供应链管理

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供应链管理的八大管理原理

 

 

1、资源横向集成原理

  资源横向集成原理揭示的是新经济形势下的一种新思维。该原理认为:在经济全球化迅速发展的今天,企业仅靠原有的管理模式和自己有限的资源,已经不能满足快速变化的市场对企业所提出的要求。企业必须放弃传统的基于纵向思维的管理模式,朝着新型的基于横向思维的管理模式转变。企业必须横向集成外部相关企业的资源,形成“强强联合,优势互补”的战略联盟,结成利益共同体去参与市场竞争,以实现提高服务质量的同时降低成本、快速响应顾客需求的同时给予顾客更多选择的目的。

  不同的思维方式对应着不同的管理模式以及企业发展战略。纵向思维对应的是“纵向一体化”的管理模式,企业的发展战略是纵向扩展;横向思维对应的是“横向一体化”的管理模式,企业的发展战略是横向联盟。该原理强调的是优势资源的横向集成,即供应链各节点企业均以其能够产生竞争优势的资源来参与供应链的资源集成,在供应链中以其优势业务的完成来参与供应链的整体运作。

  该原理是供应链系统管理最基本的原理之一,表明了人们在思维方式上所发生的重大转变。

  2、系统原理

系统原理认为,供应链是一个系统,是由相互作用、相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。供应链是围绕核心企业,通过对信息流、物流、资金流的控制,把供应商、制造商、分销商、零售商直到最终用户连成一个整体的功能网链结构模式。

  供应链的系统特征首先体现在其整体功能上,这一整体功能是组成供应链的任一成员企业都不具有的特定功能,是供应链合作伙伴间的功能集成,而不是简单叠加。供应链系统的整体功能集中表现在供应链的综合竞争能力上,这种综合竞争能力是任何一个单独的供应链成员企业都不具有的。其次,体现在供应链系统的目的性上。供应链系统有着明确的目的,这就是在复杂多变的竞争环境下,以最低的成本、最快的速度、最好的质量为用户提供最满意的产品和服务,通过不断提高用户的满意度来赢得市场。这一目的也是供应链各成员企业的共同目的。第三,体现在供应链合作伙伴间的密切关系上,这种关系是基于共同利益的合作伙伴关系,供应链系统目的的实现,受益的不只是一家企业,而是一个企业群体。因此,各成员企业均具有局部利益服从整体利益的系统观念。第四,体现在供应链系统的环境适应性上。在经济全球化迅速发展的今天,企业面对的是一个迅速变化的买方市场,要求企业能对不断变化的市场作出快速反应,不断地开发出符合用户需求的、定制的“个体化产品”去占领市场以赢得竞争。新型供应链(有别于传统的局部供应链) 以及供应链管理就是为了适应这一新的竞争环境而产生的。第五,体现在供应链系统的层次性上,供应链各成员企业分别都是一个系统,同时也是供应链系统的组成部分;供应链是一个系统,同时也是它所从属的更大系统的组成部分。从系统层次性的角度来理解,相对于传统的基于单个企业的管理模式而言,供应链管理是一种针对更大系统(企业群) 的管理模式。

  3、多赢互惠原理

  多赢互惠原理认为,供应链是相关企业为了适应新的竞争环境而组成的一个利益共同体,其密切合作是建立在共同利益的基础之上,供应链各成员企业之间是通过一种协商机制,来谋求一种多赢互惠的目标。供应链管理改变了企业的竞争方式,将企业之间的竞争转变为供应链之间的竞争,强调核心企业通过与供应链中的上下游企业之间建立战略伙伴关系,以强强联合的方式,使每个企业都发挥各自的优势,在价值增值链上达到多赢互惠的效果。

  供应链管理在许多方面都体现了多赢互惠的思想。例如:供应链中的“需求放大效应”使得上游企业所获得的需求信息与实际消费市场中的顾客需求信息存在很大的偏差,上游企业不得不维持比下游企业更高的库存水平。需求放大效应是需求信息扭曲的结果,供应链企业之间的高库存现象会给供应链的系统运作带来许多问题,不符合供应链系统整体最优的原则。为了解决这一问题,近年来在国外出现了一种新的供应链库存管理方法———供应商管理用户库存(VMI),这种库存管理策略打破了传统的各自为政的库存管理模式,体现了供应链的集成化管理思想,其结果是降低了供应链整体的库存成本,提高了供应链的整体效益,实现了供应链合作企业间的多赢互惠。再如:在供应链相邻节点企业之间,传统的供需关系是以价格驱动的竞争关系,而在供应链管理环境下,则是一种合作性的双赢关系。

  4、合作共享原理

合作共享原理具有两层涵义,一是合作,二是共享。合作原理认为:由于任何企业所拥有的资源都是有限的,它不可能在所有的业务领域都获得竞争优势,因而企业要想在竞争中获胜,就必须将有限的资源集中在核心业务上。与此同时,企业必须与全球范围内的在某一方面具有竞争优势的相关企业建立紧密的战略合作关系,将本企业中的非核心业务交由合作企业来完成,充分发挥各自独特的竞争优势,从而提高供应链系统整体的竞争能力。共享原理认为:实施供应链合作关系意味着管理思想与方法的共享、资源的共享、市场机会的共享、信息的共享、先进技术的共享以及风险的共担。

  信息共享是实现供应链管理的基础,准确可靠的信息可以帮助企业作出正确的决策。供应链的协调运行建立在各个节点企业高质量的信息传递与共享的基础之上,信息技术的应用有效地推动了供应链管理的发展,它可以节省时间和提高企业信息交换的准确性,减少了在复杂、重复工作中的人为错误,因而减少了由于失误而导致的时间浪费和经济损失,提高了供应链管理的运行效率。共享信息的增加对供应链管理是非常重要的。由于可以做到共享信息,供应链上任何节点的企业都能及时地掌握到市场的需求信息和整个供应链的运行情况,每个环节的物流信息都能透明地与其他环节进行交流与共享,从而避免了需求信息的失真现象,消除了需求信息的扭曲放大效应。

