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關鍵詞:裝配式建筑;BIM;可視化
前言
在建筑工程中,其核心管理技術就是BIM技術,該技術的主要作用就是避免在三維空間中出現階段性的信息缺失,其中BIM技術的優勢主要體現在對建筑設計過程各個專業之間的協調以及對建筑工程的數據管理。BIM將建筑物所有的數據都進行統一管理并提供分析軟件的接口,實現數據導入以及建模計算,分析該建筑的整體或是構件的情況。
一、BIM與標準化設計
1.標準化BIM構件庫的建立
裝配式建筑的典型特征是標準化的預制構件或部品在工廠生產,然后運輸到施工現場裝配、組裝成整體。裝配式建筑設計要適應其特點,在傳統的設計方法中是通過預制構件加工圖來表達預制構件的設計,其平立剖面圖紙還是傳統的二維表達形式。在裝配式建筑BIM應用中,應模擬工廠加工的方式,以“預制構件模型”的方式來進行系統集成和表達,這就需要建立裝配式建筑的BIM構件庫。通過裝配式建筑BIM構件庫的建立,可以不斷增加BIM虛擬構件的數量、種類和規格,逐步構建標準化預制構件庫。
2.可視化設計
與傳統建筑方式采用BIM類似,裝配式建筑的BIM應用有利于通過可視化的設計實現人機友好協同和更為精細化的設計。
3.BIM構件拆分及優化設計
在裝配式建筑中要做好預制構件的“拆分設計”,俗稱“構件拆分”。傳統方式下大多是在施工圖完成以后,再由構件廠進行“構件拆分”。實際上,正確的做法是在前期策劃階段就專業介入,確定好裝配式建筑的技術路線和產業化目標,在方案設計階段根據既定目標依據構件拆分原則進行方案創作,這樣才能避免方案性的不合理導致后期技術經濟性的不合理,避免由于前后脫節造成的設計失誤。BIM信息化有助于建立上述工作機制,單個外墻構件的幾何屬性經過可視化分析,可以對預制外墻板的類型數量進行優化,減少預制構件的類型和數量。
4.BIM協同設計
BIM模型以三維信息模型作為集成平臺,在技術層面上適合各專業的協同工作,各專業可以基于同一模型進行工作。BIM模型還包含了建筑的材料信息、工藝設備信息、成本信息等,這些信息可以用來進行數據分析,從而使各專業的協同達到更高層次。
二、BIM與工廠化生產
1.構件加工圖設計
通過BIM模型對建筑構件的信息化表達,構件加工圖在BIM模型上直接完成和生成,不僅能清楚地傳達傳統圖紙的二維關系,而且對于復雜的空間剖面關系也可以清楚表達,同時還能夠將離散的二維圖紙信息集中到一個模型當中,這樣的模型能夠更加緊密地實現與預制工廠的協同和對接。
2.構件生產指導
BIM建模是對建筑的真實反映,在生產加工過程中,BIM信息化技術可以直觀地表達出配筋的空間關系和各種參數情況,能自動生成構件下料單、派工單、模具規格參數等生產表單,并且能通過可視化的直觀表達幫助工人更好地理解設計意圖,可以形成BIM生產模擬動畫、流程圖、說明圖等輔助培訓的材料,有助于提高工人生產的準確性和質量效率。
3.通過CAM實現預制構件的數字化制造
借助工廠化、機械化的生產方式,采用集中、大型的生產設備,只需要將BIM信息數據輸入設備,就可以實現機械的自動化生產,這種數字化建造的方式可以大大提高工作效率和生產質量。
三、BIM與裝配化施工
1.施工現場組織及工序模擬
將施工進度計劃寫入BIM信息模型,將空間信息與時間信息整合在一個可視的4D模型中,就可以直觀、精確地反映整個建筑的施工過程。提前預知本項目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡,總體計劃、場地布置是否合理,工序是否正確,并可以進行及時優化。
2.施工安裝培訓
通過虛擬建造,安裝和施工管理人員可以非常清晰地獲知裝配式建筑的組裝構成,避免二維圖紙造成的理解偏差,保證項目的如期進行。
3.施工模擬碰撞檢測
通過碰撞檢測分析,可以對傳統二維模式下不易察覺的“錯漏碰缺”進行收集更正。如預制構件內部各組成部分的碰撞檢測,地暖管與電器管線潛在的交錯碰撞問題。
4.復雜節點的施工模擬
通過施工模擬對復雜部位和關鍵施工節點進行提前預演,增加工人對施工環境和施工措施的熟悉度,提高施工效率。
四、BIM與一體化裝修
1.裝修部品產品庫的建設
土建裝修一體化作為工業化的生產方式可以促進全過程的生產效率提高,將裝修階段的標準化設計集成到方案設計階段可以有效地對生產資源進行合理配置。
2.可視化設計
通過可視化的便利進行室內渲染,可以保證室內的空間品質,幫助設計師進行精細化和優化設計。整體衛浴等統一部品的BIM設計、模擬安裝,可以實現設計優化、成本統計、安裝指導。
