走新型工業化道路 推進家具制造的信息化進程
1 “信息化”的形勢
20世紀90年代以來,信息化的浪潮正在全球范圍內掀起一場深刻的產業革命和社會結構大變革,各國為此都先后推出了新的發展戰略。1995年9月我國在制訂“九五”計劃之時,已正式提出了“加快國民經濟信息化進程”的戰略任務。1996年1月,國務院“信息化工作領導小組”成立。“九五”計劃的實施,使我國以信息技術為代表的高新技術產業開始迅速崛起;CAD/CIMS應用工程的示范作用也已經明顯展現。因此,2000年,國家在起草“十五”計劃時,進一步把信息化提到了一個很高的戰略地位,強調要以信息化帶動工業化,實現生產力的跨越式發展,科技部并提出了“十五”國家科技攻關計劃“制造業信息化工程”重大項目。深圳市在2002年的政府工作報告中還具體提出要改造提升鐘表、家具、玩具、服裝等8個傳統產業,投入29億元,重點實施80個技改項目,并建立電子檢測、服裝、鐘表、家具等四大公共技術服務平臺。
制造業曾一度被稱為“夕陽”工業。美國在20世紀70-80年代因忽視制造業的發展而在國際競爭中受到過沉重的打擊。進入90年代以后,從老布什到克林頓政府為扭轉局面,推出了振興美國制造也的一系列舉措。克林頓還提出要“促進先進技術的發展”。而采用信息技術,走信息化道路,則是形成“先進制造技術(Advanced Manufacturing Technology,AMT)”的決定性要素。AMT因不斷吸取其他學科前沿成果而已發展成為一門交叉學科---制造科學,并進入高技術的領域。
江澤民同志在十六大報告中,莊重宣告要在本世紀頭二十年,集中力量全面建設惠及十幾億人口的更高水平的小康社會。為此,提出必須抓好關系國民生計的八大任務,“走新型工業化道路”被列入其中的**項任務。雖然我國在上世紀末已基本實現了工業化,制造業也已經在世界排名第4位。但是,眾多制造業的“工業化”程度還很低。衡量一國是否實現了“工業化”,國際上有三個重要的結構性指標:**,農業產值占GDP的比重必須降到15%以下;第二,;農業就業人數占全部就業人數的的比重降到20%以下;第三,城鎮人口上升到60%以上。按照2001年的統計,我國的上述**項指標剛剛下降到15%,但第二項指標還高達50%,第三項指標則達不到40%。所以,我國工業化才達到中等成熟程度。
在過去的幾年中,我國的一些家具企業雖然在采用CAD手段、利用CNC加工中心以及實現信息化管理方面已小試牛刀,但其成效還未真正顯現出來。我們或許有更多的家具企業還在為市場的多樣化需求和價格大戰搞得焦頭爛額,甚至到了江郎才盡的地步。如何以信息化帶動工業化,使企業能占領市場的制高點?信息化的實質是什么?這是他們急需了解的。
2 “信息化”的實質
信息,通俗一點講,是人們通過感官感知并傳入到大腦的外界事物及其變化。人們在提取了信息之后,再經過大腦的加工,包括利用腦中已積累的知識和汲取的新知識加以比對,信息就有可能轉變成新的知識。多種能夠反映事物形態、內在規律和其他事物聯系等各種條件、關系的信息,已與能源、材料一起,被列為當今世界的三大資源。今天,信息能被列為一大資源,讓人們可以利用它創造更多的財富,離不開現代信息技術的成熟和廣泛應用。而“信息化”的目的,就是利用現代信息技術,使多種加工后的信息即時,準確地“指哪到哪”,從而在多個領域、多個層次上去促進社會生產力的發展。
只有當信息的多種表現形態,如數據、文本、聲音、圖像實現了數字化,以及信息的提供、交流、傳播、利用和管理實現了網絡化、即時化,人類社會才獲得了從物質型經濟向信息型經濟轉變的條件,人類的多種經濟活動也才不斷加深了對信息資源的依賴程度。