  5、需求驱动原理

  需求驱动原理认为:供应链的形成、存在、重构,都是基于一定的市场需求而发生,并且在供应链的运作过程中,用户的需求是供应链中信息流、产品/ 服务流、资金流运作的驱动源。在供应链管理模式下,供应链的运作是以订单驱动方式进行的,商品采购订单是在用户需求订单的驱动下产生的,然后商品采购订单驱动产品制造订单,产品制造订单又驱动原材料( 零部件)采购订单,原材料(零部件)采购订单再驱动供应商。这种逐级驱动的订单驱动模式,使供应链系统得以准时响应用户的需求,从而降低了库存成本,提高了物流的速度和库存周转率。

  基于需求驱动原理的供应链运作模式是一种逆向拉动运作模式,与传统的推动式运作模式有着本质的区别。推动式运作模式以制造商为中心,驱动力来源于制造商,而拉动式运作模式是以用户为中心,驱动力来源于最终用户。两种不同的运作模式分别适用于不同的市场环境,有着不同的运作效果。不同的运作模式反映了不同的经营理念,由推动式运作模式向拉动式运作模式的转变,反映的是企业所处环境的巨变和管理者思想认识上的重大转变,反映的是经营理念从“以生产为中心”向“以顾客为中心”的转变。

  6、快速响应原理

快速响应原理认为:在全球经济一体化的大背景下,随着市场竞争的不断加剧,经济活动的节奏也越来越快,用户在时间方面的要求也越来越高。用户不但要求企业要按时交货,而且要求的交货期越来越短。因此,企业必须能对不断变化的市场作出快速反应,必须要有很强的产品开发能力和快速组织产品生产的能力,源源不断地开发出满足用户多样化需求的、定制的“个性化产品”去占领市场,以赢得竞争。

  在当前的市场环境里,一切都要求能够快速响应用户需求,而要达到这一目的,仅靠一个企业的努力是不够的。供应链具有灵活快速响应市场的能力,通过各节点企业业务流程的快速组合,加快了对用户需求变化的反应速度。供应链管理强调准时,即准时采购、准时生产、准时配送,强调供应商的选择应少而精,强调信息技术应用等等,均体现了快速响应用户需求的思想。

  7、同步运作原理

同步运作原理认为:供应链是由不同企业组成的功能网络,其成员企业之间的合作关系存在着多种类型,供应链系统运行业绩的好坏取决于供应链合作伙伴关系是否和谐,只有和谐而协调的关系才能发挥最佳的效能。供应链管理的关键就在于供应链上各节点企业之间的联合与合作以及相互之间在各方面良好的协调。

  供应链的同步化运作,要求供应链各成员企业之间通过同步化的生产计划来解决生产的同步化问题,只有供应链各成员企业之间以及企业内部各部门之间保持步调一致时,供应链的同步化运作才能实现。供应链形成的准时生产系统,要求上游企业准时为下游企业提供必须的原材料(零部件),如果供应链中任何一个企业不能准时交货,都会导致供应链系统的不稳定或者运作的中断,导致供应链系统对用户的响应能力下降,因此保持供应链各成员企业之间生产节奏的一致性是非常重要的。

  协调是供应链管理的核心内容之一。信息的准确无误、畅通无阻,是实现供应链系统同步化运作的关键。要实现供应链系统的同步化运作,需要建立一种供应链的协调机制,使信息能够畅通地在供应链中传递,从而减少因信息失真而导致的过量生产和过量库存,使整个供应链系统的运作能够与顾客的需求步调一致,同步化响应市场需求的变化。

  8、动态重构原理

  动态重构原理认为:供应链是动态的、可重构的。供应链是在一定的时期内、针对某一市场机会、为了适应某一市场需求而形成的,具有一定的生命周期。当市场环境和用户需求发生较大的变化时,围绕着核心企业的供应链必须能够快速响应,能够进行动态快速重构。

  市场机遇、合作伙伴选择、核心资源集成、业务流程重组以及敏捷性等是供应链动态重构的主要因素。从发展趋势来看,组建基于供应链的虚拟企业将是供应链动态快速重构的核心内容。

 

 

 

 

 

工业4.0系列-横向集成

 

看看德国工业4.0战略中的横向集成的描述:横向集成是企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合,是为了实现各企业间的无缝合作,提供实时产品与服务

横向集成与供应链的关系

通过定义企业之间通过价值链,信息网络实现的资源整合,企业之间无缝合作,这就是传统的供应链管理吗。在上个世纪流行的经典供应链解决案例中,无论是戴尔的供应链管理,丰田的精益生产,还是沃尔玛的CPFR,等等这些案例都符合横向集成的定义。(上个世纪还没有工业4.0,属于工业3.0的讨论范畴)。

戴尔,丰田,沃尔玛三个案例的共同特点都是拉动式供应链,通过需求拉动来实现生产计划,供应商的协同计划。

传统的供应链是推动式生产,也就是说采购、生产部门不关心客户的需求量,直接生产,生产出的产品放到库存中,等待客户的购买,这样的生产方式最大的麻烦是库存。首先库存占用大量的资金,同时库存管理成本也非常高,但是库存最大的问题还是,一旦生产出的产品不是客户需求的,永远卖不掉,那么这些库存不但浪费了大量的原材料,还浪费了生产资源(包括设备占用,人力成本,能源)。库存的浪费是巨大的。