3.信息化集成
產業鏈中各家具生產廠商的商品信息都集成到BIM模型中,為內裝部品的算量統計提供數據支持。對裝修需要定制的部品和家具,可以在方案階段就與生產廠家對接,實現家具的工廠批量化生產,同時預留好土建接口,按照模塊化集成的原則確保其模數協調、機電支撐系統協調及整體協調。
五、BIM與信息化管理
1.經濟算量分析
經濟算量的主要原則是做到“準量、估算”,按照工業化建筑的組成及計價原則分為預制構件部分和現澆構件部分。結合工業化住宅的特點自主開發了裝配式設計插件,通過該插件可以將預制構件與現澆構件進行分類統計。通過分類統計可以快速地對設計方案進行工程量分析,從而進行方案比選,再由確定的工程量結合地區的定額計算出本項目的工程量清單,實現在方案策劃階段對成本的初步控制。
2.RFID等實現裝配式建筑質量管理可追溯
實現在同一BIM模型上的建筑信息集成,BIM服務貫穿整個工程全生命周期過程。一方面,可以實現住宅產業信息化;另一方面,可以將生產、施工及運維階段的實際需求及技術整合到設計階段,在虛擬環境中預演現實,真正實現BIM信息化應用的信息集成優勢。通過在預制構件中預埋芯片等數字化標簽,在生產、運輸、施工、管理的各個重要環節記錄相應的質量管理信息,可以實現建筑質量的責任歸屬,從而提高建筑質量。
3.利用BIM云平臺實現適時、全球化、數字化的管理
BIM信息化技術與云技術相結合,可以有效地將信息在云端進行無縫傳遞,打通各部門之間的橫向聯系,通過借助移動設備設置客戶端,可以實時查看項目所需要的信息,真正實現項目合作的可移動辦公,提高項目的完成精度。
結語
綜上可知,裝配式建筑設計如何在行業BIM信息化的背景下,融入信息化大潮,發揮自身研發、設計和集成的優勢,實現產業鏈拓展和過程階段延伸,必將成為建筑產業化新時代的創新趨勢。圍繞這一創新趨勢,設計行業將大有可為。
參考文獻
SGM項目成功的一雙翅膀
汽車行業的IT系統具有復雜度高的特點。汽車是個“大部件”,不僅本身所包括的各種部件、種類繁多,而且還要滿足客戶很多個性化的要求。從訂單到生產計劃、物料計劃到銷售、運輸、售后維修、備件、服務等等,流程長而復雜,對供應商、制造商、經銷商等的供應鏈協同有很高的要求。汽車通常是大批量生產,零部件多(通常有幾萬個零件),涵蓋面廣。
SGM屬于國內最早進行信息化建設的企業,一直走在國內制造企業信息化的前端。目前該公司的IT應用水平屬于國內最先進、最全面的汽車制造企業之一,其所涉及的IT應用種類繁多、數據量龐大、接口十分復雜。因此,對接口進行集中管理,將業務流程各環節產生的數據在系統中高效整合并充分利用,對SGM來說十分重要。隨著全球汽車市場和國內汽車行業競爭的加劇,SGM在其國內的三大基地、六家工廠全面實施了SAP IS-Auto信息化項目。該復雜項目所依托的行業最佳實踐和基于本地需求做的客戶化開發,成為項目最終獲得成功的重要保障。
一方面,來自惠普和SAP的汽車行業最佳實踐經驗、模型和方法為SGM項目的成功奠定了堅實的基礎。
SAP作為全球ERP系統等大型企業應用系統的知名廠商,對不同行業的信息化需求具有豐富的經驗,其總結汽車行業信息化最佳實踐的SAP IS-Auto解決方案,對于汽車行業建立資源整合、信息共享、靈活與業務同步的IT系統,具有極大的參考價值。項目實施完成后,作為汽車行業最佳實踐模型,SAP IS-Auto系統成為了上海通用汽車IT系統的神經中樞,覆蓋了從接定單到給最終用戶交車的整個流程,并且與經銷商管理系統、供應鏈管理系統、工廠底層管理系統等緊密連接,構成支撐精益管理系統的IT平臺。整個平臺通過EAI架構集成,各個功能區域信息同步,資源共享,使整個精益管理系統都體現為信息流,大大提高了市場快速應變能力。
與此同時,作為汽車制造行業信息化建設的積極推動者,惠普在汽車制造業擁有一批專家顧問團隊,既熟悉汽車行業,又熟悉SAP相關解決方案,既具有國際化視野又擅長本地化,對汽車制造業高產量、高復雜度和多工廠生產的環境,以及SAP最新的解決方案具有豐富的知識和深刻的理解。惠普能結合在中國進行業務流程重組、項目管理和系統實施的經驗,提供一整套適合中國汽車制造企業的信息化系統實施方法論。惠普具備的這些汽車行業最佳實踐經驗和方法,對于SGM項目的成功也發揮了重要的作用。
另一方面,包括惠普在內的項目實施團隊基于SGM的業務狀況和需求特點,進行的大量本地化和客戶化開發,是SGM項目成功的另一個重要支柱。
