《精益智能制造》内容简介

本书作者根据多年来的精益管理和智能制造实践经验，提出了精益智能制造理论体系的三个阶段共精益智能制造理论六个要素，这对于当前开展智能制造的研究、实践具有重要的理论意义和应用价值。其指出了制造业发展方式从规模速度型转向质量效率型的本质是要提高全要素生产率，本书不仅对此进行了深入的理论分析，而且结合实际案例进行了具体阐述，有助于开拓管理者和工程技术人员理解智能制造的广度，以及提高他们的实践能力。
作者：欧阳生

作品目录

序
前言
第1章：时代变迁
1.1、认知革命与采集社会
1.1.1、石器和火
1.1.2、语言
1.2、农业革命与农业社会
1.3、科学革命
1.4、四次工业革命
1.5、美国工业互联网
1.6、德国工业4.0、1.7、德国工业4.0和美国工业互联网的对比
1.8、变与不变
第2章：中国制造业的挑战与对策
2.1、国家竞争力分析
2.2、中国制造业宏观层面的两大挑战
2.3、中国制造业微观层面的五大痛点
2.3.1、管理层
2.3.2、产品研发
2.3.3、低成本运营
2.3.4、供应链
2.3.5、信息集成
2.4、“中国制造2025”的目标及框架
2.4.1、“中国制造2025”的目标
2.4.2、“中国制造2025”的框架
第3章：中国制造业的升级之路
3.1、提高全要素生产率
3.2、精益管理与降本增效
3.2.1、精益管理的意识
3.2.2、精益管理的目标
3.2.3、精益管理的八大原则
3.2.4、精益管理的工具
3.3、升级转型
3.3.1、客户升级
3.3.2、产品升级
3.3.3、制造升级
3.3.4、管理升级
3.3.5、人员升级
3.4、精益智能制造理论体系
3.4.1、精益智能制造第一阶段：精益化
3.4.2、精益智能制造第一阶段：创新化
3.4.3、精益智能制造第二阶段：自动化
3.4.4、精益智能制造第二阶段：数字化
3.4.5、精益智能制造第三阶段：智能化
3.4.6、精益智能制造第三阶段：互联化
3.5、精益智能制造评价指标体系
第4章：精益化
4.1、精益化之精益战略
4.2、精益化之管理体系
4.2.1、工程项目管理体系
4.2.2、生产管理体系
4.2.3、质量管理体系
4.2.4、供应链管理体系
4.3、精益化之精益文化
4.3.1、以客户为导向
4.3.2、系统改善
4.3.3、点改善
4.4、精益化之精益人才
第5章：创新化
5.1、三次元创新理论
5.2、产品创新
5.3、制造创新
5.3.1、设备创新
5.3.2、工艺创新
5.3.3、生产模式创新
5.3.4、生产技术进步
5.3.5、供应链模式创新
5.4、商业模式创新
5.5、用创新解决实际问题
5.6、打造企业创新DNA
5.6.1、人
5.6.2、组织结构
5.6.3、组织文化
第6章：自动化
6.1、点层级自动化
6.2、线层级自动化
6.3、面层级自动化
6.3.1、“有身份”的物料
6.3.2、自动配送设备
6.3.3、自动化仓库
6.4、网层级自动化
第7章：数字化
7.1、数据生产
7.2、数据传输
7.2.1、FSK
7.2.2、LTE
7.2.3、NB-IoT
7.2.4、LoRa
7.2.5、IEEE
802.15.4、7.2.6、ISM频段
7.2.7、网关
7.3、数据存储
7.3.1、DAS
7.3.2、NAS
7.3.3、SAN
7.3.4、数据库服务器
7.3.5、公有云
7.3.6、私有云
7.3.7、混合云
7.4、数据分析
7.5、数据应用
7.6、数字化工厂
第8章：智能化
8.1、CPS
8.2、智能硬件
8.3、智能软件
8.4、智能服务
第9章：互联化
9.1、互联化的核心技术
9.2、网络安全
9.3、实实协同
9.4、实虚协同
9.5、德国和美国的互联化实践
第10章：一家智能制造示范企业的经验启示
10.1、全面推进
10.2、事倍功半
10.3、自我反省
10.4、重新规划
10.5、强身健体
10.6、顺序过渡
10.7、全面智造
10.8、全面服务，宣布转型
第11章：精益智能制造实战
11.1、企业实战工业4.0的路径
11.2、精益智能制造在企业的落地点
11.3、精益智能制造创造的新业务模式
11.4、精益智能制造服务商需要具备的能力
11.5、精益智能制造未来展望

