取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的鍛造企業(yè)年銷(xiāo)售額從(3 ～5)億元提高到10 億元左右，規(guī)模擴(kuò)大一倍以上；企業(yè)的管理水平也有較大的提高，部分領(lǐng)先企業(yè)開(kāi)始著手智能制造的布局工作，在自動(dòng)化生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集方面取得了一定進(jìn)展；鍛造設(shè)備在國(guó)產(chǎn)化方面有所成就，伺服壓力機(jī)的應(yīng)用逐步推廣，對(duì)比國(guó)外的設(shè)備，國(guó)產(chǎn)設(shè)備性?xún)r(jià)比進(jìn)一步提高；在鍛件質(zhì)量方面，伴隨著自動(dòng)化和信息化的推廣，自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備有較廣的應(yīng)用，大大提高了鍛件質(zhì)量水平；鍛件的應(yīng)用市場(chǎng)有所擴(kuò)大，部分鍛件替代了焊接、粉末冶金產(chǎn)品。

但是，鍛造行業(yè)發(fā)展中存在的問(wèn)題也不少。首先，技術(shù)方面沒(méi)有大的突破，從被鍛材料、模具材料來(lái)看，仍然延續(xù)使用既有的材料；其次，鍛造成形工藝研究缺少新的方法；再者，在模具加工中，五軸加工中心的應(yīng)用得到進(jìn)一步擴(kuò)展，其他加工手段雖有一些嘗試，但沒(méi)有能大規(guī)模推廣的新工藝產(chǎn)生；最后，企業(yè)能耗管理水平依然較低。

其中，最應(yīng)得到重視的是人才培養(yǎng)，人才培養(yǎng)依然困難重重，行業(yè)從業(yè)人員青黃不接，年輕人從事鍛造行業(yè)的意愿降低。這種趨勢(shì)不是國(guó)內(nèi)鍛造行業(yè)所特有，也普遍存在于日本、德國(guó)、美國(guó)等發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家。

在中美貿(mào)易戰(zhàn)和新冠疫情的雙重壓力下，我國(guó)進(jìn)入經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)，政府提出了內(nèi)外經(jīng)濟(jì)雙循環(huán)的發(fā)展路徑。國(guó)際貿(mào)易壁壘漸漸顯現(xiàn)、國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力成本持續(xù)上升，人口紅利逐漸消失，經(jīng)濟(jì)同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)加劇，制造企業(yè)(含鍛造企業(yè))面臨著巨大的生存壓力和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。同時(shí)，隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，催生了新一輪產(chǎn)業(yè)變革。制造企業(yè)通過(guò)實(shí)施智能制造實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，迎接挑戰(zhàn)并加快轉(zhuǎn)型升級(jí)，創(chuàng)造新的發(fā)展機(jī)遇。

鍛造行業(yè)實(shí)施智能制造的作用和意義

鍛造行業(yè)作為航空航天、高端裝備、汽車(chē)等重點(diǎn)領(lǐng)域均涉及的基礎(chǔ)制造行業(yè)，加快實(shí)施鍛造行業(yè)的智能制造，對(duì)于國(guó)內(nèi)制造業(yè)協(xié)同發(fā)展具有重大意義。從企業(yè)的角度來(lái)說(shuō)，增加盈利是企業(yè)實(shí)施智能制造最為根本的意義。搞清楚智能制造究竟如何提升企業(yè)盈利能力，是促使企業(yè)從被動(dòng)地提升智能制造水平向主動(dòng)提升智能制造能力轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。

提升企業(yè)盈利能力

中國(guó)鍛造行業(yè)企業(yè)眾多，但以中小微企業(yè)為主，他們的盈利能力有限，但降本增效的需求卻最為迫切，而受制于經(jīng)營(yíng)者的理念、資金實(shí)力、人才以及裝備水平等因素，單單是達(dá)到“制造自動(dòng)化”就難度極大。然而，從制造自動(dòng)化向智能制造發(fā)展，中間還要經(jīng)過(guò)“兩化（信息化與工業(yè)化）融合”階段，最終目標(biāo)是融合信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)、工業(yè)軟件技術(shù)、人工智能技術(shù)等新技術(shù)、新方法的“智能制造”階段。這對(duì)鍛造行業(yè)企業(yè)而言，可謂任重道遠(yuǎn)。