SGM信息化基礎程度高,業務對IT系統依賴性強,而且封閉的老系統和新系統不兼容,數據遷移量非常龐大,這些特點都為項目實施帶來了客戶化開發需求。在項目實施過程中, 惠普根植于上海通用汽車業務環境的土壤,在深刻理解上海通用汽車業務環境和業務模式的基礎上,通過一系列客戶化開發工作,從系統層面上完整地實現了公司價值鏈上采購、物流、制造、營銷、財務等業務流程的優化整合,并為公司價值鏈上下游業務的協同奠定了一個可持續發展的基石。
為確保項目的本地化成功,惠普攜手合作伙伴進行了千余項客戶化開發,提供了包括:SAP IS-Auto解決方案的本地化(年度模型每年更新、每日EWO變更);最終結點設計(依據PVI和實際分配時間修正結點、支持多生產線及工廠);IS-Auto項目與生產制造系統的接口(訂單、訂單狀態跟蹤及重新排序);“凍結與滑動”例外物料處理;對銷售、生產、財務、物料之間的無縫集成;協助處理大量的自動化流程、建立公司內部生產和銷售的溝通渠道;提供公司內部生產和銷售的物料協調;SAP系統升級、遷移和集成;動力總成生產集成;服務設備集成;工程集成;制造集成;采購集成;車間控制集成;經銷商管理集成;直接和間接的全球資源整合;SAP復雜項目管理等各類解決方案,確保了項目的順利實施。
客戶化開發實證:生產計劃按特定要求分配
在采訪中,惠普的項目顧問陳巍麟向我們介紹了這樣一個例子。SGM在上海有金橋南廠和金橋北廠兩個廠,因為南北兩個工廠都是在同一個區域中,所以需要按照計劃,按照不同的要求,分配到不同的工廠去。比如說,別克君威這種車SGM的南廠和北廠都可以造,但是白色的車很可能只能在北廠做,紅色的車只能在南廠做。再比如有時候南北廠之間共同生產一種車子,完全根據他的產量和銷量來進行生產計劃調配。這種隨機性比較高的需求對項目團隊提出了很大的挑戰。計劃分配如果做得不好,直接會影響到后面的生產、采購和銷售。
而這種現象和需求,項目團隊中的德國、新加坡等方面的專家,以前從來沒有碰到類似的需求,也沒有標準的解決方案。陳巍麟介紹了他們的解決方案,“我們和德國專家一起討論了一個多星期,最終提出了可行的方案。我們設計了一個用戶界面,讓客戶把他自己的需求和條件,輸到我們的系統中,通過我們的特定的程序把他的計劃自動分配。也就是說需要客戶把他所需要的條件列出來,因為項目總是有一些可羅列的項目,當他們列出來以后,我們會給他一個方案。后來我們把這個方案和客戶溝通,他們看了以后也覺得非常滿意,最終這個方案我們也可以在將來作為一種模板實施到其他的項目中去”。
因為SAP是商業套件,總結了很多先進的理念,但是面對像SGM這樣很優秀的企業來說,套件提供了很多柔性化的方面和強大的開發支持,可以根據客戶需求,做很多相應的開發,以達到客戶的目標。項目資深顧問謝宇霆補充說:“客戶的需求都是千奇百怪的,可能今天有這樣的條件,明天有那樣的條件。因此,通過采用合理的客戶化方案,我們可以去做一些增強或者是轉化。比如說WINDOWS有98,還有XP,在這里可能只能用XP不能用98,這時候我們就需要做一些增強性的東西,把這些98的東西升級到XP一個層面上來。”
客戶化開發實證:確保SGM精益化生產
為了體現SGM一直追求的精益化生產的思想,惠普的項目團隊也做了大量的客戶化開發工作。據項目資深顧問卜利民介紹,通過APO、IS-Auto系統和系統增強開發,可以支持供應商在不同時間、小批量送貨,這樣可使庫存大大降低甚至達到零庫存,并使整個系統呈現一種高度自動化的狀態。
“通過客戶化開發,我們讓SAP和DMS之間進行結合,實現信息共享。”卜利民說,“對于SGM生產的每一輛車,SAP都進行詳細的信息記錄,SAP上有了一個信息,DMS就會知道這個信息,可以讓經銷商看到現在他下訂單的車在什么車間,是什么狀態,也可以看到預期的下線日期,這樣經銷商的感覺就非常好,也十分有利于提高客戶滿意度。”
本次峰會以“工業互聯、融合共贏”為主題,邀請了800位來自政府、企業、高校、科研院所、社會團體的工業互聯網領軍人物,聚焦工業互聯網發展趨勢、政策導向、產業動態、技術演進、實踐創新等核心話題進行探討和交流,全面解讀工業互聯網發展理念。會上了工業互聯網產業研究成果,全方位展示了工業互聯網發展成效。
峰會設最佳實踐及高端對話環節,邀請國內外工業互聯網領軍企業分享了工業互聯網最佳實踐,來自美國、德國、日本的專家分享了各自的觀點。
中國工業與互聯網的結合走到了哪里
近年來,中國在消費互聯網領域的表現一直不錯,衣食住行等許多細分市場都在走向成熟,在現代產業的發展中占據著不可或缺的地位。
不過與此同時,互聯網與整個社會的結合也正在逐步從觸達個體向產業深處滲透,走向下一個里程碑式的時代。
