“犀牛智造” 能否代表柔性制造的未来

2020-12-28 01:57吴昊阳
中国工业和信息化 2020年10期
关键词:夹具工装犀牛

吴昊阳

柔性制造(Flexible manufacturing)本质上不过是生产方式的变革,即便没有云计算、IoT、人工智能等时髦的技术作为支撑,它仍然可以实现。

自从阿里犀牛火了以后,柔性制造的热度暴增。尽管在业内已经有了非常成熟的理论和成功案例,但似乎阿里的方案更加引人关注。好像只有用了云计算、IoT、人工智能等技术才能实现柔性和定制化制造。在笔者看来,柔性制造可以理解为一种企业战略,本质上是生产方式的变革,即便没有这些时髦的技术作为支撑,柔性制造仍然可以实现。

柔性制造如何实现?

实际上,搞智能制造不能一开始就信息化,而应该从工艺/工序入手,分清哪些工艺容易实现较高柔性,哪些不容易。

以工业机器人自动焊接线来说,机械臂的柔性是最高的,直接从上位机调用RC控制程序就可以实现新的焊接动作。而即便设备没有联网,那么用U盘挨个去copy也不是什么大问题;相比之下,焊钳,上料抓手柔性稍差,但手动更换并不麻烦,自动更换也很容易实现;麻烦的是工装,焊接工装无法根据焊接对象的不同而自动调节,所以如果产品发生变化,那么就要花费很长时间更换并调整工装。

由此可见,在这样一套生产系统里,只要能实现自动更换工装,或者工装可以自动发生变化,抑或是一套工装可以实现对不同产品的装夹(固定),那么基本上就能实现“全自动柔性生产”。而车间内部的IoT技术应该说是非常基础性的,也是容易实现的。

再举一个笔者自己做过的案例。东南亚某著名航空零部件制造商接到波音的大订单,而订单的要求是典型的单件小批量生产。70多种碳纤维蒙皮件,而每个零件只生产一二个。传统的生产模式就需要非常频繁地更换夹具,而且夹具通常要从设备顶棚吊入到龙门内部,找零后再开始加工,生产效率十分低下。

5年前,笔者给出的方案是在加工中心的后面加一个立体仓库,放置那70多种夹具,而系统在获取零件信息后,堆垛机就会找到其对应的夹具的位置,将其取下后自动放置在工作台上。双工作台系统可以移出到龙门外部,夹具和台面之间通过零点卡盘定位。这样,堆垛机就非常容易實现自动更换工装。

尽管以上两个案例与服装生产大相径庭,但是从生产模式改进的角度看,两者的分析方法确实是一致的。

实现柔性制造的案例

如果更换夹具比较麻烦,那么可以考虑在相同的毛坯上,用高柔性加工设备进行定制化生产。例如统一大规模采购T恤衫,通过印刷不同图案体现个性化设计。下面的案例来自我们公司的客户Alutrim Eupean GmbH,思路差不多,只不过产品附加值更高。

Alutrim公司是一家全球领先的高端内饰件制造商,其客户为迈巴赫、劳斯莱斯这样级别的豪车公司。他们也提供定制化服务,例如生产车载音响盖子。外壳都是一样的,定制化的区别体现在纹理、颜色、质地等。而实现这些功能的工艺则是柔性程度比较高的。比如,雕刻纹路和打孔只需要调用NC程序,就可以实现设计师的想法。

无独有偶,另一家非常著名的仪表板生产商Eissman也采取了同样的策略。他们的定制化体现在仪表板塑料件外层覆盖的材质。

通常来说,整个制造过程中成型工艺的柔性是最差的,而手工装配的过程则具备非常大的灵活性。所以Eissman直接从中国采购各类注塑件毛坯,然后在柔性较高的五轴CNC上完成加工,最后再根据要求在工程塑料上附上客户指定的皮革并安装相应的附件。

十年前,刚在德国工作时,笔者到过Eissman德国工厂帮忙修过设备,现在已经被中国企业收购。当时给我印象最深的,一是进门处就挂满了不同颜色各种材质的仪表板面料,二是发现这个工艺跟做鞋子大同小异,豪车的仪表板本质上属于皮具制品。

柔性制造的关键何在?