我們先從提升企業(yè)盈利能力談起，制造企業(yè)盈利的數(shù)學(xué)模型如圖1 所示，該模型可簡(jiǎn)化為：企業(yè)盈利=產(chǎn)品價(jià)格－交易成本。在一個(gè)公平的完全競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境下，產(chǎn)品的價(jià)格是由交易雙方確定的。買(mǎi)方購(gòu)買(mǎi)某一產(chǎn)品（服務(wù)）的原因，一是緣于其對(duì)該商品獲取的欲望，二是基于自身的支付能力。賣(mài)方則是依據(jù)自身的成本以及市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，決定自身產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格。因此，產(chǎn)品價(jià)格是由市場(chǎng)上所有的供給方與采購(gòu)方相互博弈而確定的。這是一種社會(huì)行為，同時(shí)也是不單純依靠某一個(gè)企業(yè)的主觀行動(dòng)而大范圍波動(dòng)的客觀現(xiàn)象。

圖1 制造企業(yè)盈利模型

在同一市場(chǎng)當(dāng)中，采購(gòu)的平均價(jià)格會(huì)在一個(gè)區(qū)間內(nèi)上下波動(dòng)(品牌、功能、服務(wù)等的溢價(jià))，總體價(jià)位在一定時(shí)間范圍內(nèi)是確定的。但是，不同供應(yīng)商的成本卻千差萬(wàn)別：有人是“成本1”，高于市場(chǎng)平均價(jià)格，這類(lèi)參與者很快將被這個(gè)市場(chǎng)清除出去；有人是“成本2”，一定時(shí)期內(nèi)可以得到相應(yīng)的盈利；有人是“成本3”，在市場(chǎng)供需基本平衡的時(shí)候，他們樂(lè)于與“成本2”的企業(yè)共同維護(hù)市場(chǎng)價(jià)格，并獲得比“成本2”的企業(yè)(一般為競(jìng)爭(zhēng)者)更高的利潤(rùn)，而當(dāng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境趨于惡化，他們就有動(dòng)力也有能力，將市場(chǎng)價(jià)格降低到“成本2”以下，將“成本2”的企業(yè)也排除出這個(gè)市場(chǎng)。

所以，提升企業(yè)盈利能力，要么需要提高產(chǎn)品價(jià)格，要么努力降低成本。努力成為“成本3”的企業(yè)，是企業(yè)不懈奮斗的目標(biāo)。在供需關(guān)系、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等外界因素限制下，產(chǎn)品價(jià)格不受企業(yè)控制，企業(yè)盈利依賴(lài)于生產(chǎn)成本的降低。

考察市場(chǎng)的實(shí)際情況，在完全競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境下，原材料的價(jià)格是公開(kāi)透明的，能源、運(yùn)輸?shù)裙卜?wù)的價(jià)格也是公開(kāi)透明的，那么企業(yè)成本的差異來(lái)自哪里呢？答案就是技術(shù)和管理。我們可以將技術(shù)開(kāi)發(fā)、高效生產(chǎn)等環(huán)節(jié)視同企業(yè)內(nèi)部交易，則成本差異的根本是企業(yè)內(nèi)部交易成本的差異。優(yōu)秀的企業(yè)通過(guò)先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)和科學(xué)管理方法，降低內(nèi)部的交易成本，提高盈利能力。

提升行業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力

實(shí)際上，鍛造行業(yè)實(shí)施智能制造的目的是提升整個(gè)行業(yè)在制造價(jià)值鏈中的地位，改變整個(gè)行業(yè)“傻大笨粗”形象，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)差異化競(jìng)爭(zhēng)，而企業(yè)通過(guò)運(yùn)營(yíng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，增強(qiáng)數(shù)據(jù)采集、分析、運(yùn)用能力，提升生產(chǎn)和管理水平，降低交易成本，增加產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

大數(shù)據(jù)與智能制造

大數(shù)據(jù)的概念

搞智能制造，就離不開(kāi)大數(shù)據(jù)。在智能制造的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，這就是所謂的“業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化”過(guò)程。當(dāng)系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)提煉、處理后，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，這些數(shù)據(jù)不僅數(shù)量龐大，最為關(guān)鍵的是呈現(xiàn)出了“多維度性”。