热门书摘

不进行适当的风险控制，公司经营可能会出现高风险，这样公司可能走不长，也走不远。随着中国企业管理机制的不断健全，企业社会责任被摆到越来越重要的位置，像安全生产、环境保护和职业健康等成为热门话题。2016年4月国务院印发《水污染防治行动计划》，提出全面控制污染物排放，2016年年底前全面排查装备水平低、环保设施差的小型工业企业，取缔不符合国家产业政策的小型造纸厂等污染项目，小型造纸、印染等“十小”企业都成为历史

了“精益智能制造”理论体系，以帮助中国制造业实现“降本增效、升级转型”的目标。精益管理是对管理流程和制造流程进行整体优化，是“软”的方面，可以称为“神”；智能制造是对生产要素和信息系统的智能化改造，是“硬”的方面，可以称为“形”。在此轮制造业升级转型大潮中，软硬结合，有神有形，才能事半功倍

依靠新工具，人才能站到食物链的顶端：石器让人能够生存下去，而火让人生存得越来越好。

。比如当智人周边有野兽时，可以立刻提醒同伴躲避野兽攻击，若是沟通效率低，还未等把信号发出，同伴可能就已经成为野兽的美味了。

那就是人类自身发展的需要。由于采集和狩猎社会所能提供的食物比较有限，随着人类总人口的增加，人类对于食物的需求量也越来越多，这就出现了供给矛盾。为了解决供给不足的问题，人类就需求增加食物的供给量，这样就迫使人类去驯化物种以便满足日益增长的消费需求。

为了获得充足的食物：一是要驯化尽可能多的物种，二是要尽可能提高物种的产量

世工业4.0策略以建立智能工厂为导向，主要关注点在人、机、料、质量控制和能源管理，如图1-8所示。比如针对需要人工作业的工位，人的熟练程度会对整个生产过程有严重影响，为了解决这个问题，博世开发了智能手套，只要熟练作业者戴上智能手套，智能手套上的传感器就会自动记录作业者的全部动作以及动作要领，并将这些信息发送到配套的软件系统，软件自动制作出标准作业指导书，用来对不熟练的员工进行指导。当

变的因素给发展带来挑战，而不变的因素是在发展过程中的取胜根本。

国家竞争力发展阶段可分为要素驱动、效率驱动和创新驱动三个不同阶段。

例如一家汽车零部件公司，在处理完一项零件的工程变更后，一直没有删除BOM表中的旧料号，在长达半年的时间里，采购人员还一直在购买已经不用的旧料号，结果造成大量原物料呆滞。

要素生产率需要三条腿走路：第一条腿是精益管理；第二条腿是创新；第三条腿是自动化

消除浪费的方法很多，本节重点介绍一套最基本的做法ECRSAS。ECRS是工业工程改进的四大手法，随着生产技术和安全生产意识的提升，笔者根据在精益管理项目中的实践经验又加了两项内容“自动化（低成本）”和“安全”，从而变成了ECRSAS。

。降低原材料库存需要优化与供应商间的物流模式，进而缩短供应商的交期；降低成品库存一方面取决于公司的库存战略，另一方面取决于与客户间的物流模式；降低在制品库存主要考虑产能平衡和工序平衡，以及减少生产过程中的异常；降低其他备件库存主要考虑公司的经济采购批量以及备件的安全库存量