《互聯網發展趨勢報告(2017年)》顯示,互聯網的發展正在從消費領域持續向生產領域拓展,在以互聯網為代表的信息技術驅動下,全球生產力正在經歷又一次質的飛躍。
在全球都在為產業互聯網時代的到來而翹首期盼的時候,作為產業金字塔半個塔底的工業制造,或將成為各個國家首先展開角逐,并且與國力競爭關聯度最高的領域。
無論是德國的“工業4.0”、美國的“工業互聯網”,抑或是中國的“中國制造2025”,其實都是分別從不同的國情角度,探視著傳統工業企業迎接互聯網改造的進程。
也正因為如此,在工業互聯網(Industrial Internet of Things,IIoT)這艘巨輪即將啟動航程的今天,探討中國工業與互聯網的結合究竟走到了哪一步,目前面臨的阻力及未來發展的方向,可以說極為必要。
智能制造將打通
物理和數字世界的邊界
“十三五”規劃綱要提出,深入實施“中國制造2025”,以提高制造業創新能力和基礎能力為重點,以推進信息技術與制造技術深度融合為主線,培育制造業競爭新優勢。
國家規劃明確地將信息技術與制造技術放在了一起,而工業2.0的關鍵詞是標準化、自動化,工業3.0的關鍵詞是信息化。
這也就是說,當下中國的工業產業尚處在需要完善、夯實的3.0階段,與德國提出的工業4.0――智能化相比尚有一段距離。如果說最領先的德國企業離工業4.0尚有最后1公里的路程,那對于大多數的中國工業企業來說,或許還有一段長路需要跋涉。
未來的智能制造,必須建立在全面信息化的基礎之上,在產業各個環節擁抱互聯網,打通物理世界和數字世界的邊界。
換言之,賦予制造業所有物理環節一個非常精準的動態數字化模型,基于數字化模型把所有的ICT新技術、互聯網新技術、新的模式創新都應用起來并反作用于制造業,如此才能深度改變制造業。
這樣的演進步驟看起來更像是將工業設備、生產環節作為一個個的節點,逐步以數字形式匯聚成根狀的信息網絡,進而導入有效的管理模型,開枝散葉成智能化改造后的創新功能與應用。
古人云“春江水暖鴨先知”,最先敲開機會大門、嗅到未來商機的,常常不是政策的主導者,而是產業中的實踐者。在全球制造業的這場升級之戰中,亦不外如是。
德國西門子推出了自己的Mindsphere平臺,美國GE推出了Predix平臺,這些大型工業公司將自己搭建的工業物聯網平臺開放,并幫助更多的制造企業提升智能制造水平。而三一集團作為代表中國工業實力的行業領先者,早在2008年就在工業物聯網領域開始探索實踐,并由此積累了豐富的經驗。
而今,三一集團已經能夠做到“平均5分鐘下線一臺挖掘機”。從大型工程機械的角度來講,三一的這一成績即使是與德國人的工業4.0標桿相比,也可以說是毫不遜色。
工業互聯網平臺COSMO
正式
在本次峰會上,由代表中國制造的海爾自主研發、自主創新的首個中國版工業互聯網平臺COSMO正式并對外提供社會化服務,為企業提供全價值鏈價值交互解決方案,構建起社群經濟下的誠信工業新生態,賦能中國制造業智能制造轉型升級。
工業互聯網已成為當前全球部署焦點,各國先后針對智能制造和工業互聯網形成國家戰略。
雖然中國也提出了“中國制造2025”,但是中國的制造企業發展水平參差不齊,智能化和自動化的程度不同,中國制造尋求發展的關鍵路徑是要搶先一步,構建起可以跨產業,在生態層面上相互聯接和協同的平臺。
COSMO平臺作為中國首個自主研發的工業互聯網平臺,有別于美國由信息化帶動工業化、德國的由工業化帶動信息化平臺,也不是簡單的機器換人,而是在互聯工廠模式的核心基礎上,形成了一個以用戶為中心的誠信工業新生態。
具體來說,通過將互聯工廠模式產品化、社會化,COSMO平臺將互聯工廠生態系統中交互、定制、研發、采購、制造、物流、服務7個全流程節點,輸出為7個可以社會化復制的系統應用,形成包括協同創新、眾創眾包、柔性制造、供應鏈協同、設備遠程診斷維護、物流服務資源的分布式調度等全流程的應用解決方案,幫助企業實現全流程的業務模式革新,精準抓取用戶需求,精準生產,實現高精度、高效率的大規模定制升級轉型。
除了海爾的互聯工廠解決方案,目前COSMO平臺還將聚合企業需求和廣大第三方開發者、解決方案商,未砘菇有更多行業先進模式、工程技術形成可復制的軟件化應用。
此外,COSMO平臺上除了提供海爾互聯工廠的解決方案外,還能快速聚合全球一流資源構建知識智慧服務、共享集約服務、大數據服務等領域的產品,為企業轉型提供全流程閉環服務。
與此同時,COSMO平臺還實現了企業、資源、創客之間的互聯互通,每一個需求都可以通過平臺來快速配置資源,實現產消合一。目前這個平臺上已經聚集了海量資源和用戶,支持平臺良性循環。