比如，我們要求員工填寫(xiě)工單，采用傳統(tǒng)的手工表單方式，只能得到員工當(dāng)日完成的產(chǎn)量情況。但是，當(dāng)我們要求員工使用“點(diǎn)擊軟件”的方式來(lái)完成報(bào)工時(shí)，由于這種報(bào)工方式具有時(shí)序性，系統(tǒng)在記錄員工產(chǎn)量的同時(shí)，記錄了員工點(diǎn)擊鼠標(biāo)的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間可以定義為員工完成工作的時(shí)間，于是，這個(gè)數(shù)據(jù)就具有了多維度特性。結(jié)合員工領(lǐng)料的動(dòng)作，我們可以要求員工給來(lái)料掃碼，這樣既方便了物料的追溯，同時(shí)也可以把這個(gè)動(dòng)作發(fā)出的時(shí)間作為員工開(kāi)始工作的時(shí)間。因此，在信息化系統(tǒng)的支持下，僅僅通過(guò)員工掃碼和點(diǎn)擊報(bào)工兩個(gè)動(dòng)作，就可以記錄員工的有效工作時(shí)間、產(chǎn)量，完成物料信息追溯，還可以檢查是否有工序遺漏，計(jì)算設(shè)備的稼動(dòng)率，等等。

在智能制造水平較高的企業(yè)，其數(shù)據(jù)采集水平更高，采集的數(shù)據(jù)更多，因此大數(shù)據(jù)的維度更多，可供挖掘的內(nèi)容也更多。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控企業(yè)的運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)企業(yè)運(yùn)行中的問(wèn)題，預(yù)測(cè)未來(lái)企業(yè)的資源分布情況，從而為經(jīng)營(yíng)者科學(xué)決策提供依據(jù)。更進(jìn)一步，智能制造系統(tǒng)可以輔助經(jīng)營(yíng)決策，這就是所謂的“數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化”過(guò)程。

智能制造

智能制造的標(biāo)準(zhǔn)定義是沒(méi)有的，上網(wǎng)搜索“智能制造”的含義，有各種各樣的說(shuō)法，不過(guò)說(shuō)“智能化是制造自動(dòng)化的發(fā)展方向”應(yīng)該不會(huì)有人反對(duì)。

思考如何實(shí)現(xiàn)智能制造并且讓智能制造創(chuàng)造價(jià)值這個(gè)問(wèn)題，最終還是要回歸到制造的本質(zhì)上來(lái)，讓生產(chǎn)制造的過(guò)程變得透明可視。單純通過(guò)購(gòu)買(mǎi)信息化軟件和自動(dòng)化設(shè)備，是無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能制造的。實(shí)際上，智能制造的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于企業(yè)管理水平的提升，比如工作流程的制定、加工過(guò)程的精益化、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的標(biāo)箱化物流等，在管理提升的同時(shí)，也必須有軟硬件的投入，包括ERP 軟件、MES 軟件、傳感器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備等。

前瞻產(chǎn)業(yè)研究院提出了智能制造的五大目標(biāo)如下。

⑴產(chǎn)品智能化：產(chǎn)品可追溯、可識(shí)別、可定位、可管理。

⑵裝備智能化：智能工廠，設(shè)備全面聯(lián)網(wǎng)和通訊。

⑶生產(chǎn)智能化：個(gè)性化定制、極少量生產(chǎn)、服務(wù)型制造以及云制造。

⑷服務(wù)智能化：高效、準(zhǔn)確、及時(shí)挖掘、識(shí)別并滿足用戶(hù)需求。

⑸管理智能化：企業(yè)內(nèi)無(wú)信息孤島，企業(yè)間實(shí)時(shí)互聯(lián)，企業(yè)、人、設(shè)備、產(chǎn)品實(shí)時(shí)互聯(lián)。

這五點(diǎn)要求，是鍛造行業(yè)同仁可以參考借鑒的。當(dāng)然，具體到每家企業(yè)，因?yàn)槠髽I(yè)發(fā)展的階段不同、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不同、市場(chǎng)的不同，其側(cè)重點(diǎn)以及對(duì)每一個(gè)要求的具體內(nèi)涵的理解是不一樣的。

