作者

林雪萍：南山工業(yè)書院發(fā)起人，北京聯(lián)訊動力咨詢公司總經(jīng)理

這貌似是一家平淡無奇的法國工廠，生產(chǎn)幾類日常不起眼的產(chǎn)品：小開關(guān)、接觸器、工業(yè)按鈕和指示燈。這應(yīng)該是國內(nèi)制造商最擅長的場景。而這個工廠2019年總產(chǎn)值已達(dá)12億元，人均產(chǎn)值近200萬元。那么這樣一個看上去似乎并沒有高科技含量的產(chǎn)品，如何能在中國制造拼出核心競爭力？或許在這個工廠中，可以找到答案。

從拼裝開始的工廠進(jìn)化

法國企業(yè)似乎難免給人留下奢侈和豪華的印象。然而這家工廠，最早還真是拼湊出來的家當(dāng)。2011年跟隨西部大開發(fā)而落地武漢的時(shí)候，一切從簡，生產(chǎn)線都是從外地搬遷過來的：微型斷路器來自天津，接觸器則來自上海。這些裝備拆卸后，搬運(yùn)過來重新組裝。

這里的工廠，似乎從來沒有把最先進(jìn)的機(jī)器當(dāng)成最重要的投資。

2012年施耐德電氣武漢工廠在臨時(shí)廠房開始量產(chǎn)，當(dāng)年產(chǎn)值就達(dá)到5個億，2013年底遷入新廠房，仍然保持連續(xù)幾年的雙位數(shù)增長，產(chǎn)能也一直在跳躍式的發(fā)展?？梢哉f，這個工廠激發(fā)了最昂貴“工具”的活力，那就是激活了人的思想。全員改善思想貫徹到人，利用好一切合手的工具，從精益，到自動化，到數(shù)字精益，再到綠色智能制造，在循序漸進(jìn)中，同樣的機(jī)器，可以撬動復(fù)雜的效率因果。

一門難啃的生產(chǎn)體系

通常，中國工廠最熟悉的質(zhì)量認(rèn)證體系主要有ISO14000和ISO9000等。但這種體系其實(shí)只是一個基本門檻，只要按流程走，就相對容易實(shí)現(xiàn)。而如果想要在行業(yè)內(nèi)勝出，僅靠這些ISO體系，是完全難以勝任的。

施耐德電氣有一套績效體系SPS，這可以說是企業(yè)為自己挖下一個坑。因?yàn)閾?jù)稱這是全球工廠最難通過的審核。這原本就是一套生產(chǎn)體系，類似豐田生產(chǎn)系統(tǒng)TPS。它由內(nèi)部專家團(tuán)隊(duì)結(jié)合外部經(jīng)驗(yàn)和多年實(shí)踐，提煉出來的一套工廠績效規(guī)范。

它內(nèi)部設(shè)立專門的審核委員會，進(jìn)行每年的體系升級和定期審核。達(dá)到了先進(jìn)水平的工廠，可以每3年進(jìn)行一次審核；而如果只達(dá)到入門級，則需要年年被審核。最高分為1200分，但目前全球最好的工廠也只是大約900分。這種將標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)體系，像英雄揭榜一樣明鏡高懸，為推動工廠全員參與改善，提升了暗自比拼的動力。武漢工廠在第一次審核就達(dá)到了697分，現(xiàn)在已經(jīng)超過800分，它就像一個身高指示器，標(biāo)定了持續(xù)增長的空間。

機(jī)器慢一下，等人跟上來

方圓之前，規(guī)矩先行。

在遷入更多生產(chǎn)線之后，這里的工廠并沒有立刻開始自動化設(shè)備的升級。而是大張旗鼓地導(dǎo)入了績效系統(tǒng)，讓每個人都能夠熟悉工業(yè)體系的含義。