拉动式供应链,是根据客户的需求量,制定生产计划,库存计划,采购计划,从而降低库存。而拉动式供应链的最佳实践包括:VMICPFRJIT看板管理等实践。无论是拉动式供应链的介绍,还是VMI,CPFR,JIT,看板管理等等的内容,在供应链管理的文章中都能找到描述,在这里不再赘述。

这里强调的重点是:企业之间无缝合作的基础是信息化,将客户的需求信息向前反馈是价值创造的驱动力。

在工业3.0阶段,不仅应该打通,制造系统(MRPII)与财务系统,的信息通道,还应该打通与研发系统(IPD),与供应商管理系统(SRM),与客户管理系统(CRM)的信息通道。在打通各个环节之后,进一步优化资源的使用,优化整个价值链。

国内企业信息化大部分重视ERP的实施,但ERP实施之后,信息流畅通了之后的,利用数据挖掘价值,优化价值链才更加重要。未来企业信息化的重点将是数据连接之后的价值挖掘。

笔者从2003年开始关注利用运营数据帮助企业降低成本的供应链优化,国内只有高科技,汽车,家电等巨型企业已经实现,还有太多的中小企业,需要借助企业信息化、以及利用运营数据优化供应链,这块市场巨大

 

横向集成与物联网的关系

随着科技的进步,横向集成的不单单是企业的运营数据,还有底层的设备数据。下面介绍两个案例来说明横向集成的价值(这两个案例也是在工业4.0提出来之前就已经存在的)。

陕鼓动力的远程检测系统,和徐州重型的千里眼监控。

 

陕鼓动力的远程检测系统

陕鼓动力是陕鼓集团的精良资产,是借助信息化,从卖产品向卖服务成功转型的机械制造业企业代表,是国内鼓风机行业唯一一家上市公司。在向服务转型过程中,陕鼓动力有一个突破性创新:陕鼓旋转机械远程在线检测及故障诊断系统(远程检测系统)

陕鼓动力是旋转机械设备以及解决方案的供应商。在远程检测系统发明之前,一般设备以及解决方案供应商对客户的服务模式是:客户通过电话联系陕鼓,陕鼓派人到现场检查,维护。一方面风机的维护有较高的技术含量,对维修人员的技术水平有很高的要求,因而维修人员的水平决定了对客户的服务水平;另外一方面维修人员的差旅,经济成本高、人员的使用率低,对陕鼓也是一种负担。

陕鼓远程检测系统上线之后的服务模式:陕鼓将客户运行旋转机械设备的数据(包括风机的油温,转速等数据)接入检测系统;检测系统有一个中心屏幕,显示所有陕鼓生产的设备运行状况,利用不同颜色显示机组运行状态,绿色代表正常,黄色代表存在问题,红色代表问题严重或者停机状态),检测人员可以瞬间掌握全局。同时,检测人员可以通过系统从大量运行的机组中找到非正常机组,并立即进行重点内容监测分析。而每个机组的详细运行信息可以图形化地显示,供检测人员直观查看运行情况,并绘制成各种专业图表。

比如大连石化集团曾购买陕鼓的一台风机机组,但机组送电后时常剧烈振动,所有人都认为是风机出了问题。在远程监测设备安装上后,系统详细记录下了设备运行时的频谱状况。当陕鼓的检测人员把频谱的时间调整细分至毫秒时,最后发现实际并不是风机跳动导致故障,而是电机跳动了以后,风机接着停机,中间间隔了0.6毫秒,人根本感觉不到。远程监测系统可以发现人眼看不到或者经验估计不到的问题。

通过使用远程检测系统,客户可以减少非计划停机次数,降低故障率,缩短停机检修时间,延长检修周期,延长机组连续运行时间,减少维修费用,也为流程系统提供了安全保障。陕鼓也因此可以及时掌握现场机组运行情况的大量第一手、准确、详细、实时的信息。

 

徐州重型的千里眼监控

2009年去徐州重型参观时,徐州重型的千里眼监控刚刚建好,在客服中心,有一个中国地图的大屏幕,通过大屏幕可视化监控平台由地理信息系统、管理信息系统、故障诊断系统和维护保养服务系统构成,可实现对设备的实时定位、跟踪和历史轨迹回放,工程机械信息管理和运行状态信息查询,故障诊断与预警和故障日志查询,维护保养提醒和维护保养日志查询

千里眼监控的价值:一方面增强了对租赁设备的管理,很多租用了徐州重型的设备的企业,在过了租赁期后未付租金而继续使用。对于这类用户,千里眼监控可以远程禁止设备的使用。另外一方面提高服务水平,使用3g摄像头来远程指导用户操作。在远程诊断无法排除故障时,客户服务中心可通过gps、手机定位找到离故障设备最近的服务车和人员,并通过地图导航指引一线工程师迅速赶往客户工地,为客户排除设备故障

 

横向集成借助物联网的应用还只是刚刚开始。未来陕鼓与徐州重型收集到了生产设备的使用数据之后,可以通过数据挖掘,找到产品的优化产品:比如如果某个零部件总是出故障,那么说明这个零件的设计存在问题,通过修改问题零备件而改进产品质量。在没有数据时,从用户使用数据是很难被企业收集并利用的。

 

 

横向集成在食品溯源、药品管控、烟草行业专卖领域已经有很多应用,不一一赘述。

横向集成方面,需要企业间的信息互通,需要信息共享,但中国企业还不够开放。笔者2008年在海尔做咨询项目时,从国美、苏宁获取海尔产品的销售数据都是非常困难的。那时候横向集成非常困难。

在工业4.0这波浪潮下,越来越多的企业意识到开放共享的价值。很多企业已经接受将数据放在云端。随着横向集成的普及,利用大数据将产生巨大的价值。

 

 

 

 

 

数据在智能工厂自动流动需要过“几关”?