舉例來說,在創新設計層面,平臺已整合眾多全球設計類的資源,并為近百家其他公司提供了創新設計服務,每月產生創新設計方案500多個,實現了從創意交互、到協同設計、到虛擬設計驗證、到產品持續迭代等全流程的服務。
在智能生產IM模塊層面,可以實現用戶訂單實時直達全流程節點,由計劃驅動變成用戶驅動生產,變領導經營員工為用戶驅動員工自經營,大大提高了工廠的柔性、響應速度、質量水平。
目前,COSMO平臺實踐已初現成效,按照平臺的運作已經構建沈陽冰箱、鄭州空調、佛山滾筒、膠州空調、青島熱水器、FPA電機、青島模具和中央空調八個互聯工廠。同時,海爾通過COSMO平臺已服務數十家社會企業,致力于打造“誠信生態、共享平臺”的共創共贏生態系統。
關鍵詞:企業;信息化管理;人才;培養;方法
Abstract: "two change fusion" to the enterprise information talent cultivation put forward new task. Informatization construction requires a wide range of talents. This article in view of the current enterprise information management talents, analyzes the problems of the main reasons and puts forward the training plan and implementation method.
Keywords: enterprise; Information management; Talents, Training; methods
中圖分類號:C931.6文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
推進企業信息化,以信息化帶動現代化,以“兩化融合”實現生產力的跨越式發展,是我國實現現代化企業建設的必然性戰略選擇。實施“兩化融合”的根本是企業信息化管理人才的培養與作用發揮,因此,我們務必要注重培養模式的研究與實踐,以扎實推進企業可持續發展。
一、目前企業信息化人才培養現狀
企業管理信息化建設是一個復雜的系統工程,企業管理信息人才不僅要掌握系統思想,了解業務流程,而且更需要具備信息系統分析與設計、實施與評價以及信息資源管理、項目管理等方面的知識和能力。但是,我國企業管理信息化人才培養無法滿足信息化建設的迅速發展的需要,與發達國家信息化人才培養模式相比還相對落后。
1.人才培養目標缺乏針對性,培養的人才結構不合理。我國企業管理信息化人才培養模式仍然存在著重學術而輕應用現象,高級和頂級管理信息化人才嚴重缺乏,不能滿足知識經濟和學習型社會對人才的需求。信息社會對人才需求不僅是單一的學術型人才,而是需要大量的應用型、復合型和創新型人才。
2.人才培養體系不完整,培訓機構重表面,輕本質;重近況,輕發展。雖然我國各級政府十分重視信息化人才的培養,投入了大量人力物力,在實用型人才培養上取得了顯著的成績,但是高校信息技術、信息素質的培養側重于理論,軟件公司與應用企業對信息技術、信息系統的培養側重于操作。
3.人才培養質量低,適應“兩化融合”的人才少。目前,大專院校在信息化人才培養上還存在著學生信息化知識綜合與學科交叉融合能力差、研發能力不足、創新創業能力低、培養方案相對落后、培養過程及途徑與實踐脫節、教學內容和方式手段與中小企業信息化人才需求不相適應等諸多問題。
二、基于“兩化融合”的信息化人才培養模式
“兩化融合”是時展的必然,是國家經濟建設的戰略決策。
1.培養方案構思。基于“兩化融合”下企業管理信息化人才培養模式方案的構建是以一個中心、兩個抓手、三足鼎立、四個層次和五個能力的多視角立體形的“鼎”型人才培養模式。以工業化和信息化為兩個抓手,以經濟學、管理學和計算機科學為三個立足點,以應用操作型初級人才、信息系統研發型中級人才、信息化創業型高級和理論與方法創新開拓型頂級人才為培養人才的四個層次,打造學生的信息處理能力、信息系統研發能力、在兩化融合中發現問題能力、國際溝通與交流語言能力和面向現代社會變化解決問題的能力,提高學生的信息意識,加強學生的信息修養和素質。
2.企業管理信息化人才培養實訓體系。校企合作聯合把“軟件工廠”搬進校園,培養“管理軟件開發工程師”、“咨詢顧問”、“實施顧問”等多種復合型高級人才。通過實驗、實訓、實習平臺建設不僅可以全面認知企業經營管理模式,培養企業信息化軟件開發與信息管理的實際業務處理能力,而且可以積累分析問題、解決問題的經驗,提升學生就業的綜合競爭力。