因為有了光纖通信技術、交互式網絡技術、多媒體技術和計算機技術的支持,全球性的信息互聯網絡(即信息高速公路)——因特網終于建成;多種形態的信息,現在也都實現了數字化。而這一切,僅僅發生在上世紀90年代之后。我國“信息化”的起步并不晚,但信息經濟的成長速度與工業經濟相比,說高達十倍都不為過。所以,如果我們不抓緊,一部小心就會被人家拋下很遠。
當前,國人對“信息高速高路”帶來工作和生活的嶄新變化,已經深有體會。對于信息經數字化處理后的高保真性、可壓縮性和可編輯性,多少有些了解。但對數字化帶來的一場“制造革命”,可能就知之甚少了。
現在我們都知道,處理信息離不開電腦,而電腦的原名是“數字計算機”。所以電腦只認識數字,而且只認識二進制的兩個基本數字0和1。各種信息的表現形態如文字、聲音和圖像等,也被稱作信息的載體或“代碼”。將代碼轉換成二進制代數0和1的過程,就是人們常說的“數字化”過程,亦稱“編碼”的過程(此時信息就成了“數據”)。信息要經過“編碼”,才能輸入電腦。而從電腦輸出時,又必須經過“譯碼”,還原成人們能感知的信息形態。請不要小看這0和1!電腦不僅可以用它來進行任何復雜的計算,而且其速度和精度是人腦遠不能及的。只要有數學公式、數學模型,電腦都能飛速地給出準確的結果來。這些有用的公式和數學模型還可以“固化”在電腦的芯片里。0和1不僅可以作運算,它還具有可以對事物進行邏輯判斷和控制的特,發明二進制計算機的阿塔納索夫因此還設計了“與”、“或”、“非”門電路,與二進制脈沖電路一起構成了現代數字計算機的基礎。
電腦強大的計算能力和邏輯推演能力,可以做許許多多1+1>2的事情。它雖然只知道“逢二進一”,但這是最基本的邏輯思維法則。中國古代《易經》中的八卦圖,早已提示了這個推斷事物因果關系的法則。只不過八卦圖中用“—”代表陽,用“--”代表陰,相當于波爾代數中的1和0。八卦中的(分別代表地、雷、水、澤、山、火、風和天),等同于用3個比特(bit,表示信息量的最小單位,即二進制的“位”)排出的8個二進制的數:000、001、010、011、100、101、110、111(對應于十進制的0-7)。八卦圖被人用來占卜,但是常人為什么還是做不到“料事如神”呢?因為人無法在“一瞬間”去做成百上千個方案的對比,也無法做完成千上萬個運算步驟,更不要說能夠“萬無一失”,但電腦都能做得到(當前**進計算機的運算速度可以達到35.9萬 億次/秒)。當然,計算機也不是萬能的。目前來看,對于感性的(非邏輯性的)思維,對于不少編碼的經驗類知識,電腦還難以適從。我們利用電腦的前提是,任何類型的信息必須都是“編碼”的,或者說是可“數字化”的。所以,“數字化”才是“信息化”的祖宗,沒有“數字化”就談不上“信息化”。文字、聲音和圖像類信息的數字化問題,并不是輕易就能實現的,需要攻克技術的許多難關。所以,最后一個數字電視的難關,直到1990年才由美國通用儀器公司攻克。人類才真正迎來了文字、聲音、圖像可交混傳輸的“互動式多媒體”時代,也迎來了“數字化”的春天。正如江澤民同志當時所指出的:“電子產業的巨大發展,電子信息技術的廣泛應用,正在把世界推進到一個所謂信息經濟時代。”
如今,人類已步入信息經濟時代,我們就應該學會用“信息化”的眼光來尋找利用信息資源的新機遇。例如,目前國內制造業普遍遇到的一個難題是“消費需求日趨主體化、個性化和多樣化,一個變化迅速且難以預測的買方市場已經形成,而傳統的規模化生產方式已不能適應這種新的市場變化趨勢。”怎么辦?如果我們仍然以傳統工業化的思想(甚至還夾帶農業時代的思想)來面對這個問題,我們將會無所適從,只能聽天由命。而如果用信息化的眼光來尋找新的結合點,我們就會發現一片新的天地。下面以兩個具體問題談談信息化的解決思路。