提高产品安全。很多产品不良不是制造产生的，而是产品安全没有做好。例

很多企业将7S定位为精益管理的第一步，其实这是没有完全理解7S的内涵。精益管理如果从7S开始，基本上没有成功的，原因是伤疤没有愈合前是没有办法进行美容修复的。

不做市场预测管理，完全依赖客户的订单信息，造成生产计划系统有效输入信息不足

依照科学的数据取样计划，SPC能够预测质量的发展趋势，在质量问题没有发生前主动干预，从而预防质量问题的发生，是一个非常重要的质量控制工具，现在经常应用于大数据建

内部取消了生产计划，改用拉动式生产方式。

例如中国企业人均产值大多数不超过100万元，普遍在30万～50万元之间；而在外资企业，大部分人均产值在100万～200万元间，高的可以达500万元。中国企业

。纵观任何一个产业的发展，基本上有三个阶段：成长期、爆发期和洗牌期。这三个阶段循环往复，行业“洗牌”后直到有新技术出现并颠覆现有格局，将行业带入新一轮的成长期。创新是推动行业循环往复的核心驱动力，成长期需要产品（技术）创新，爆发期需要制造创新，洗牌期需要商业模式创新

首先MES实现了工厂管理的数字化、透明化；其次工厂效率损失有设备故障损失、物料短缺损失、人员怠工损失、操作方法不当损失，以及其他生产因素导致的异常损失。在这几大损失里面，MES没有解决具体的设备故障，没有纠正员工的操作方法，也不能消除生产的异常因素；但是MES让车间“透明”了，车间上下游一旦透明起来，物料短缺会明显降低，员工就没有怠工的空间了。按照笔者的经验，一般公司员工怠工造成的效率损失在15%左右。因此MES对于提高生产效率有一定的帮助，一般带来的效率提升也是在15%左右。

其中提出的这五大指标“两升三降”：生产效率提升20%；能源利用率提升10%；运营成本下降20%；产品研发周期缩短30%；产品不良率下降20%。这些指标都是降本增效指标，可以看出在未来几年，降本增效将是中国制造业智能制造的主旋律。另外生产效率和产品研发周期也与升级转型相关，如升级转型带来劳动生产率的提升，也带来研发周期的缩短。

。企业可以根据需要分阶段执行，并设定阶段性指标。

成本也是盈利类指标，但是库存是每家企业必须要有的，因此称库存这类指标为盈利必要浪费类指标；

，关于该如何设定具体目标值还是需要深入分析企业潜力的。在潜力挖掘过程中，需要收集大量的实际数据，然后运

在价值创造体系里面，通过工程管理体系创造产品。

除了价值创造体系外，还有很多支撑体系，如财务管理体系、人事管理体系、销售管理体系、行政管理体系等，这些支撑体系用来保证企业有序高效运作，与价值创造体系一起构成了整个企业管理体系。

一般产品研发周期较长，开发风险也随之上升，经常会出现这种状况：当把样品交付给客户时客户需求已经发生变化，不得不从头再来，结果导致产品研发周期变长和开发成本变高。

产品进行标准模块化设计，将产品分解成一个个不能再分解的单元，将每个单元尽量标准化，这样不同的产品就变成一些标准单元的组合，既可以满足客户个性化需求，又能在供应端实现标准化。

是在内部建立消除客户需求波动的机制，这就是均衡生产计划。通过均衡生产将波动的外部需求转化为稳定的内部生产计划。

管理流程是一个完整的闭环，通常来说有7个环节（如图4-15所示）：首先把工装或模具运到机器边等待换型生产，生产完成后卸下来，运到工具库，立即拆开并进行维修保养，保养后组装，组装后放到正确的位置存放以等待下一次使用。这个循环可以确保模具或工装时时处于可用状态，但是在实际执行过程中及时维修保养往往被忽略和遗忘，一般都是等到要使用时才来做这件事情，造成使用时模具或工装还没有准备好。

效率是指尽可能减少配送工作量，精益管理中一般是Milkrun，一个人开着Milkrun配送车，到原料仓领取不同种类的物料，按照一定的频次和事先规划好的路线配送到现场不同的地方。很多没有执行精益管理的企业都是生产部门人员直接去上道工序或者原料仓领料，这种方式效率非常低，会造成现场在制品居高不下。按照经验值，配送的效率一般是领料效率的2倍以上。另外