日前,工业和信息化部信息化和软件服务业司副司长安筱鹏博士在《认识定制化生产模式的五个视角》的发言中提出:“智能生产需要实现两种不同性质的自动化,一种是生产装备的自动化,一种是数据流动的自动化”,该观点受到了业界的高度认可。

 

生产装备的自动化,对制造企业而言是非常好理解的,通过自动化的机床、机器人等各类自动化设备实现生产装备的过程自动化,而数据流动的自动化又是怎么理解?在智能工厂中数据自动流动需要经过几关呢?下面我们一同分析一下。

一、数据自动流动是工业4.0的主线

在德国工业4.0战略中,有纵向集成、端对端集成、横向集成的三项集成,这是工业4.0中非常重要的概念,是实现企业内、企业间价值流集成的关键。

 

纵向集成主要是“将各种不同层面的IT系统集成在一起(例如,执行器与传感器、控制、生产管理、制造和执行及企业计划等不同层面)”(摘自德国工业4.0战略计划实施建议)。从信息化角度来看,就是在企业内实现研发、计划、工艺、生产、服务各环节之间的数据自动流动。


图1 纵向集成和网络化制造系统

 

而端对端,则是“通过产品全价值链和为客户需求而协作的不同公司,使现实世界与数字世界完成整合”。更是突出了以产品的研发、生产、销售、服务等为主线,实现企业间的数据自动流动。

而作为三项集成中的最高层次,横向集成是“指将各种使用不同制造阶段和商业计划的IT系统集成在一起,这其中既包括一个公司内部的材料、能源和信息的配置,也包括不同公司间的配置(价值网络)”。也就是以产品供应链为主线,通过数据在企业之间的自动流动,实现一种社会化协同生产。

 


图2 端对端的集成

 


图3 横向集成

 

通过德国工业4.0中对三项集成的定义,我们可以看出,在工业4.0愿景中,在企业内部、企业之间、社会化的智能制造及服务中实数据自动有序的流动是实现智能制造的关键。

二、企业内部的数据自动流动是打造智能工厂的基础

未来的企业是价值驱动的企业,是数据自动流动的企业,而数据自由有序流动是智能工厂的前提与基础。

1、机器联机器数据自动流

即便是智能化程度非常高的一台机器,如果只能孤立地工作,能发挥的作用也是有限的。

 


图4 设备物联网架构图

 

通过专业的设备物联网系统,将数控机床、热处理设备(如熔炼、压铸、热处理、涂装等设备)、机器人、自动化生产线等各类数字化机器进行联网,实现机器的互联互通,发挥机器集群控制的优势,形成机器群体的数字化、网络化、智能化,实现集约化、网络化、柔性化的生产模式。通过对设备数据的远程自动采集,可采集到每台设备的实时状态、异常情况,对故障停机、关键工艺参数超差等重要事件可通过计算机系统或手机短信等形式及时送达相关人员,实现机器状态透明化的、实时化的管理。通过机器的远程诊断与主动式预测性维护,智能系统像医生一样,在机器在没出现故障之前就得到及时预警、保养、维修,为机器健康、经济、高效地运行提供了保障。

 

2、“人机物”数据自动流动,自组织的智能制造

通过先进的技术手段,打通人、机、物之间的数据流动,实现自组织的制造制造。在这方面有些先进企业已经进行了很多有益的探索,并取得了良好的应用效果。

 

博世是德国智能制造的一个样板企业。在洪堡的物流中心,设备与工件之间已经藉由互联网和传感器建立起了实时的联系:每个工件或者装工件的塑料盒里都有记录产品信息的无线射频识别电子标签(RFID),每经过一个生产环节,读卡器会自动读出相关信息,反馈到控制中心由工作人员进行相应处理,绝大部分生产活动都可以实现自我组织。比如,工件在什么位置,在什么机床上加工,加工的时间长短,以及物料库存有多少,是否需要补料等等。这些信息直接与生产管理软件无缝集成在一起,生产过程中所有的数据均可在网络上实现高效、实时的流动和可视化展现,可轻松有效地解决生产过程中遇到的问题。新系统投入使用后,工厂库存减少了30%,生产效率提高了10%,由此节约的资金可达几千万欧元。

 

在博世北京工厂,所有的机床实现了互联。一台计算机管理着所有的数控机床,程序集中存储在中心服务器中,每台机床需要加工程序时会远程自动下载,机床的状态一目了然,开机、关机、运行,加工什么产品,加工多少件,故障信息,机床的利用率等,所有信息都自动、准确地显示出来,实现了生产过程的透明化和自组织。

人、机器、物料,企业生产的三要素,通过数字化手段实现互联互通,实现物理实体世界与数字虚体世界的深度融合,数据在人机物之间自由有序流动,从而将制造业逐步推向智能化。

 

3、虚拟世界与现实世界间数据自由流动,打造中国经济“双引擎”

李克强总理2016年5月25日在贵阳出席“中国大数据产业峰会暨中国电子商务创新发展峰会”指出,大数据新业态代表的创新理念要和传统行业长期孕育的工匠精神相结合,推动虚拟世界与现实世界融合发展,重塑产业链供应链价值链,促进新动能蓬勃发展、传统动能焕发生机,打造中国经济“双引擎”,实现“双中高”。

 

改变传统的产品研发、制造模式,在虚拟世界里进行产品设计、仿真、生产、销售、服务等工作,可明显缩短产品的研发、生产周期,做到“虚拟世界与物理世界深度融合,虚实精准映射、相互促进”。并通过设备物联网,将各种数字化设备与信息化系统进行深度集成,打通与外界的连接,并基于大数据分析,实现决策与生产管理的智能化。也就是做到设备的能听话(与外界能交互)、能说话(数据远程自动采集、可视化展现、短信通知等)、能思考(大数据分析、智能化决策)、能执行(能敏捷、快速、准确地通过设备自身或者人工等方法进行及时、正确地执行或干预),实现信息、物理世界深度融合,相互促进、共轭发展。