問題一:在生產要素中,時間是唯一不會帶來增值的成本。據調查,諸如服裝之類的產品,勞動成本只占總成本的10%左右,而時間成本要占到30%。在西方機電類制造業中,純粹的加工和裝配時間,有的甚至只占整個生產過程所需時間的2%,原材料和制成品的運輸時間占5%,其余93%的時間是生產準備的時間。這也許是比較極端的統計。但如果我們的家具企業也對生產準備時間與加工裝配的有效操作時間作一番統計比較,同樣會發現前者所占的比例相當高。有個別廠家在聽了作者的提醒后,發現果然如此,特別是他們正在為應對市場需求的變化,準備按多品種小批量方式組織生產,而這樣生產準備所占用的時間更會大大增加,成本就將難以控制。為此,他們提出了每天排產的行動計劃,并實行了“生產物料配送”。效果倒是很明顯,但因未能采用電腦排產,不得不增加3名統計員,天天上夜班做次日的排產計劃表。這樣帶來的問題是,人太勞累,而且易出差錯。
問題二:面對市場的個性化、多樣化需求和市場變化的不確定性,家具企業如果仍按主觀預測和按經濟批量去面向庫存組織生產,必然造成庫存的大量積壓。這個問題現在已經越來越嚴重,許多企業對此感到束手無策,一籌莫展。但是,如果我們到電腦里去開一個與自己工廠一模一樣的“影子工廠”行不行呢?先去做一次從設計到制造的全過程演練,把工廠開發的所有市場需要的產品都先“設計制造”出來,并存放在“影子工廠”的倉庫里行不行?現在的信息技術已經可以告訴你說“行!”去年我們曾到德國柏麗(nobilia)廚具公司在北京的專賣店里去問過,他們公司的電腦里存有上千個已被“影子工廠”設計和制造過的單元柜體,而且拉手以及柜里的配置還可任意調換。所以他們到世界上任何一個城市里去銷售廚房家具,都能讓當地的客戶獲得滿意的選擇。從中國地區的銷售情況來看,經常遇到的品種需求僅200個(單元柜體)左右。
這就是“信息化”帶來的虛擬制造技術,也稱為“靈境技術”。此時,產品信息與產品實物之間的等價性已經完全建立了起來。也就是說,一旦我們掌握了某種產品的全部信息,就可以在任何時候、任何地方準確無誤地將該種產品制造出來。如果不是急需,人們寧可貯存產品信息,而不會去貯存大量的產品實物,當然,如果需要時,又怎樣高效率、低成本地制造出來,這是另一個與“信息化”以及與“先進制造技術”密切相關的話題了,這將在下一講里展開。
3 “信息化”的指向
為了改變我們在國際分工中所處的不利地位,改變我們很多產業尚處在國際產業鏈**端的狀況,國家強調抓住當前信息技術迅猛發展的大好時機,“以信息化帶動工業化,以工業化促進信息化”,從而推進產品結構優化升級,形成以高新技術產品為先導,基礎產業和制造業為支撐、服務業全面發展的產業格局。因此,國家一方面要大力發展高新技術產業和新興產業,培養新的經濟增長點;另一方面,就是要積極利用高新技術,特別是信息技術來改造傳統產業。傳統產業的高新技術化實際是產業結構優化升級的重點。因為它面廣量大,特別是傳統制造業,占我國第二產業總量的80%以上。所以,“制造業信息化”是“十五”期間的一項緊迫任務,是以信息化帶動工業化的突破口。
那么,我國“制造業信息化”將重點指向哪些應用領域呢?“其中主要內容是抓好數字化設計、數字化生產、數字化裝備和數字化管理技術的開發與應用,并在這四個數字化的基礎上,通過集成創新,在我國形成一批有影響的、效益好的數字化企業,提高它們的綜合競爭力。”另外“十五”期間國家希望通過推廣“制造業信息化工程”,使制造業的面貌有如下三個方面的改觀。
3.1 在產品的創新設計方面
我國目前在二維CAD方面的普及和推廣工作,已取得了明顯的效益。但二維CAD只是解決了甩掉圖板的問題,只是能把一個想好的設計借助電腦快速、正確、漂亮地畫出來,卻解決不了創新設計和協同設計(Collaborative product commerce,CPC)又稱“協同產品商務”或“產品協同商務”的問題。