只要有大的投入，機(jī)器效率可以呈現(xiàn)出指數(shù)級的提升；但人的認(rèn)識，則只能適應(yīng)線性地?cái)U(kuò)容。如果說自動化是對機(jī)器的效率提升，那么績效體系就是對人的思想改造。而思想的改造，則是一個緩慢的過程。這是一個機(jī)器等人的過程。如果不考慮其他因素，分期投資生產(chǎn)線的效率，其實(shí)比一次性投資要低。但采用分階段、循序漸進(jìn)的自動化和智能化，其實(shí)就是為了讓機(jī)器同步伴隨人的成長。

在武漢工廠，當(dāng)績效系統(tǒng)引入完畢之后，大規(guī)模的自動化改造才開始跟上。

用工具、設(shè)備來改造人，其實(shí)是很難搞定的。打卡，就是一種簡單粗暴飽受爭議的約束。而簡單粗暴的KPI，也會讓人產(chǎn)生應(yīng)對性和消極性的舉措。只有用工業(yè)思想改造，用管理工具協(xié)助，才能有效發(fā)揮員工效率。不是唯工具論，而是用系統(tǒng)論，來看待一個工廠、一臺機(jī)器、一個員工的最大產(chǎn)出，是一次系統(tǒng)工程科學(xué)的大會。

供應(yīng)鏈彈性，體現(xiàn)在三級物流

如果去觀察這個工廠的供應(yīng)鏈彈性，那需要從微觀尺度、看到大尺度，再到宏觀社會的三個尺度，就會發(fā)現(xiàn)內(nèi)部物流的及時(shí)性，外部物流的韌性，和全局物流的預(yù)判性。

內(nèi)部物流的及時(shí)性。供應(yīng)鏈彈性，在一個工廠內(nèi)部，可以在物料的及時(shí)性和生產(chǎn)線的柔性能力。這里的物流系統(tǒng)，分為三種。第一種是水蜘蛛模式，滿載而來空載而去。生產(chǎn)車間各工位觸發(fā)物料需求信息時(shí)，系統(tǒng)自動計(jì)算出最優(yōu)的取料順序，發(fā)送到水蜘蛛的PDA終端，并在最短的時(shí)間內(nèi)完成取料，送料到需求工位。第二種是AGV，滿載而來滿載而去。它通過磁條導(dǎo)航連接原物料倉庫、生產(chǎn)車間和成品倉庫，定時(shí)帶來物料，并帶走成品。第三種模式為智能AGV，靈活的物流精靈。它有自己獨(dú)立的物料供求管理系統(tǒng)，通過WIFI和地面二維碼矩陣來代替人力，完成半成品運(yùn)送、補(bǔ)貨管理等。而這背后，機(jī)器的互聯(lián)也是重要的支撐因素，600多臺工廠設(shè)備，全部進(jìn)行了連接。這使得物料的補(bǔ)充，可以根據(jù)整個生產(chǎn)線的機(jī)器效率而進(jìn)行的平衡計(jì)算。

在廠房的邊上，仍然保留著一個早期斷路器的舊生產(chǎn)線，這是根據(jù)法國的原有設(shè)計(jì)建造的。它采用了懸空導(dǎo)軌的物流輸送方式，思路別有新意。這個“老古董”的存在，意味深長地表明：工廠持續(xù)改善的邊界，是沒有的。它也指引著工廠精益系統(tǒng)的改善者，將眼光從地面物流，轉(zhuǎn)向高階懸空物流。那是一個更為高階的挑戰(zhàn)。

供應(yīng)鏈的外部韌性，同樣值得考量。經(jīng)過多年的發(fā)展，武漢工廠已實(shí)現(xiàn)了95%的原材料在中國采購。2020年疫情期間，從3月份開始啟動復(fù)工復(fù)產(chǎn)，用了3周時(shí)間就實(shí)現(xiàn)了從啟動到跑滿程的運(yùn)營，而經(jīng)過兩個月就達(dá)到滿產(chǎn)。供應(yīng)鏈保持了頑強(qiáng)的柔韌性，在極端條件下仍然保持張力。這種外部韌性，得益于日常良好的規(guī)劃。武漢工廠80家供應(yīng)商，其中有一半的采購金額在武漢周邊，很多只有30公里的采購半徑。一個工廠的智能制造的效率，其實(shí)有兩個天花板，一個在內(nèi)，一個在外。工廠的自動化水平很高，但如果上游的原料、零部件供應(yīng)跟不上，工廠再快沒有用；同樣，如果生產(chǎn)的大量成品，形成庫存積壓無法及時(shí)運(yùn)出去，也會造成巨大浪費(fèi)。良好的供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)，需要內(nèi)外兼顧。