比如，對(duì)于“生產(chǎn)智能化”，鍛造行業(yè)特別是模鍛行業(yè)，一般會(huì)采用批量化生產(chǎn)的模式，這個(gè)時(shí)候“個(gè)性化定制、極少量生產(chǎn)”的實(shí)施就比較困難，我們提的“生產(chǎn)智能化”，更多的是指工藝的規(guī)范性、生產(chǎn)與質(zhì)量數(shù)據(jù)(含模具與生產(chǎn)批次對(duì)應(yīng)的管理等)的可追蹤性，內(nèi)涵會(huì)發(fā)生變化。

鍛造行業(yè)智能制造的實(shí)施路徑

鍛造行業(yè)智能制造的若干觀點(diǎn)

前面討論了智能制造對(duì)鍛造行業(yè)的意義，這里我還希望澄清一些觀點(diǎn)。

⑴生產(chǎn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)是工藝流程的精益化。

⑵信息化的基礎(chǔ)是管理流程化及現(xiàn)場(chǎng)5S。

⑶數(shù)據(jù)采集有成本，需要在及時(shí)性、準(zhǔn)確性、廉價(jià)性之間取平衡，不是采集數(shù)據(jù)越多越好，采集怎樣的數(shù)據(jù)是根據(jù)企業(yè)的需求來(lái)規(guī)劃的。采集的數(shù)據(jù)要“有用”，要“能用”，不能分析利用的數(shù)據(jù)都是“垃圾數(shù)據(jù)”。生產(chǎn)中大量的正常數(shù)據(jù)都是垃圾數(shù)據(jù)，而異常數(shù)據(jù)才是揭示問(wèn)題的有效數(shù)據(jù)。

⑷要建立“全員數(shù)據(jù)采集”的思想。要想方設(shè)法讓數(shù)據(jù)采集的工作融入到員工正常操作的過(guò)程中去，這樣才能減輕員工的工作量，提升智能制造水平的工作才能得到他們支持；要想方設(shè)法讓數(shù)據(jù)造假的人成本高企，這樣才能促使員工不去數(shù)據(jù)造假。

鍛造行業(yè)智能制造的實(shí)施路徑

在鍛造行業(yè)智能制造的實(shí)施路徑方面，鑒于行業(yè)內(nèi)企業(yè)普遍存在人才與理念的問(wèn)題，我的建議是要由行業(yè)協(xié)會(huì)牽頭組建咨詢(xún)團(tuán)隊(duì)，首先通過(guò)對(duì)有提升智能制造水平愿望的企業(yè)進(jìn)行評(píng)估，充分了解企業(yè)在這方面的需求和愿景，再幫助企業(yè)進(jìn)行總體策劃，并策劃好分步實(shí)施的路徑，如圖2 所示。

不做診斷就搞信息化，這樣的企業(yè)既認(rèn)不清自身的基礎(chǔ)，也不知道要達(dá)成怎樣的目標(biāo)。這樣搞智能制造無(wú)異于盲人摸象，而且推進(jìn)過(guò)程中往往沒(méi)有管理提升的自覺(jué)，失敗的例子很多。

圖2 鍛造行業(yè)智能制造實(shí)施路徑

單個(gè)信息化軟件的價(jià)格雖然也很高，企業(yè)也許還能夠承受，但整個(gè)智能制造的軟件系統(tǒng)絕對(duì)是很大的投資，而且隨著企業(yè)的發(fā)展，導(dǎo)入的軟件系統(tǒng)會(huì)逐步完善。如果沒(méi)有總體規(guī)劃，各種軟件各行其是，協(xié)同效應(yīng)就會(huì)大打折扣，且為了進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，要開(kāi)發(fā)各種數(shù)據(jù)接口，耗時(shí)耗力，系統(tǒng)容易處在不穩(wěn)定狀態(tài)。