所謂創新設計,是指在產品概念設計階段,必然有一個動態的,不確定的、反反復復修改的構思過程,直到逐步逼近并最終獲得符合顧客需求的產品設計。所謂協同設計,是因為在設計階段,產品壽命中的80%的累積成本已經被固定;而且按傳統方式進行的產品研發過程,耗時太長,往往丟失了搶先市場的先機,所以現在許多企業都已經開始采用“并行過程”,以團隊協作的方式,讓上、下游的有關人員都來參與設計,這樣對設計的優化、縮短研發周期和降低成本都大有好處。但團隊成員中有些往往不具備基本的繪圖知識和尺寸概念,無法正確清楚地與設計人員“對話”,即使上游的材料和零部件供應商中有專業的設計人員,但他們可能在不同的地方,而且會使用不同的設計軟件。所以,要讓他們之間能借助電腦進行設計對話,主持設計方的CAD軟件最好能真實、快捷地生成三維實體圖樣,并可方便地進行修改;具有“上網”功能和適應多類通用設計軟件的數據接口;在同一軟件環境下,一旦造型和結構設計已被確定,應能自動生成與三維造型關聯的工程圖紙,如零件圖、結構裝配圖、裝配立體圖(爆炸圖)、包裝圖、效果圖以及材料明細表、價格統計表等。
可喜的是,國內一些為家具和室內設計專業提供軟件服務的公司,如廣州圓方計算機軟件工程公司等,已在三維設計軟件的開發方面,做出了卓有成效的貢獻。相信在面對創新設計和協同設計的市場新需求下,他們會加快步伐,為家具制造業信息化的推進,不斷做出更新的貢獻。
3.2 在企業的現代化管理方面
“十五”期間,國家要強化國產的、有自主知識產權的企業資源管理計劃軟件(Enterprise Resource Planning,ERP)和電子商務軟件的開發以及推廣應用。它的問題比推廣CAD類工具軟件要復雜得多。涉及從設計、制造、銷售到服務,包括人和事方面的諸多問題。要做許多調整和重組的工作,以貫徹新的管理思想和運用方式,從而才能取得理想的成效。
電子商務曾被人誤以為就是“網站”。其實網站只是電子商務的“窗戶”,電子商務是一座大廈,企業電子商務則是其中最多、**、最重要的房間。目前,無論國內還是國外,傳統企業都在大規模進入電子商務領域。它包括企業間和企業內部商務信息的管理和交易,有人甚至將企業資源管理計劃和供應鏈管理(Supply Chain Management,SCM)也包括在電子商務中。電子商務是關于因特網的計算機網絡化商務活動,隨著電子商務的不斷拓展,它將會對企業的組織形式,管理模式和業務流程產生深遠的影響。
電子商務為企業的商務活動創造了一種新的信息交流環境。它既可以降低企業的內部管理成本,也可以降低企業的外部交易成本,所以國家對此也很重視。IBM公司在推出電子商務“隨取即用”的**理念時,指出未來的電子商務將會像水、電、燃氣和電話等公用事業一樣無所不在,可以按需付費、隨取即用,并已將這個理念逐步付諸實施。
3.3 在數字化技術與裝備方面
我國的裝備制造業(機電工業)近年來因技改投資的直線下降,而出現了衰落的趨勢。所以“十五”期間不但要“大力振興裝備制造業”,而且要通過采用數字技術實現跨越式的發展。政府原來扶植的木材加工與家具機械制造業也多已衰落。但在市場經濟的推動下,沿海地區特別是廣東順德倫教鎮為代表的木加工機械、家具裝備制造業有了長足的發展,而且正在以“全球化”的思路,充分利用國外的技術和資金取得了更大的發展空間。
面向家具的裝備制造業還應盡快抓住國家推進“制造業信息化工程”的大好時機,積極采用數字化技術,并從低端做起,開發出一系列具有“零調整”或“零傳動”性能,并帶有數字顯示裝置的小型專用設備,以適應家具企業走向小批量多品種生產和組建柔性生產單元的需要。為此,家具裝備制造業還必須十分重視并充分了解因市場需求變化而將要發生在家具制造業內的一系列生產方式變革的動向。