只有這兩點(diǎn)，對于一個國際化公司，仍然是不夠的。供應(yīng)鏈的彈性，在全球化分布的體系中，會呈現(xiàn)出不可預(yù)測的風(fēng)險(xiǎn)。就像炸藥的引線和爆炸點(diǎn)，并不在于同一個地點(diǎn)，延遲會產(chǎn)生巨大的誤判。

武漢工廠這里有一個運(yùn)輸控制塔，與全球的物流體系保持緊密的關(guān)聯(lián)。它監(jiān)控多個指標(biāo)，對物流的流動性保持預(yù)警；與此同時(shí)，增加社會事件性的異常點(diǎn)的監(jiān)控，例如巴黎航空員工罷工，會對全球200個工廠，產(chǎn)生何種干擾。這是在中央控制塔要去解決的問題。

通過三級物流體系，讓車間各種來往的物料小車，連接到宏大的敘事畫卷中，構(gòu)建一個有彈性的供應(yīng)鏈體系。

工廠運(yùn)營，就是圍繞著人的系統(tǒng)

這個工廠的成長性，呈現(xiàn)年輪性的回歸。這個8年前落地的工廠，也有了一個不斷成長與發(fā)展的歷程，其精益生產(chǎn)的盤旋上升令人矚目。精益是一個工廠的立足之本，是驅(qū)動業(yè)務(wù)流程的基本邏輯。精益在自動化之前，而自動化之后，數(shù)字化精益再次登場。

這里并沒有傳統(tǒng)MES軟件，而是以精益數(shù)字化系統(tǒng)LDS的軟件形式出現(xiàn)。這里的MES系統(tǒng)跟精益直接結(jié)合在一起。這里主要由四個模塊組成，包括安燈、效率、自動排單、電子看板，其它輔導(dǎo)性內(nèi)容則包括電子作業(yè)指導(dǎo)書等。指導(dǎo)書以前是手冊，現(xiàn)在都是數(shù)字化內(nèi)容，操作員在操作的時(shí)候，通過平板電腦，成為擺手就來的工具。

電子績效模塊，可以對線下工人，進(jìn)行異常提醒，定制的手表可以直接接受安燈的信息。而通過機(jī)器顧問和自動化解決方案，員工可以隨時(shí)隨地通過手機(jī)了解到全廠200多臺設(shè)備的狀態(tài)；工藝人員能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測振動、噪音、溫度、主機(jī)電流，一旦出現(xiàn)異常，會立即響應(yīng)。

這里，并沒有令人意外的特殊模塊。如果說特色，加強(qiáng)現(xiàn)場的能動性，則隨時(shí)可見。大部分決策，都在現(xiàn)場邊上，“站著”把問題解決。

與一般工廠到信息中心“中央大腦”不同，這里更加強(qiáng)調(diào) “線邊小腦”。這里的生產(chǎn)線并不復(fù)雜，有的6-8個工序就完成一件產(chǎn)品。每一條生產(chǎn)線旁邊往往有兩個顯示屏，一個是生產(chǎn)執(zhí)行的數(shù)據(jù)，一個是機(jī)器異常的數(shù)據(jù)。這樣，每條生產(chǎn)線的能耗、良品率，和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，都是一目了然。這樣，讓身邊的人，簡單明了地完成判斷?，F(xiàn)場開會，就地決策，不需要報(bào)表。讓員工的注意力，更多圍繞在生產(chǎn)上。

