大规模定制实现机制的底层思维

文章来源:APS研究
2021-07-09

大规模的生产定制化的产品,并且达到大规模生产所具有的效率和质量一致性是大规模定制生产模式的最核心的追求。这是一种极端的对立与矛盾,同时也要求深刻的甚至哲学层次上的底层思维来重新审视,才能够有效的应对这种生产模式。

(1)全链条的打通与柔性精益组织,是对传统设计研发与生产局面的深度变革。

大规模定制最突出的就是要直面用户的个性化需求,用户需求在设计工艺生产等各个阶段的保证与贯彻与保证是必须要追求的。

生产组织方式从古代设计与制造融合一体的方式到工业化时代专业化阶段化生产实现了一次转变。按照事物螺旋式上升的认识论以及否定是否定的哲学规律,下一步的方式一定是要进行融合,我们走向设计制造一体化,这是正确的路子。

对于客户的任何定制化产品,如果有一个专职团队全程跟踪呵护并贯彻下推,这是我们追求的。其实这些与很久之前所提出的并行工程以及IPT都是密切相关的。

有些企业采用单元式或者细胞式或者创客式的这种组织方式,其实都是非常有效的尝试与探索。其实所谓的IPT这种类似单元化的团队组织及其研制生产,其实内涵的是精益生产的一种思想。

但这种团队组织是贯穿到设计工艺制造整个环节里面的,这是一种长链条的运行模式。任何一个团队的运行都需要相应的资源,这些资源包括设计工艺制造以及系统等各方面的制造要素。这其实是一种广义的指导要素的优化配置。就是从我们传统上将制造要素配置主要聚焦在生产阶段的资源,但面向大规模定制这种生产模式一定要进行更大范围的扩充。将优秀的生产管理领域的先进理论和理念,向设计和工艺方面延伸,将是后续的一个研究重点。

这种模式就要求所有的设计、工艺、制造资源一定要尽量的扁平化,就是要分解到要素级别。这样才能够以类似3D打印一样将这些制造要素组装起来,面向客户的个性化定制,或者也可以理解为将一条连续流动的河水离散化之后可以抽出一缕一缕的水束。不仅对制造要素的优化配置的技术内涵和算法复杂性提出了更高的要求,其实也是一种新型的企业运行方式,同时也对相应的数字化业务管控系统中数据的自动流转提出了更高的要求,也许最好的一种局面就是。这种数字化业务管控系统不是一个大一统的系统,而是离散化并可以在离散化的基础上实现组合化运行的一种形态,虽然看起来和当前工业互联网平台的要求有点类似,但其实现在的工业互联网平台在这个方面的探索程度是远远不够的。同时也需要大力借鉴MBSE和数字主线等相关技术理念与内涵,就如同3D打印有一个或者多个材料输出口一样,其背后的材料都是集中或具有材料床一样,类似中台的概念也要在这其中得到深度借鉴和发展。

(2)大规模定制生产系统的组织与运行形态,将是一种颠覆性的模式。

面向大规模定制生产模式,凡是试图建立产线的想法都是存在一定问题的,不管是有人的还是无人化的。

大规模定制生产必然离不开资源的配置。即使是做做APS研究与开发的人,也未必会注意到,作为最典型的经典柔性作业调度问题的建模,其中规定的生产数量是1。这是一种直达底线的本质性思维模式,并且与大规模定制生产模式当中的极端化下的批量为1是直接相符的。

就如同2019年汉诺威工业展上面,宝马奔驰汽车生产线已经在被打破,取而代之的是一个一个可以进行生产操作的工位,这种组织形式应该是大规模定制生产方式的应有之义。

这种运行方式不仅体现了否定之否定的定律。其本质上是一种以极端的高维来解决任何低维问题的思维方式,其表现形式是制造自要素资源的极端变频化和理想化。

我们经常提工业物联网和工业互联网的推动下,我们的优化空间将会极大地扩大,这种面向大规模定制生产的制造组织方式,就是优化空间扩大的一个典型例子,技术将更加复杂。另外一个值得关注的技术就是类似SEW公司所探索的由一个个独立制造单元所构成的制造系统中的物流调度与控制,将会推动物流调度,从传统的与生产作业调度两张皮或者递进化的形态走向一体化融合的局面,也将具有极大的优化内涵。

想到了两个方面,就写出来。一己之见,仅供参考。

作者信息:王爱民,北京理工大学数字化制造研究所所长,长期从事MES、APS等技术研究、系统开发与实施应用。


笔者公众号:智能制造随笔欢迎关注。


欢迎交流讨论,微信号:TimePatient