三、互联网+,实现企业内外的数据自动流动

现在,互联网+已经深入制造业,通过互联网可以消除企业与消费者的距离,实现与消费者零距离、交互的营销、服务等商业活动,更可以发挥互联网在社会资源配置中的优化和集成作用,形成更先进的生产管理新形态。

 

1)互联网+数据流动,实现制造端与消费端的零距离交互

为实现从大规模制造向个性化定制的转型,海尔早在2012年就开始了互联工厂的实践,致力于打造按需设计、按需制造、按需配送的体系。海尔通过“去中介化”、“去产品化”与用户零距离地打造了用户交互定制平台,用户可以远程查看自己所购产品生产的全过程。从定制选择、订单流转、生产过程、物流运输等各个环节,数据实现了自动有序流动,用户将不再是被动的等待,而是全流程的参与者、监管者。智能化的交互定制平台,将用户、企业融为一体,极大地拓展了企业智能制造的范围,企业内外互联互通、协同生产,用户与企业关系更加紧密。

2)互联网+数据流动,重构企业生产管理新模式

随着用工成本快速升高、市场需求频繁变化、竞争进一步激烈,以及数字化、网络化、智能化等新技术的快速普及,为适应市场发展,满足个性化、社会化、敏捷化的智能制造模式的需要,将来的工厂一定会改变当前“麻雀虽小,五脏俱全”的局面,一定会向充分利用社会资源方面发展,包括订单、人员、物料、设备的共享,也一定会淡化工厂之间的边界,甚至推倒横亘在工厂与社会之间的围墙,打破封闭、独立的生产模式,构建成开放的、服务型的平台,数据将在工厂内外、人机料之间、信息系统与机器之间通畅地流动,工厂不只是生产产品,更是生产数据,数据将成为企业的核心竞争力。

 

在这方面,青岛海尔模具公司走在了行业的前面。

为解决企业接单能力与企业人员成本的这对矛盾,该公司于2013年开始着手打造“模具云设计平台”,以期达到充分利用社会资源,改变以前工作全部由企业员工完成的封闭局面。现在,在这个平台上,活跃着数百位经过技能认证、信用审核通过的企业外部工程师,企业将工作分解后在平台上发布,这些被称为“云端资源”的工程师会根据技术要求、价格、工期等信息实现远程接单,任务交付并验收通过后,薪酬通过在线实时支付,整个工作全部通过网络实现了联接、协作。这样,通过“众包”这种社会化协作模式,社会上各种技能的技术人员,包括国企、外企、民营企业,以及学校中有初级技能的学生,他们均可利用自己的时间资源、智力资源,承接与自己技能匹配的工作,获取相应的报酬,实现自身“剩余智慧”的价值。对企业而言,通过互联网+的思想,在不增加人员编制的情况下,可以将企业人力资源迅速提升到数倍乃至数十倍,企业在效率提升、成本降低,以及企业的市场竞争力、抗风险能力等方面,都有了质的提升。

 

这种“云设计平台”是一个典型的互联网+应用新模式。是一种以工厂为中心,众多“云端资源”配合的社会化协作模式。将来的工厂为解决供需信息不透明、不匹配的矛盾,避免工厂产能过剩与订单找不到合适工厂的情况发生,工厂必然要打破自身组织的“围墙”,将自己的订单、设备、物料、人员等信息通过社会化的平台进行分享,实现企业—企业、企业—个人等多组织形态的社会化协作,构建“网状”的社会化制造生态圈。

四、智能工厂,数据自动流动无极限

未来的工厂,一切以客户价值为导向,承载知识的数据沿着产品价值方向而自由流动,从市场需求、产品研发、生产计划、生产执行、市场营销、售后服务,数据在收集、分析、决策、执行中增值,虚实精准映射,数体虚体世界指导、控制着物理实体世界的生产,解决了物理实体世界中的不确定性、多样性和复杂性问题,确保正确的数据在正确的时间发送给正确的人和机器,并进行正确的执行。同时,物理实体世界又通过反馈优化着数字虚体世界。虚实两世界相互融合,共轭发展,共同实现智能化生产。

虚虚联接、实实联接、虚实联接、内外联接,网联一切可以联接的数字化事物,实现数据在这些载体之间的有序自由流动。联接产生价值,数据流动产生价值,数据流动产生新的商业模式。

 

 

 

 

 

谈3D可视化系统在工业4.0三项集成的应用

 

  在工业4.0中,有纵向集成、端对端集成、横向集成的三项集成,这是工业4.0中非常重要的概念,是实现企业内、企业间价值流集成的关键。而基于模型的可视化系统在里面扮演着举足轻重的作用,下面与大家一同分享一下。

  一、基于模型的可视化系统是工业4.0三项集成的主线

  纵向集成主要是“将各种不同层面的IT系统集成在一起(例如,执行器与传感器、控制、生产管理、制造和执行及企业计划等不同层面)”(摘自德国工业4.0战略计划实施建议)。从信息化角度来看,就是在企业内以产品模型为主线,实现研发、计划、工艺、生产、服务的信息共享。

纵向集成和网络化制造系统

 

  而端对端,则是“通过产品全价值链和为客户需求而协作的不同公司,使现实世界与数字世界完成整合”。更是突出了以产品的研发、生产、销售、服务等为主线,实现企业间的集成。