那么員工如何跟企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)溝通？這里設(shè)置了一個五步循環(huán)信息流，使得一線工人的問題，直達(dá)總經(jīng)理。這便是即時(shí)管理體系SIM（Short Interval Management），可以認(rèn)為是“趁熱打鐵管理法”。殘余問題參與下一個循環(huán)。它由一系列會議組成，形成了從下到上反映問題、從上到下承諾和支持并解決問題的流程。

作為SPS績效管理的一部分，它跟生產(chǎn)管理系統(tǒng)TPS的最大差異，就是為了跟人溝通。從SIM1-SIM3都是車間級的問題，每天解決每天改善；而所有未解決的問題，不會超過五天，就會流轉(zhuǎn)到SIM5最高管理層。而SIM3作為一個前后連通的環(huán)節(jié)，起到把管理者“拉到現(xiàn)場看問題”的作用。

圖1  SIM5管理

（Source：施耐德電氣內(nèi)部資料）

圍繞人的活力而建設(shè)工廠系統(tǒng)的思路，大大推動了工廠現(xiàn)場創(chuàng)新。比如小開關(guān)產(chǎn)品的測試線，就經(jīng)歷了這樣一個三級跳的過程。最初都是從法國直接進(jìn)口的。后來從法國購買圖紙，團(tuán)隊(duì)與本地集成商一起進(jìn)行設(shè)備制造。幾年實(shí)戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)可以自己設(shè)計(jì)自動生產(chǎn)線。而到了2010年，新產(chǎn)品全球同步上市，全球生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)也要標(biāo)準(zhǔn)化。中國團(tuán)隊(duì)決定對冷卻生產(chǎn)線的工站進(jìn)行改造。法國原始設(shè)計(jì)是龍門式，產(chǎn)品被提升到空中，在設(shè)備頂端的傳送帶上進(jìn)行冷卻，然后落回來進(jìn)行檢測。這種設(shè)計(jì)是典型的三高：費(fèi)用高、停機(jī)率高、維護(hù)頻率高。而中國工業(yè)化團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了一款游輪式冷卻線，費(fèi)用降低58%，停機(jī)率和維護(hù)頻率接近0。法國團(tuán)隊(duì)看到后，也采納了這個設(shè)計(jì)。在中國工廠的現(xiàn)場火花，所激發(fā)的中國制造能力，完成了反向輸出。

制造現(xiàn)場創(chuàng)造的價(jià)值不容忽視。索尼當(dāng)年制造晶體管收音機(jī)的時(shí)候，生產(chǎn)率非常不穩(wěn)定，良品率只有5%。工程師反復(fù)調(diào)整工藝，也不得其法。最后還是一位女工憑借天分和恒心，仔細(xì)檢查了所有的工序，才找出產(chǎn)品缺陷的原因：銻元素惡化了成品率。后來改換成磷之后，索尼的晶體管收音機(jī)大獲成功。車間現(xiàn)場，總是充滿了意外的蓬勃活力。

成熟只是下一個開始的跳板。當(dāng)施耐德電氣于2012年在武漢建廠之后，初期設(shè)備調(diào)試，要靠東部成熟工廠的支持。但隨著團(tuán)隊(duì)的不斷成長，武漢工廠也開始挑戰(zhàn)那些已經(jīng)成熟的生產(chǎn)線，最后生產(chǎn)線的速率再次提升達(dá)到15%。中國的工廠眾多，如果能夠著眼于就地改善，也會是一塊等待開發(fā)的沃土。

漏不掉的新人培養(yǎng)

同樣重要的問題是，如何快速讓新人快速上手。這里根據(jù)培訓(xùn)難度，將崗位設(shè)立為ABCD四檔，人員逐步升級。培訓(xùn)一般最短1周，最長1個月。工廠有專門的培訓(xùn)中心，而且培訓(xùn)技能站就設(shè)立在現(xiàn)場流水線之中。每一種展示的器具，都貼上了功能標(biāo)簽，例如腳踏板的高度設(shè)計(jì)上，會貼一張“人機(jī)工程讓人更放松”標(biāo)簽。幾十種技能的培訓(xùn)道具，其功能對新人可以說一目了然。