所以“總體規(guī)劃、分步實(shí)施”的方法，就能有效避免上述問(wèn)題，比如圖3 所示案例，規(guī)劃中確定了使用ESB 數(shù)據(jù)池軟件，作為今后整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，先期使用MES作為生產(chǎn)執(zhí)行管理平臺(tái)，所有的排產(chǎn)和報(bào)工數(shù)據(jù)由其提供；ERP 作為財(cái)務(wù)管控平臺(tái)，負(fù)責(zé)訂單的接收和發(fā)布，進(jìn)行各種結(jié)算。這樣其他軟件暫時(shí)可以不上，而ERP和MES 的物料編碼規(guī)則必須先行確立，數(shù)據(jù)接口也可大幅度簡(jiǎn)化。

鍛造企業(yè)智能制造能力成熟度評(píng)估

企業(yè)價(jià)值鏈能夠在本質(zhì)上反映出企業(yè)各種能力因素，因此，定量構(gòu)建出企業(yè)價(jià)值鏈，按照企業(yè)的核心業(yè)務(wù)流程分解企業(yè)交易成本，可以定量分析企業(yè)價(jià)值鏈構(gòu)成。

基于價(jià)值鏈的鍛造企業(yè)智能制造能力成熟度評(píng)估方法是：

⑴建立待評(píng)估企業(yè)的人員組織架構(gòu)、管理業(yè)務(wù)流程、年度交易成本。

⑵根據(jù)企業(yè)的人員、技術(shù)、資源、制造等能力要素，分類(lèi)計(jì)算年度交易成本。

圖3 智能制造構(gòu)架總體策劃示例

⑶根據(jù)企業(yè)類(lèi)型、發(fā)展目標(biāo)，制定不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)集合以及權(quán)重分配方法。

⑷基于智能制造能力成熟度模型，制定適合本企業(yè)的成熟度評(píng)價(jià)指標(biāo)。

⑸由評(píng)估企業(yè)的愿景和長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，研究智能制造能力提升需求和解決方案。

結(jié)束語(yǔ)

從宏觀上看，中美貿(mào)易戰(zhàn)和新冠疫情的發(fā)展，實(shí)際上形成了對(duì)中國(guó)制造業(yè)的擠出效應(yīng)，一些行業(yè)和龍頭企業(yè)已著手或正在計(jì)劃將供應(yīng)鏈外移。而供應(yīng)鏈外移，首當(dāng)其沖的是那些海外具備產(chǎn)能的產(chǎn)品，從前敗給中國(guó)企業(yè)要么是價(jià)格上沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，要么是質(zhì)量上還有差距，但在現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，這些因素都不得不讓位于經(jīng)濟(jì)上的“民粹”主義。

微觀到各個(gè)企業(yè)，應(yīng)對(duì)的方式當(dāng)然是因企而異，沒(méi)有一成不變的方案，但可以考慮的原則是“在哪里銷(xiāo)售，在哪里生產(chǎn)；在哪里生產(chǎn)，在哪里采購(gòu)”，據(jù)此進(jìn)行企業(yè)戰(zhàn)略布局。要看到在一定的領(lǐng)域中“逆全球化”會(huì)形成趨勢(shì)，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生“新全球化”趨勢(shì)。“逆全球化”趨勢(shì)中做好“國(guó)產(chǎn)高品質(zhì)替代”這個(gè)課題，一方面市場(chǎng)足夠大，另一方面也為“新全球化”做好準(zhǔn)備。我個(gè)人理解，要讓高科技產(chǎn)品低成本生產(chǎn)，研發(fā)和生產(chǎn)資源的全球配置就不可避免(手機(jī)行業(yè)和電腦行業(yè)的普及和擴(kuò)張就是很好的例子)，而低端制造的門(mén)檻都很低，我們所具有的成本優(yōu)勢(shì)，很容易被關(guān)稅成本所抵消；唯有高端制造，才有可能用技術(shù)門(mén)檻、投資門(mén)檻、人才門(mén)檻、管理門(mén)檻和成本優(yōu)勢(shì)，將主動(dòng)權(quán)抓在自己手里。今天，我們所討論的智能制造課題，就是高端制造的有機(jī)組成部分，也是先進(jìn)企業(yè)進(jìn)行差異化競(jìng)爭(zhēng)的有力武器，相信實(shí)施效果也能從企業(yè)盈利能力中體現(xiàn)出來(lái)。