  请见下图。(图示中“产品”二字,是Production execution,此处应该翻译为“制造执行”或者“生产”比较准确,笔者注)

  端对端的集成

  而作为三项集成中的最高层次,横向集成是“指将各种使用不同制造阶段和商业计划的IT系统集成在一起,这其中既包括一个公司内部的材料、能源和信息的配置,也包括不同公司间的配置(价值网络)”。也就是以产品供应链为主线,实现企业间的三流合一(物流、能源流、信息流),实现一种社会化协同生产。


  横向集成

  我们从横向集成的图中可以看出,信息流在企业内市场、销售、管理、计划、生产、工程各环节,以及外部的设计人员、客户、供应商、分包商等众多角色之间实现了集成与共享。

  通过工业4.0对以上三项集成的定义,我们可以看出,在工业4.0愿景中,基于产品模型,在企业内部、企业之间、社会化的智能制造及服务中实现信息共享是三项集成中都涉及到的重要技术。

  因此,在企业内外不同角色之间,实现3D模型的共享及可视化是实施工业4.0的重要组成部分。

  二、企业在产品3D模型管理、共享等方面存在的问题

  作为产品的重要信息载体,3D模型在企业的研发、计划、工艺、生产、销售、维保等方面,以及企业间协作的共享尤为重要。

  但企业常常被以下问题所困扰。

  1、不同软件间格式不兼容

  现在,市面上各种CAD软件繁多,如CATIA、PROE、NX、Solidworks等等,企业内部或者协作单位之间,软件经常不统一,格式也不兼容,如果进行转换,不仅费时费力,而且还存在数据丢失、多版本并存等问题,影响了企业内、企业间的信息共享。

  即便是实施了PLM系统的公司,在PLM与CAD之间往往也存在着类似问题,比如,用美国PTC公司的WINDCHILL 管理法国达索公司的CATIA模型,这种情况在航空工业等领域是非常普及的。由于WINDCHILL 与CATIA分属不同的软件公司,PLM不能直接浏览CAD模型,企业需要花费几十万元购买转换软件,并且也存在转换效率低、易于出错等缺点。

  2、投资与易用性问题

  企业人员众多,包括研发、工艺、生产、质量、销售、服务等人员都需要通过3D模型实现产品信息的共享,但企业不可能花费巨资为每个人购买一套CAD软件。另外,很多人员,如操作工人、市场、服务人员,也不需要掌握复杂的CAD系统,他们需要的只是3D模型的浏览、剖切、测量等基本功能,需要的是操作简单、成本低的可视化系统。

  3、云架构与数据安全性

  企业往往为了市场需要、维护需要等方面考虑,既希望客户或合作伙伴通过电脑、手机等就能远程访问他们的数据,实现人机交互、入口经济等新经济模式,同时,又不希望对方能下载到真实的产品数据,如何做到数据共享与安全的平衡,也是困扰企业的一个难题。

  总之,由于3D数据格式的不统一、不兼容,有很多的困难影响着企业内、企业间的共享,随着3D数据量的增多,这些问题会越来越突出。

  如果这些问题不解决,不说实施工业4.0的三项集成,就是对企业的日常工作也带来了很多的影响。

  三、来自德国的专业解决方案

  今天,向大家介绍一款北京兰光创新科技有限公司总代理、德国KISTERS公司的旗舰产品——3DViewStation 3D可视化系统,这是一款可以完全解决以上问题,甚至是颠覆您3D模型浏览习惯的系统,可在实现工业4.0的道路上助您一臂之力。

  以下是基本功能介绍。

  3DViewStation可视化系统在企业中的应用场景

  1、兼容性强

  3DViewStation是一款性能卓越的3D可视化系统,无需任何转换,可实现不同CAD系统的数据同步加载、可视化展现和检查。它还具有功能强大的分析功能,包括测量、标注、3D比较以及真正的Multi-CAD数据管理。

  支持的读取格式有3DVS、Catia、NX、CreoElements (Pro-E)、SolidWorks、Inventor、 SolidEdge、I-DEAS、STEP、IGES、ACIS、Parasolid、3D-PDF、JT、3DXML、STL、VRML、IFC 等。

  输出的文件格式,包括3DVS、Step、JT、Iges、Parasolid、3D-PDF、PRC、U3D、ACIS、STL等。

  支持在同一文件中、不同格式的文件直接打开

  2、 功能强大

  3DViewStation 功能强大,性能卓越,比如打开5.5GB的Catia复杂模型, 用自有的3DVS格式,仅需1 秒,用CATIA原有格式,也仅需7分钟。

  3DViewStation浏览波音飞机模型

  以下是其基本功能介绍:

卓越性能

可靠的CAD导入器

PMI:导入PMIPMI图形显示,按PMI类型过滤

导入CAD属性

还可用于印刷

激活并生成坐标系

拔模斜度分析

壁厚分析

3D图像比较

3D注释

3D标记

对象过滤器

投影面积

材料清单

层列表

视图(预览模式)

动画视图

支持3D鼠标

潮流界面

界面可定制

全屏模式

撤消功能

鼠标调整

MultiCAD数字样机

模型剖切

测量

标注

平移

旋转

缩放

爆炸图:手动和自动

提取线

渲染

显示网格

属性区:密度,质量、重心

图文导出

3D导出:STEPJT3D-PDF等格式

  3、运行平台多样

  既支持台式机、笔记本电脑,也支持各类PAD、手机等智能终端。

  并具有以下功能及应用:

  • 任何人都可访问3D数据,即便是不太常用软件的人

  • B/S架构,云解决方案

  • 互联网入口经济

  • 客户端零安装(比如,不需要JAVA)