圖2  新人培訓(xùn)技能站

這種快速培訓(xùn)，在疫情期間發(fā)揮了巨大作用。由于許多員工無法回廠，隨著復(fù)工復(fù)產(chǎn)進(jìn)程的加快和訂單需求的增多，當(dāng)時(shí)1個月需要招工300人。如果沒有合理的培訓(xùn)管理，新人其實(shí)就是一種搗亂。成熟的人員培訓(xùn)機(jī)制，才會使得工廠人員在突然受到?jīng)_擊的時(shí)候，可以做到慌而不亂。

就像是有旅客喜歡精美的美食而追隨新加坡航空一樣，許多來這里參觀的人員，會喜歡上這里的培訓(xùn)課程。

走向綠色智能制造

從發(fā)展歷程看，武漢工廠2014年實(shí)現(xiàn)精益提升SPS（Schneider Performance System），2015年上馬自動化，2016年落實(shí)精益數(shù)字化系統(tǒng)LDS，2017年開始與全球工廠同步部署施耐德電氣的智能制造EcoStruxure系統(tǒng)。

從績效系統(tǒng)、精益思想出發(fā)，到自動化，到數(shù)字精益，歷經(jīng)三年。直到第四年，網(wǎng)絡(luò)化與智能化升級，才開始推行。這是一個反復(fù)夯實(shí)地基的過程。

最難的不是機(jī)器的效率，而是工業(yè)文化的滲透與落地。2017年這里進(jìn)行數(shù)字化智能化改造的時(shí)候，一開始工廠也不知道如何落實(shí)。而公司領(lǐng)導(dǎo)則反復(fù)開會，到處都是關(guān)于智能制造的宣傳品、紀(jì)錄片。自上向下，層層滲透。有了思想的意識，在工廠不能停工的情況下，工廠數(shù)字化升級采用了“數(shù)字化引領(lǐng)的能效與自動化雙驅(qū)動”的一體兩翼策略。通過分析全廠瓶頸，數(shù)字系統(tǒng)打全面戰(zhàn)役，自動化系統(tǒng)打局部戰(zhàn)役，能耗管理則采用最小顆粒度方式，逐層級、逐產(chǎn)線進(jìn)行滲透智能化的改造。

從武漢工廠的生產(chǎn)線數(shù)字化改造看，數(shù)字化的滲透比較細(xì)。上通工廠級，下通設(shè)備級和產(chǎn)品級，包括生產(chǎn)設(shè)備的互聯(lián)互通、車間無紙化、工廠網(wǎng)絡(luò)升級、數(shù)字化精益系統(tǒng)LDS的應(yīng)用、廠務(wù)設(shè)備智能化、機(jī)器顧問系統(tǒng)、能源精細(xì)顆粒度管控等。

能源轉(zhuǎn)型和制造升級，是中國面臨的一個雙轉(zhuǎn)型。一個工廠的能源管理，一類就是工廠的大型能耗設(shè)備，一類是廠房工程里面的廠房、樓宇等輔助設(shè)施。能源與自動化的融合，成為一個連體系統(tǒng)，會產(chǎn)生更大的價(jià)值。這里屋頂光伏可提供15%-20%的電能，而且完全接入企業(yè)能源監(jiān)控系統(tǒng)，而第三方提供方的暖通、水和壓縮空氣，也都支持系統(tǒng)的通信協(xié)議，全部都接入到一套系統(tǒng)中。而為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，這個工廠一共安裝了五百多塊電表，用于監(jiān)控設(shè)備和生產(chǎn)線能耗，同時(shí)提供電力顧問專家系統(tǒng)，解決能耗的日常處理。這些精細(xì)顆粒度的能耗計(jì)量和監(jiān)控手段，使得這里的能源消耗只占整體產(chǎn)值的3.9%。