一款产品的质量经过改进可以很快提高，但是要想让所有产品一直保持在高质量水平，那么就必须要建立完善的精益质量管理体系。

对于质量管理范围和目标，通常所说的质量都是指企业内部质量，本文的质量涵盖三个部分：供应商交付质量、企业内部质量和客户交付质量。关于企业内部质量目标，一直追求的是“零缺陷”，对于供应商交付质量和客户交付质量，目标也是“零缺陷”，只有做到这三个“零缺陷”，才能确保整个产业链的高质量水平

。通常在再造质量价值流程中，问题改进策略有3种，一是防错，对于所有质量问题，能够防错的优先选用防错策略；二是自检，不能防错的坚持本工序产生的问题决不流入下道工序的原则；三是缩短质量控制环，对于不能防错和难以自检的不良，一定要设计最短的质量控制环来遏制它。

供应商研发经费。研发经费方面主要看其占公司销数额的比例，研发经费所占比例越高，说明公司对研发越重视，也就越可能开发出先进的产品。

，越先进的设备，其投资往往也越高，但是其生产效率也越高，分摊到单位产品的成本可能更低；设备状态方面主要看其是否稳定、维护保养是否到位、设备是否被充分利用。

在内部Milkrun的规划时，首先需要详细地计算配送量和距离，然后将所有需要配送的地点划分为几条不同的路线，每条配送路线由一个物料配送员负责。他们在配送的过程中先去原料仓库将每次需要配送的物料备齐，然后依照事先规划的路线给每个配送点配料，再将配送点的空盒子收回，当所有的物料都配送完毕并将所有空盒子收回后，就完成了一个Milkrun过程。这种配送方式可以大大提高物料配送效率，并保证不会由配送延迟导致停线。

。若现在信息系统非常低效，就需要启动信息系统建设项目；若

。在实际项目中，当完成利益相关者分析后，常常会发现某位权力很大的利益相关者对项目没有太多利益诉求，对项目的态度也不是很明确，这时候就需要精益人员去影响该利益相关者，让他来支持项目

：先以实现既定生产节拍为导向进行精益产线设计；精益产线设计完成后用机器人替代人；最后让机器人和设备产生协同来进一步缩短生产节拍。

自动化物流的构成有以下四大部分（如图6-5所示）：“有身份”的物料、自动配送设备、自动化工作站以及自动化仓库。其中

在自动化物流中，条形码可以用于货物分类、库位的分配、库位的查询、进出库信息、进出库盘点和产品查询等。如果是用人力去做这些事，不仅浪费时间、人力、物力和财力，还常常伴随着非常大的出错率，给整个物流业的发展带来很大的困扰。所以可以说，没有条形码的物流过程将会是杂乱无章的，其后果往往不堪设想。而条形码技术对物流业的优势也是显而易见的：既能精确管理，功能又实用，对于大部分的现代化仓库管理的需求都能满足；操作方便简单，维护亦不需费心，仓库的管理员经过简单的培训都能快速上岗；还能大大减少居高不下的人为出错率；将工作瞬间化繁为易，查询货物的时候特别方便，不需耗费很多的人力翻查种类繁多的进出货单据，只需在计算机上轻轻一扫，所需的货物型号、经销商、进出货日期、经办人等详细资料即可显示出来，并且可以打印出来，而且这部分数据还可以备份，不会因为死机或者计算机中病毒而担心数据丢失

自动化仓库由于不需要人工进行作业，其设计比较灵活。比如高度可以更高、货架间的间距可以更小、货架可以整体移动等。因此相比较传统货架仓库，自动化仓库有以下明显优势

。制造业的本质就是要用最低的成本向客户提供最有竞争力的产品，最低的成本和最有竞争力的产品就决定制造业要不断降低成本和提高产品质量来满足客户的具体需求

。在解决了这些问题后，发现设备待料现象还是非常严重，于是开始考虑规划线边中间库，中间库的设立大大提升了整体物流自动配送的顺畅性。