  • HTML5浏览器即可流畅运行

  • 非常快,即便是网络带宽很低

  • 极快的加载速度,不用下载几何图元,数据安全受保护。

  手机等智能终端上的应用

  4、应用范围广泛

  3DViewStation可广泛应用于研发、计划、工艺、生产、销售、技术文档、协作、服务等环节,涵盖了产品的全生命周期。

  用于市场宣传或生产指导

  产品手册编写

  5、集成性好

  3DViewStation既可直接独立使用,也可集成到PLM/ ERP/MES等各类管理系统中。

  比如,与PLM集成后,可方便地实现以下功能:

  • 浏览零件、装配

  • 分析

  • 零件、装配比较

  • 真正的多格式源数字样机

  • 使用PLM状态的颜色

  • 虚拟样机

  • 变量与可配置

  • 可视化的CAD载入

  • 关联几何到相关的图元& 文档


  与PLM集成后的效果

  四、结束语

  总之,3DViewStation兼容性强、功能强大,可完全满足您在企业内、企业间的各种可视化的使用需求,也是将来实现工业4.0三项集成的重要基础。

 

 

 

 

 

软件定义流程和方法论 | 软件定义制造业

工业创新包含着两个维度的创新,分别是技术创新和商业模式创新。

技术创新是将科学技术研究转化为生产力,从而创造出更有竞争力的产品;商业模式则是如何创造和传递客户价值和公司价值的系统。

技术决定着产品的产出,商业模式决定着产品的卖出。工业企业技术创新和商业模式创新相互作用,动态演进,共同影响企业的发展。

 
技术创新的三个核心层次分别是过程技术、使能技术、产品和服务,其中过程技术的创新更是技术创新的基石和助推器。过程是为了获得高质量产品和服务所需要完成的一系列任务的框架,它规定了完成各项任务的工作步骤。
 
方法和工具是为了解决某一种类型的问题,方法和工具的丰富,满足了各种不同特定目的。各种特定目的组合起来就可以解决更加复杂的任务类型,过程中使用的一整套技术方法的集合就沉淀成了过程资产,形成了方法论。面对未知世界,着眼于新问题的解决办法的时候,方法论就体现出了威力。企业架构、MBSE、流程建模和项目管理,就是在解决在各种工业复杂问题后,所固化成的可以反复运用的工业方法论,并且是数字化的方法论,有着具体的软件平台,软件算法和软件模型语言来支撑。


软件定义流程和方法论

 
企业架构
企业架构(Enterprise Architecture,EA)不是新鲜事物,在国外已经有约30年的发展历史。但引入国内才几年时间。企业架构简单来说是企业对其所有的业务流程和信息系统设施进行宏观的战略规划方法,它是一套成熟的信息化方法论,使IT能够有效支持业务和战略。
 
企业架构(Enterprise Architecture,EA)的概念产生于1987年,概念的提出是为了应对日益复杂的IT系统,以及高投资、低回报的问题。需要使用一个逻辑的企业构造蓝图(即一个架构)来定义和控制企业系统及其组件的集成是非常有用的,并从信息、流程、网络、人员、时间、基本原理等6个视角来分析企业。
 
随着EA的发展,产生了很多的流派,当前主要的EA架构包含:通用框架Zachman、TOGAF (The Open Group Architecture Framework)、以及适用于政府和军方的美国联邦政府的标准架构FEA、美国国防部的DoDAF等。
主流的企业架构
 
企业架构在充分考虑企业所处的内外部环境的基础上,把企业战略、业务、流程、数据、应用、组织、资源、计划、绩效、IT、风控、质量等领域作为一个整体对待,使得各方力量能够在统一的工作方法和语义协同下开展工作,能将业务和信息化工作紧密结合,降低、补偿或消除信息化风险,助理企业进行管理变革和信息化建设。这些模型主要分成两派,如今正在逐步的融合在一起。随着企业架构的不断进化,企业架构理论越来越与战略和业务相融合,逐步形成了业务架构、数据架构、应用架构和技术架构4个子架构。
目前TOGAF已经发展成为了最主流的的企业架构方法。TOGAF 是通过300多家开放群组架构论坛的会员协同努力发展的,会员包含全球领先的IT客户及厂商,有80%的福布斯全球排名前50的公司在使用。不同的行业会根据TOGAF通用企业架构框架,结合自己的行业特点和公司业务,进一步开发适合自己公司以及行业特点的架构标准框架与方法。华为也是重要的参与者,而目前中航工业则在实践领域,发展了一套系统的理论和方法。
 
同样,西门子就在TOGAF基础框架之上开发出了Siemens ADP (Siemens Architecture Development Process), 如下图所示。
具体的实践
 
西门子的架构开发流程ADP包含以下6个大的阶段,ADP提供了一个通用的架构开发基础流程,这些阶段在执行的时候可以顺序发展也可以并行迭代,比如在架构开发阶段之前先开始总体治理。
 
基于模型的系统工程MBSE
系统工程是一门处理复杂问题的学科,它在本质上要求将复杂问题作为一个整体来思考,进行系统分析和系统设计,使系统整个系统预定的目标。
 
一些人认为系统工程是一个年轻的学科,而另一些人认为它已经很老旧了。其实无论从什么角度来看, 系统和系统工程的相关实践已经存在很长时间了。从埃及金字塔,到中国的万里长城,从火车到大型机械设备,从载人航天到互联网。随着系统的演化,在系统功能的数量方面, 组件和接口数量以及非线性交互和突发属性数量上都是持有一个递增的趋势。每一个复杂性指标在过去的五十年都急剧增长,而且由于利益相关者的功能要求和技术的进步,这些指标在未来也会不断的继续增长。
数量带来的复杂性
(零部件、功能和交互)
 