而走向智能制造的工具，同樣是無處不在。雖然工廠生產(chǎn)的零部件種類并不多，但生產(chǎn)過程中至少需要3000種備件。有些備件，緊急情況下就采用3D打印直接制造。這種方式已經(jīng)解決了5%的備件替代。

人機(jī)協(xié)同的機(jī)器人，形成了移走式的工作站，可以快速編程，實(shí)現(xiàn)插拔式工位，有效地解決生產(chǎn)線瓶頸問題。而人機(jī)增強(qiáng)型操作助手AOA，作為一塊平板電腦，既可以讀取諸如運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)等數(shù)據(jù)，調(diào)用一臺設(shè)備的數(shù)字孿生，也可以調(diào)用圖紙包括Video。更重要的是，它可以看成是一個增強(qiáng)型的上位機(jī)SCADA，除了監(jiān)控之外，還兼具了作業(yè)助手的功能。

在這里，似乎到處可以看到智能制造的影子；但又并非濃墨重彩。它們看上去并不是主角，而人，才是C位之焦點(diǎn)。

小結(jié)：循序漸進(jìn)推綠色智能制造

在工廠轉(zhuǎn)一圈出來，幾點(diǎn)印象深刻：

第一條是工序可以逐步自動化，不求一步到位。也不必一次性投資過大。要尋找合理的成本估算點(diǎn)。

第二條：永不停歇的優(yōu)化：先精益，后自動化，然后數(shù)字化精益；交織進(jìn)行。人、機(jī)、料、法、環(huán)、測，相互交織，同進(jìn)同上，螺旋上升。持續(xù)進(jìn)行改善，永遠(yuǎn)不會駐足。顯然，持續(xù)優(yōu)化需要一個拉長的時(shí)間軸。從這個意義來看，單純?yōu)橐粋€工廠做數(shù)字化和智能化的評測，幾乎毫無意義。必須立足于優(yōu)化目標(biāo)和投入決心，評測才是有價(jià)值的，因?yàn)樗仨毩⒖讨赶蛞粋€優(yōu)化的行動。

第三是能源管理的顆?；?xì)化。只有能測量，才能做管理。能效管理，最能體現(xiàn)這一點(diǎn)。一是讓能耗可視化，就能起到很好的警醒作用；而進(jìn)一步，則把能源碎片化和顆粒化，例如電表開關(guān)一體化，局部分布式計(jì)量，從而進(jìn)行計(jì)量化。

第四是柔性工位，而不是柔性產(chǎn)線。尋找影響產(chǎn)能的瓶頸工位。采用插拔式工位，可以串聯(lián)式的局部放大產(chǎn)能，從而使得全部生產(chǎn)線保持高效節(jié)拍。這可以通過增加移動機(jī)器人、移動工位等方式來實(shí)現(xiàn)。

最后一點(diǎn)，也是最重要的一點(diǎn)：設(shè)立宏大目標(biāo)，然后上下同心。武漢工廠每年設(shè)定復(fù)合增長的目標(biāo)。在能源節(jié)省方面，施耐德電氣全球是3.3%的平均值；而武漢工廠能達(dá)到10%的優(yōu)化。但即使如此，這里仍然每年要做到12%的直接工時(shí)節(jié)約，實(shí)現(xiàn)15%的質(zhì)量提升，以及單位產(chǎn)值能耗降低10%。廠長每天都在想如何將這些指標(biāo)分解及實(shí)現(xiàn)。有了這種商業(yè)向上的宏大目標(biāo)，才能激發(fā)從工位、到車間、到供應(yīng)鏈的全員響應(yīng)。通過清晰可見的文化影響和KPI分解，落實(shí)到一線員工，從而形成全民合力。

不起眼的小產(chǎn)品，照樣創(chuàng)造利潤，綠色智能制造如虎添翼。這背后，是一套工廠現(xiàn)場的深度挖潛，以及對供應(yīng)鏈的管控。這正是平淡制造的大學(xué)問。