4 “信息化”的難點
4.1 數字化設計
采用數字化設計的目的是要縮短產品的開發周期、快速、準確、清楚地生成加工圖紙,有效地控制成本和即時給出可供報價的成本數據。這些雖然首先要靠優秀設計軟件的支持,但企業的標準化、系列化、通用化設計不跟上來,在面臨產品市場需求的多樣化(大規模定制的前奏)時,就很容易導致零部件種類的急劇膨脹,而且設計每次都要重頭做一遍,很多情況下都是在重復做相同的結構;有些錯誤的設計也一次次地被重復,設計的時間和成本則仍然降不下來。
另外,還要注意對產品數據管理(Product Data Management, PDM)的投入。PDM是使CAD、計算機輔助工藝計劃(Computer Aided Process Planning, CaPP)、計算機輔助制造(Computer Aided Manufacturing, CAM)以及ERP等應用軟件實現數據共享,作為優化產品設計管理的必要保證。PDM還有利于使CAD、CAPP、CAM實現系統集成。在網絡環境下開展協同設計時,PDM要有兼容性很強的數據接口,以能處理來自不同設計軟件的數據,并使之集成。此時PDM就成了CPC的組成。現在國際上許多知名的CAD廠商都已開始宣稱自己已轉為CPC供應商,這是一個值得注意的發展動向。
4.2 數字化生產
現代工業化生產是以個性化、柔性化為主要標志,以客戶需求為主導的產品生產。家具制造業中的大多數企業,都將面臨這一選擇。它們將從大批量生產轉向多品種小批量生產,繼而轉向批量客戶化定制生產(大規模定制)。
在這一轉變過程中,生產控制的數量將會劇增,靠人工處理絕對跟不上,而且如果不向柔性化和即時化(Just in Time, JIT)的生產方式轉變,產品加工成本將居高不下,企業將難以維持。只有靠信息化、靠智能化的生產控制,才能顯著提高生產效率并確保產品的質量。現在,拿出數字化生產的方案并不難,難點是要拿出符合我國家具制造業實際的,能容納較多勞動力的柔性化生產組織方案來。在這種情況下,光有軟件服務商的支持不夠,必須有第三方咨詢服務的介入,才能使此項信息化工作獲得實質性的進展。
4.3 數字化裝備
這是家具裝備制造業必須認真研究的問題。數字化的高端產品,如加工中心(CNC),我們的研制水平還很低,當前如能積極引進外資搞合作生產應屬上策。而低端的產品,完全可以自行研發,且要加快速度。其實實現數字化并不難,難就難在“功夫在詩外”。如不能清楚地把握家具市場的變化趨勢和家具制造業的潛在需求,則有可能出現“畫蛇添足”的尷尬。
4.4 數字化管理
ERP帶給企業的首先是先進的管理思想,其次才是一種有效的管理工具。ERP進入中國已有20年的歷史,但應用的效果并不好,因此曾出現“上ERP等死,不上ERP找死”的說法。反映了企業的兩難心態。
所以,應充分認識到引入ERP是對傳統管理模式的一場革命。要改變過去的很多東西,如改變工作的習慣、實現數據采集的標準化,對業務流程的梳理和對落后流程的改造等。另外,不同行業、不同生產方式和不同管理模式,也都會帶來應用的差別。因此,做好軟件市場的調研,選準ERP服務商,邀請第三方咨詢專家介入等,都是必須認真考慮的問題。
信息化固然是我們走新型工業化道路的首要任務,但是在實施它以前,必須使企業轉變觀念,把現有生產方式轉變為規范的工業化生產方式,把傳統的管理模式轉型為現代管理模式。在這基礎上,我們才能踏上新的征途。
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