工业4.0不是未来,而是此时此地。在以上几个案例里,智能制造的信息系统软件并没有起到决定性的作用,倒是工艺路线规划起到了关键作用。

说到工艺路线,更经典的案例是特斯拉的铸铝车体。拖拉机和坦克底盘都采用了铸钢件,因为一次性成型,所以极大简化了工艺。特斯拉这种资本堆出来的互联网造车和老牌车企相比,严重缺乏生产经验。所以采用这种“另类”的工艺策略,不失为一种破局的好办法。能够把技术作为战略工具,在竞争中获得主动,这是笔者欣赏马斯克的地方。

相比之下,笔者并没有看到犀牛系统有什么特别独到的地方。感觉就是一个规模比较大的基于CRM的分布式MES和现场SCADA/HMI。不能说不好,只是感觉这个工业互联网项目并不能从根本上解决工业的问题,而且它的商业战略如果只针对服装产销,那么这个定位本身就是有问题的。暂且不评价其技术好坏,单说技术战略的有效性应该不如红领西服的批量定制系统。

以一个普通消费者买衣服的习惯,只有西服、衬衫、套装、甚至晚礼服、戏服这种特殊场合有定制的要求,普通的衣服没有定制的要求。即便有产品多样化的需求,但性价比并不高。或者说,一个敏捷和柔性的平价服装生产系统并不能显著提高产品的附加值。尽管交货期可以大幅缩短,但是不管怎么折腾,还是挣的辛苦钱。因为利润就那么点,所以在制造端不管怎么折腾,也不如在产品设计和品牌运营上做文章来得实在。

柔性制造目的何在?

蓝线表示销量,产品种类越多,销量越大,但并不是一直线性增长。对于一个服装店老板来说,只卖七匹狼的销量肯定不够,如果连同鳄鱼,金利来,劲霸,杰克琼斯几个牌子一起卖,那么销量会大幅上涨。如果开海澜之家同时经营好几百个杂牌男装,会发现销量尽管仍然上涨,但成本涨得更快,而且风险也提高了。

所以过度的多样化并不能持续提高销售额,所有企业都应选择一个利润最大化的平衡点。

而企业则应该想尽各种办法让这两条曲线外扩张。与只生产少量品种的刚性制造相比,柔性制造的生产成本更高。智能制造的目标之一就是在产品种类增多的前提下,使生产和管理成本不至于过快上涨。但目前国内炒得比较热的概念都只关注了管理成本,忽略了优化设计和工艺改进,也就无法真正有效降低生产成本。

因为生产成本的大幅降低只能通过设计的提升和工艺的改进。很多国外企业都经历了零件标准化、部件模块化和产品系列化的过程。通过优化产品和工艺设计,大幅减少零部件生产和采购的种类,简化产品BOM结构等方式,使成本曲线发生变化。

提高生产系统的效能,绝不是仅靠互联网、IoT等信息系统能解决的。设计和工艺如果得不到根本的提升,智能制造都只是空中楼阁。

所以如果只是针对制造本身,那么笔者没觉得犀牛有太大创新。但是从企业战略的角度看,这个系统可以增加用户数量,并提高用户黏性。就像给外卖小哥或顺风车师傅派单,犀牛最大的作用就是给闲置的制造商派发订单,供应链内部的财务和生产数据也许会更加透明,中小制造商的利益会得到保障。

如果把犀牛平台视为战略工具,那么也许可以把它理解为一个在中国制造大公司里使用的一套超大型ERP系统。理论上只要它的算法足够好,数据足够全,那么它将有可能实现计划经济时代政府部门无法完成的市场预测,生产计划以及生产资料统筹分配工作。

笔者2009年写过一篇《计划经济之供应链的极致》的文章,核心观点就是:全社会的供应链整合将导致全球经济体制由市场经济向计划经济转轨,供应链整合的极致便是计划经济。如果把整个中国制造比作一个大工厂,那么淘宝和天猫就相当于CRM,可以非常精准地估计出每个客户的消费行为,并指导指定生产大纲;阿里则类似SCM,具有一定的供应链管理能力,现在做的犀牛应该算是ERP,把全社会的制造资源统筹利用起来。如果能把给中小制造企业的小额贷款做起来,帮助中小民营企业解决实际问题,那么也算是功德无量了。

联想到近期提的“内循环”、“内卷化”,不排除这是阿里的一步大棋。

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