系统工程的应用领域非常广泛,其在航空航天和国防工业是一种公认的实践,并且作为一门独立的学科在其他行业也逐渐得到认识。 比如消费电子行业、软件电子行业、能源行业、交通行业、公共事务领域、自动化行业、生物化学行业。系统工程师在这些不同的行业有着不同的名称和叫法,每个应用领域都有独特的驱动因素来影响系统工程实践。 
系统工程应用领域
 
在航空航天领域,系统工程最为典型的案例要属美国的“阿波罗登月计划”。“阿波罗登月计划”的全部任务分别由地面、空间和登月三部分组成,是一项复杂庞大的工程计划。它不仅涉及到火箭技术、电子技术,冶金、化工、通信、计算机等多种技术,而且为了把人安全地送上月球,还需要了解宇宙空间的物理环境以及月球本身的构造和形状。
复杂系统的实现
 
参与研究的科研单位与企业约2万多家,涉及40多万人,研制的零件达百万件,耗资约300亿美元,历时11年之久。
 
然而传统的复杂系统研制模式都是基于文档的,包括详细设计文档、接口需求说明书、测试计划等等,不同的设计人员关注的领域不同,字面的描述不精确很容易产生理解的不一致,在产品设计过程中经常出现反复迭代修改等情况。
 
而基于模型的系统工程(Model-Based Systems Engineering , MBSE)则是解决这些问题的一个比较好的方法。它从需求阶段开始就是通过数字模型的不断演化、迭代递增而实现产品的系统设计,通过模型的结构化定义可以清洗地表达产品设计各方面的需求,在设计初期就能通过仿真发现大量的不合理的设计方案。同时,由于模型的唯一性,还为各方提供了一个统一的、无二义性的设计工具,便于在不同的平台拥有相同的描述和语境。
从文本到数字的进化
 
国际系统工程学会INCOSE发布了最新的MBSE 2025远景路线图,规划了三个MBSE的成熟度阶段会有相应的技术和能力的延展。
MBSE进化图
 
2010年,主要还是文档设计为主,而到2025年会在包括学术和工业的各个应用领域里构建起跨领域的分布式和可靠的MBSE模型库。
 
显而易见,在设计、研发、标准开发、流程实践、工具、教育培训等诸多领域,MBSE的引入和使用能提高获取、分析、共享和管理复杂产品全部规格相关联的完整信息的能力。
 
流程建模和项目管理
在历史上,企业流程再造(Business Process Reengineering,简称BPR)理论可以说是当今企业界和管理学界研究的热点——尽管它已经成为一个失败的代名词。在1990s,BRP的热度甚至超越八十年代以及时制造JIT(Just-in-time)和全面质量管理 TQM(Total-quality-management)为代表的管理理论和实践。
 
流程再造出自于当年的ERP普及时代,随着很多ERP项目死掉,这个词也变成大家躲之不及的一个概念。然而它的精髓仍然被保持下来,流程建模就是源自“流程再造”而又得到升级发展的一个管理实践。以前叫BPR,现在已经叫BPM:是管理而非鸡鸣狗跳的再造。
 
企业流程管理已经成为大趋势。海尔、华为甚至都直接设置专门的流程管理团队,并赋予其诸多的创新的期望值。
 
流程建模是指运用流程建模方法或者工具,建立起业务流程的分析模型。流程建模的任务是将企业的业务流程用图形化方式清晰的描述出来,从而帮助企业明确完成流程所需的步骤、流程的关键决策点、流程瓶颈问题,并实现流程的可视化。
 
具体流程建模方法,业界有很多具有实际应用价值的建模体系。德国A.W.Scheer教授提出的基于企业业务流程全面分析的信息系统集成架构ARIS(Architecture of Integrated Information System)是广为流传的一种方法,它提供了一套如何定位于关键问题并对业务流程进行评估和集成的方法,ARIS已经被很多企业用来进行流程建模、分析和诊断。ARIS是现今流程的企业建模软件之一,并在制造业的应用中取得了比较突出的实践成功。
 
西门子标准流程库(Reference Process House)就是基于ARIS平台搭建的,该流程库所管理的流程范围覆盖所有业务流程(CRM、SCM、PLM)、管理流程以及支撑流程,用于定义在全球40个国家、120多个分支结构的业务流程。其中层级0到层级3是完全和总部标准流程模型保持一致的,只有4级到6级的流程才允许各个不同的地区和业务集团根据实际情况自定义,这样就保证了标准化和自由度的兼容问题。
 
ARIS软件框架下抽象出来的企业流程,与我们通常理解的在纸面上或者通过VISIO绘图软件绘制的流程图是有区别的,ARIS流程管理软件自带数据库,流程之间是相互联系的,将企业的组织、岗位、数据、系统、产品等管理要素联系在一起。
自适应的框架
 
流程建模和项目管理从来都是一起紧密配合的,仅仅有了流程的定义,描述和模型是不够的。如果没有落实到严格的产品开发项目管理体系中,就像是买来书放在案头上不看,同样是学不到知识的。项目管理体系包括项目阶段的划分,人员角色的分配,项目关键里程碑和质量的汇报机制、最佳实践项目模板的定义,以及相关的项目绩效评估措施。PLM流程通过强大的流程项目管理团队专职辅助产品开发流程的执行,流程教练和项目管理办公室的角色保证不同阶段的产品及时交付和质量保障。
项目管理机制
 
全新的工业革命浪潮,让复杂的工业,开始被更多的人关注和理解。然而对工业4.0而言,需要关注不仅仅只是某些闪亮的技术点,更值得思考是位于工业创新顶层的方法论。有了体系化方法论的支撑和指引,才能走的更快、走的更远——那才是落下脚印的支撑地。
U8 供应链管理解决方案.pdf
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供应链管理解决方案.pdf
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供应链设计与管理.pdf
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