智能工厂技术如何助力中小企业转型

　　作者：Franklin Kurniawan，Opex Consulting Group首席执行官

　　在当前这个快速发展且充满激烈竞争的工业环境中，中小企业（SMEs）要保持行业领先地位面临重重挑战。受限于有限的资源和预算，这些企业往往在采纳新技术和创新方面举步维艰，这不仅阻碍了它们的成长，也影响其市场竞争力。

　　智能工厂的概念，也称为工业4.0，为中小企业改进制造流程并在市场中抢占先机提供了一种颇具前景的解决方案。它有可能改变游戏规则，帮助中小企业提高竞争力、增加效率和降低成本。然而，许多中小企业仍然不确定如何采用智能制造技术和实践。在本文中，我们将探讨智能工厂技术对中小企业的好处，以及他们应当如何开始自己的数字化转型之旅。

　　什么是智能工厂？

　　智能工厂是一种综合系统，通过融合物理设备和数字技术，打造出一个高度互联和智能化的制造环境。它利用人工智能（AI）、物联网（IoT）、机器人技术（包括硬件和软件）和数据分析等前沿技术，以优化生产流程、提高产品质量和降低成本。这种革命性方法使实时监控、基于数据的决策和自主生产成为可能。对于那些渴望增强市场竞争力的中小企业来说，是一个极具吸引力的解决方案。

　　对中小企业的好处

　　提高效率：智能工厂技术通过自动化和流程优化，减少了人工劳动并最小化了错误，从而提高了生产效率、缩短了生产时间。这使得中小企业能够更有效地满足客户需求，用相同甚至更少资源做更多事情，能够实现25%至50%的效率提升。

　　提升产品质量：通过实时监控和数据分析，企业能够迅速发现并纠正缺陷，确保高质量产品满足客户需求。这种实时且精确的数据还有助于持续改进生产流程、降低生产成本、提高生产过程的可预测性。

　　增强灵活性：智能工厂解决方案使工厂能够适应不断变化的生产需求和客户要求，使中小企业能够快速响应市场波动。减少生产设备更换时间和频率，从而在不增加资本支出的情况下提高生产能力。

　　降低成本：提高能源效率、减少浪费和优化资源配置可以带来成本节约，这些节约可以再投资于企业。可预测的计划和生产流程提高了交付性能，减少了原材料、在制品和成品的库存。

　　数据驱动的决策制定：中小企业可以使用实时数据和分析做出明智决策，使其能够优化生产资源、降低风险、灵活应变，并识别新的商业机会。

　　中小企业实施战略

　　评估当前状况：中小企业应首先对自身的制造流程进行评估，了解当前实际情况并找出有待改进的领域。全球范围内常用的一个框架是“智能工业准备指数”（SIRI）。结合精益制造理念，SIRI框架从人员、流程和技术等相关16个维度对中小企业的当前状态进行全面评估，提供四个维度用于确定优先事项，并与同行业者进行比较。

　　明确目标：中小企业应当确定其短期与长期的智能制造目标。短期目标可以涉及交付绩效、成本降低或者质量提升。长期目标或许与未来在制造规模或产品组合方面的扩展相关。

　　制定蓝图与路线图：中小企业应该规划出其数字化转型蓝图，以及实现这一蓝图的路线图。应涵盖当前状态与未来期望状态的流程和技术、时间安排、里程碑以及预算。需依据痛点、预算以及公司目标来确定优先事项。蓝图和路线图并非不可更改。一般来说，公司每年会对蓝图和路线图进行审查，以适应业务需求、市场以及技术进步的变化。

　　选择合适的技术和合作伙伴：中小企业应根据自身特定需求选择合适的智能制造技术，并选择恰当的供应商作为执行部署的合作伙伴。他们可以与技术供应商、咨询顾问或同行合作，以获取指导和支持。

　　从小做起：按照推荐的优先顺序执行蓝图。以目标为导向，以蓝图和路线图为指导，从特定生产线或流程起步，逐步扩展到工厂其他区域。通常情况下，工厂首先专注于垂直整合，也就是公司内部业务流程解决方案的整合。垂直整合由ISA-95框架驱动，下一步则是水平整合，即与第三方，如客户、供应商、分销商，以及其他工厂或公司内部业务单元之间，进行业务流程的整合。