3.企業管理信息化人才培養知識體系。“兩化融合”以裝備制造企業信息化為典范,實現生產過程裝備和生產產品全生命周期過程管理集中優化控制。因此,在“兩化融合”下的企業信息化人才是分層次多學科組合的一個團隊,在推進方案實施過程中,以信息管理與信息系統專業為核心,兼顧經濟管理類專業為輔助應用,開展企業信息人才培養。
4.企業管理信息化人才培養方式。以供應鏈管理的思想指導人才培養方案的執行。把高校的教育方式、方法、內容和手段的研究向前延伸到高中階段信息技術課程,調整計算機基礎課程的教學內容,適時地增加信息化基礎知識;向后延伸到社會對本專業的人才需求,以校辦“軟件工廠”為基礎,構建企業信息化建設模擬仿真實驗。以企業認知、管理信息化實訓和軟件開發實訓為主線,引導、輔導和促使學生向企業管理信息化創新創業型發展。
三、“鼎”型人才培養方案的實施
“鼎”型人才培養模式是以“兩化融合”為前提、企業管理信息化建設需求為導向,以知識學習和能力培養為重點,系統地整合教育資源和教學改革實踐成果,由點、線、面形成多維度立體型全方位推進,不斷打造企業管理信息化創新創業型人才培養新模式。
1.企業認知培養。企業認知可以通過“企業組織沙盤、企業經營沙盤、營銷管理沙盤……”等沙盤模型為依托,讓學生感性認知企業運作的基本規律,了解企業的組織設置、管理體系和業務流程;讓學生在企業的經營活動中感知如何卓有成效的工作,獲得為成果工作的經驗,從而增加對企業調研、用戶需求調查的感性認識和理解。
2.企業管理信息化實訓。以“ERP系統軟件”為依托,使學生全面體驗“ERP管理系統”的功能,掌握其功能特點及使用方法,培養學生熟練掌握使用ERP的技能;然后訓練學生深入理解ERP各個功能模塊的業務流程以及各項業務之間的關系,提高學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。
3.信息系統軟件開發實訓。在對企業管理活動認知和ERP系統運作操作實訓的基礎上,以ERP系統的某些模塊的業務流程為案例,按校內軟件工廠的方式,全面訓練信息系統研發。掌握表單設計開發、報表設計開發、工作流系統開發的基本技能,培養學生具備ERP二次開發的分析能力、設計能力、開發能力和維護能力。
兩排電腦、幾名監控人員、一面碩大的電子顯示屏和兩面透明玻璃墻,構成了美克國際家居用品有限公司(以下簡稱“美克家居”)位于天津的自動化工廠中控室的全貌。這里是整個智能工廠的大腦和指揮中心。
2016年2月2日上午11時13分,加工中心二次成形單元、10廠總裝單元、備料中心車砂加工單元等各個角落的實時工作畫面,在電子屏幕左右兩側一目了然;而同一時刻的“中控異常列表看板”上,一名工人報修的曲線帶鋸工序設備異常,顯示正在處理中;裝配、實木鋸鉆銑、部件檢砂等各個單元計劃產能、達成率數據也在電子屏幕上動態變化……
而在中控室外面,是高度自動化的生產:“機械手”在加工抽屜的裝配榫;運輸機器人把完成上一道工序的零部件帶向下一個生產線;包裝車間內,紙箱生產線接到包裝線上自動傳輸的家具成品型號信息后,自動生成相應的紙箱,再由機器輔助為傳送帶上等待封裝的家具套上保護膜、扣上包裝箱,工人只需動手封口,所有的工序就算完成了。
這樣的場景,讓一個傳統的家具制造企業,看上去像一個時髦的“超級工廠”。實際上,這個設想,正是來源于一個叫《超級工廠》的紀錄片。
“我是2012年看到這部片子的,非常受啟發。家具本來就是定制化程度很高的產品,要想在大規模定制下提高效率并提升品質,我們也需要建一座超級工廠。”美克投資集團董事長馮東明在接受《t望東方周刊》采訪時說。
2012年,無論是德國的“工業4.0”,還是“中國制造2025”,都還未形成風潮。而美克家居卻在那一年斥資3.5億元啟動了智能制造項目――“大規模個性化定制+自動化生產”(MC+FA)。在不停工停產的情況下,對既有的一間工廠實施了升級改造(也就是現在的FA工廠)。
而3年之后,2015年7月,美克家居的MC+FA項目獲得了工信部“家居用品制造智能車間試點示范”稱號――在全國首批46家的試點名單中,航天、汽車、家電等科技密集型企業云集,家具制造可能是其中最傳統的行業了。 一邊“做飯”,一邊改造“爐子”
“今天大家拿智能制造、工業4.0去對標我們的MC+FA項目的時候,會發現二者之間驚人的契合,但要知道,在3年前,所有的信息還是碎片化的,根本沒有任何一個完整的框架可以借鑒。”馮東明說。
2012年,馮東明給許海打了一個電話,提出要打造一個“自動化、智能化的超級家具工廠”。
“當時有點懵,因為心里沒有譜,這樣的工廠到底長什么樣。”美克家居工藝技術中心總監許海對《t望東方周刊》回憶。
彼時,美克家居甚至連學習和模仿的對象都沒有,因為國內外還沒有一家智能化的實木家具工廠。
“很多我們咨詢過的公司和專家都不太理解這件事,更缺乏實施智能工廠的經驗,尤其在這樣一個傳統離散制造業特征的家具制造行業。所以我們只能從汽車、電子等先進制造行業尋找啟發。” 許海說。
最開始,大家幾乎毫無頭緒,找了許多國內的自動化研究所,以及國內一些知名高校等科研力量。
“當時我們看了重慶大學張根保教授編的一本叫《自動化制造系統 》的教材,從中找到了系統的理論支撐。但是,理論要跟工程以及行業的實際應用結合,仍然難度重重。”許海說。
而在沒有完全清晰的頂層設計的時候,美克家居的智能化嘗試只能是“摸著石頭過河”,不斷試錯。
“我們先是找了美國的一家咨詢公司,因為我們想要的跟它能提供的有很大差異,僅僅合作三周就結束了。”許海說。
后來他們又找到了一家德國的咨詢公司,共同規劃美克家居的智能工廠規劃方案及生產工藝,在合作過程中進一步分析和借鑒了德國制造企業在智能制造、標準化等領域所取得的經驗。但同時卻發現,在企業級的戰略、商業模式以及信息化系統的集成方面,德國的咨詢公司存在著明顯的不足。
“于是我們在項目中進一步引進了相應的咨詢機構,比如IBM等資源,新的項目團隊中集成了國內的智能制造專家及國際上智能制造、信息系統等領域的專業機構、專業的設備廠商,通過這種國際資源的整合,完成了美克家居智能制造MC+FA項目的頂層設計方案。”
在方案設計論證的過程中,美克家居采用了最先進的智能規劃手段,通過仿真技術的應用,構建基于方案的數字化虛擬工廠的測試環境,通過模擬測試不同的規劃方案及運營結果,比對確定最優的規劃方案。
“在這個過程中,數據的準備、測試環境的搭建、測試方案的制訂是非常有挑戰的工作。但非常有價值,是我們區別于傳統規劃方式并實現智能制造的重要技術手段。”許海說。
而在這場史無前例的工廠改造過程中,身為董事長的馮東明更像是一名普通的工匠。每個環節馮東明都堅持親自跑,帶領團隊去東南亞、歐洲,去看傳統制造工廠的問題,以及在智能制造方面非常領先的工廠和企業,包括機器人展,等等。
“這個過程中團隊對智能化改造的必要性和方向有了越來越清晰的認識。”許海說。
數字化虛擬工廠是馮東明的構想。學藝術的他甚至將整個虛擬工廠一筆一筆地畫出來,總共經歷了三稿。“第一稿是很炫酷,但實現起來很難,就作廢了。”馮東明似乎有些遺憾。
FA項目的整個改造升級過程中,生產一天都沒有停,“相當于一邊做著飯一邊把煤爐子改天然氣,最后升級成一個現代化的廚房,這是最難的,但也最刺激。”馮東明說。
在他看來,能實現這樣的效率,美克家居整個分工、組織結構上的去行政化、去層級化起到了很大的作用。“我們認為,這是‘人’核心價值的反映,傳統產業升級不是技術的問題,是人的態度。技術、設備都可以買,但人的意志、志向永遠是拿錢買不到的。”馮東明說。 超級工廠將人工效率提升一倍
“進入信息經濟時代,客戶需求越來越趨向個性化、定制化的發展,企業必須采取能夠同時實現效益和定制的企業策略,也就是大規模定制。隨著經濟全球化帶來的日益激烈的競爭,要占領和擴大市場就必須采用大規模定制的生產方式。”馮東明告訴本刊記者。
美克家居的大規模生產方式是通過產品結構和制造過程的重組,運用現代信息技術、新材料技術、柔性制造技術等,著眼于靈活性和快速響應,實現多樣化和定制化,以大規模生產的成本和速度,為離散客戶或小批量多品種市場定制任意數量的產品和服務。
“我們的智能制造項目,就是在保持現有產品設計風格的基礎上,實現智能制造。通過制造能力的升級,滿足大規模定制的交付能力,最終為客戶提供最佳的服務體驗。”馮東明對本刊記者介紹。
實際上,這個項目實施的重要目標就是將人工效率提升一倍。通過高度自動化的工序集成、智能物流控制系統和信息控制系統的實施,減少現場簡單機械的體力工作和不產生價值的運輸、搬運、信息采集等工作,工人的工作將聚焦于更有價值的自動化設備控制、物流系統管理、產生高附加值的技術型手工工序。
這樣的人機一體化智能制造系統,可以實現自動、柔性、高效、低耗的制造過程,達到快速響應市場變化、縮短產品出貨周期、提高產品質量、降低產品成本、節約制造資源、減少環境排放等目的,從而支撐未來大規模定制商業模式的實施。
FA項目即是在MC模式之下,利用自動化技術實現制造系統創新。
“我們的智能制造項目并非是單純的信息化和自動化項目,而是整個生產體系的智能集成,我們的目標是實現人、系統、設備、工件、網絡的集成及智能交互。” 許海告訴本刊記者。