　　持续改进计划：在推行智能工厂的过程中，中小企业常因早期业务流程主要依靠手动操作，没有得到精简或合理设计而导致实施工作陷入混乱。这是因为在技术领域有一条基本原则：“输入决定输出”。因此，建立一个强有力的持续改进计划和文化，对于智能工厂技术的有效部署至关重要。

　　投资人才培养：数字化转型中的大部分问题都与员工心态和技能相关。对员工进行技能提升和再培训，使其能够适应新技术并确保顺利过渡。投资于一个强有力的学习与发展（L&D）项目，永远不会出错。

　　利用融资机会：探索政府倡议、补助金和融资选项，以促进智能工厂技术的采纳和实施。

　　挑战与解决方案

　　如同任何变革之旅，在迈向智能工厂的数字化转型之路上，中小企业也必将遭遇重重挑战。这条道路绝非一帆风顺，而是充满了挫折、失望和起伏。然而，成功的秘诀其实非常简单，那就是坚持不懈。

　　在这种情况下，中小企业可以通过采取以下策略，尽量减少这些阻碍：

　　初始投资成本：中小企业可以从渐进式投资起步，优先考虑回报高的领域，以最大限度降低初始成本。投资数额或许看似令人生畏，通常我的建议是将年收入的2%至5%投入到数字技术、业务流程改进以及人员发展当中。

　　技能差距：公司为员工提供再培训和提升技能的项目，以解决技能差距问题，确保成功过渡。在项目初期，可以借助外部培训机构来提供必要的启动助力。从长远来看，公司应着手建立自己的内部培训部门，专注于持续的技能发展和提升。

　　缺乏专业技能：大多数中小企业内部并不具备专业知识。招聘和培养相关领域的专家需要时间。因此，聘请合适的咨询顾问，为企业提供独立评估，制定蓝图和路线图，改善业务流程，并引入各种数字技术解决方案。

　　针对中小企业的常规数字化解决方案

　　智能工厂技术的部署始于数字化和数据化。将手动、基于纸张以及模拟的数据收集进行数字化处理，设计解决方案架构并整合各种解决方案。在制造业中，不存在所谓的“超级应用程序”。需要多种数字解决方案来处理各种功能，并且这些解决方案需要相互整合。然而，谨慎选择解决方案和供应商对于确保整个解决方案架构达到最优、可扩展且可持续状态至关重要。

　　以下是为智能工厂提供基本解决方案架构的一系列数字解决方案：

　　企业资源规划（ERP）：如果尚未使用这一系统，那么这是一个不错的起点。如果当前ERP系统已经使用了七到十年甚至更久，那么现在就是升级或者迁移到一个更适应业务需求的新ERP系统的合适时机。

　　高级计划与排程（APS）：对于处于动态商业环境中并采用按订单生产的企业而言，如果还在使用Excel表格进行生产计划和排程，即便ERP系统已经部署，那么引入高级计划与排程（APS）系统将是一个有效提升生产力的途径。

　　制造执行系统（MES）和工业物联网（IIoT）：借助这些数字解决方案实时捕获车间数据，并更有效地管理车间。

　　集成业务规划（IBP）：中小企业通常对需求与供应状况缺乏清晰了解。这一解决方案与 S&OP（销售与运营计划）业务流程相结合，能够提供实时、同步的信息，以便快速应对供应链中的变化，并实现需求与供应的平衡。

　　如前所述，上述数字解决方案是智能工厂的基石。没有这些基础方案，那么去考虑人工智能（AI）/机器学习（ML）等其他更为先进的技术便毫无意义。

　　结论

　　智能工厂技术为中小企业带来了变革性的机遇，使其能够增强竞争力、提高生产力并提升创新能力。通过理解其优势并实施相应策略，中小企业能够克服挑战，并在数字时代蓬勃发展。切记从小处着手，与合作伙伴紧密协作，不断投资于培训，并聚焦于数据驱动的决策。

　　在智能制造的助力下，中小企业能够实现其既定目标，并在当今快节奏且竞争激烈的制造格局中脱颖而出。采用正确的数字化转型方式，中小企业可以在竞争中保持领先地位，实现持续增长，并在日益数字化和网络化的世界中获得成功。