家具也有“身份證” 美克國際家居用品有限公司智能工廠中控室
《t望東方周刊》記者在美克家居的自動化生產車間看到的是,無縫集成的智能工廠把生產流程高度簡單化、標準化。
在MC+FA項目的10號工廠,許海指著包裝車間一塊空地告訴本刊記者,“原來這個區域地上擺的全是紙箱。”據他介紹,按照傳統的方式,工廠一個月有300個不同品號的紙箱需求,紙箱供應商就得按照這個需求提前準備好,采購部門則要處理300個訂單,“我們引進了這套自動化設備之后,就把300種不同的紙箱規格簡化成了6種,按照需要現裁現用。”
而這條自動生產線會根據傳送帶上運過來的成品家具的品牌、尺寸、型號,推送出對應的紙箱。那么,它是如何知道傳過來的是哪個品牌、哪個規格、哪種類型的家具呢?答案就在于家具身上所攜帶的身份標簽條形碼――RFID。
實際上,從備料加工流程開始,一塊木板、布料分別裁剪成哪些尺寸、使用什么花色、用在哪個家具的什么位置等,都是用自動化設備來實現的。
每一個材料、部件都會自己的RFID,完成一道工序之后,通過電子設備掃描,運輸機器人會帶其進入下一個收到信息并作好了操作準備的工序,直到包裝、物流配送。
“所有的生產流程被記錄,包括關鍵工序的產品檢驗結果,可以實現質量可追溯,哪個環節出了問題可以直接精準修正。長遠來看,還可以幫助我們總結提煉、繼而改進工藝。對客戶來說,未來可以看到他定制的產品到了哪個生產環節,在哪個車間由哪個工人操作。”許海說。 能讓消費者成為“粉絲”么
工廠生產線又如何得知每天的生產任務呢?這來源于采購、銷售端的數據采集。
互聯網、數字化時代,消費者的身份不再僅僅是買了商品的顧客,而是與產品及其背后品牌、企業的用戶甚至是“粉絲”。
盡可能地靠近用戶、感知客戶,從生產銷售方變身貼心的服務方,已經成為品牌營銷的重要戰略。而通過與用戶的交互,產生的信息數據又可以端對端地傳送至企業的整個供應鏈管理系統和設計、研發、生產制造環節。
據美克家居零售總經理牟莉介紹,美克家居與IBM、蘋果公司合作,目前已經推出了三款不同的APP。其中包括幫助設計顧問更好為消費者服務的Sales Consult、設計一體化呈現的Home Visit、實現定制化推薦的Dynamic Buy等。
“通過這些應用帶來的科技化體驗,可以實現家居購物可視化、家居布置方案場景化、家居設計簡單化、家居購物過程趣味化等四大方面的體驗躍升,將大大簡化購買家具的過程。”
具體來講,Sales Consult可以令消費體驗迅速升級。美克美家的設計顧問將利用互聯技術,充分發揮移動終端的優勢,進行產品的演示、家具的換裝和搭配、下單,并圍繞消費者進行個性化的分析和推薦。
而結合Home Visit應用,美克美家還能實現功能的延伸和定制開發。比如,產品展示和3D試擺功能可以延伸至咖啡廳、書店、俱樂部等各類場所,讓消費者隨時隨地挑選產品。
在導購引導客戶瀏覽家居產品時,設計顧問的iPad將收集并記錄客戶在選購過程中的家居喜好,并且根據這些重要的數據的后臺分析,主動向顧客推薦產品,讓客戶的意見和體驗真正與產品融合,對產品產生影響,形成閉環。 1萬人的工廠將來只需要1000人
“智能制造項目實施后,在現有人員的基礎上,我們的產能翻一番,人工效率提升了一倍。預計未來我們的交付周期可以從行業平均的120天縮短至5周。庫存降低50%,交期縮短50%。”許海告訴本刊記者。
此外,通過大量高度集成的自動化加工中心代替人工工序,零部件加工精度和產品裝配精度都得到了大幅度提升,由此減少了零部件頻繁上線下線帶來的品質問題,提升了產品質量。
而物流自動化系統則將傳統的分散緩存區集中為立體自動化倉庫,自動化設備的應用加快了物流運轉效率,高度集成的自動化加工中心又降低了制造過程的半成品庫存和工序等待時間。同時,大量成品庫存轉化為了小部分長周期零部件庫存,然后采用按單組裝方式快速出貨。這樣便能縮短50%的生產周期,降低50%的成品庫存。
通過制造過程自動化和智能信息系統的實施,又可以減少材料消耗、減少人員數量、減少機器數量,節省場地面積、降低現場數據采集和管理工作量來實現綜合制造成本的降低。
“智能制造最終可以改變一個企業乃至一個行業的商業模式。”中國家具協會理事長朱長嶺告訴本刊記者,“但是,由于前期投入巨大,許多信息化、自動化基礎薄弱的企業積極性不高。”
馮東明認為,國家對家具制造業環保要求標準越來越高,傳統的勞務工人越來越難找,勞動力成本會越來越高,對智能制造的投入決定著企業的未來生存。
實際上,通過FA項目的實踐,馮東明發現,“這筆經濟賬其實是很有吸引力的。”