说透海尔智能制造的本质,从自动化、数字化到智能化的演进逻辑

财富   2024-11-01 17:59   河北  
以海尔为例解码智能制造的本质,从自动化、数字化到智能化的系统演化逻辑,而这一切的驱动核心是智能决策,智能决策渗透在智能制造的所有环节,智能决策的核心是基于数据的算法集成,进而通过智能决策驱动整个制造链条的自动化、数字化和智能化,这里面最关键的还是基于数据、算法、算力的数据智能。

自动化是指利用计算机技术和控制系统对工业制造、商业流程等进行机械化的程序化的操作和控制,自动化可以提高生产效率,减少人为犯错,增强产品质量和一致性。

数字化是指将信息从纸质或实物形式转换为数字形式,并利用计算机技术进行存储、管理、分析和传输,数字化可以加速信息交流,提高数据处理效率,促进远程协作。

智能化是指在自动化和数字化的基础上,利用先进的人工智能技术使系统具备感知、分析和决策的能力,并与人类进行更加智能的互动,从字面意思理解就是制造全过程有了智能,智能化可以进一步优化生产流程、改善用户体验,甚至创造全新的商业模式。

这三者之间的关系是:数字化为自动化提供了更加精细的数据支持,同时也为智能化提供了更加丰富的样本数据,自动化为数字化提供了更好的数据采集,同时也为智能化提供了更好的执行方式,而智能化则可以通过学习和优化来进一步提高自动化和数字化的效果。因此自动化、数字化和智能化是不可分割的三个方面,它们共同推动着社会向着更加高效、智能、可持续的方向发展。

智能化大体有两个层次,第一个是企业整体的智能化,建立属于企业自己的智能化生态系统或者智能化生态圈,第二个是产品和服务的智能化,产品变成智能化产品,服务变成智能化服务,这两个层次的演化关系,当然肯定是先从产品和服务开始,然后是业务和运营的智能化,最后才是整体的系统的智能化,只不过在实际的运作过程中一般是同步推进的。

比如美的的智能化产品和智能生态圈,海尔的各种智能化产品和智能生态系统,都是最典型的案例。

我详细说一下海尔智能制造技术的发展情况,从以下几个方面来解读:第一是自动化生产:海尔在自动化生产方面取得了显著成果。早在2014年,海尔就开始了自动化生产线的研发和实践,目前已经实现了全球生产线自动化率超过70%,自动化技术的应用,不仅提升了生产效率,还降低了人力成本和错误率。

在海尔的生产车间中,自动化设备和生产线被广泛应用,比如大量的工业机器人参与到产品的搬运、装配、焊接等重复性、高强度的工作中,这不仅提高了生产效率,还保证了产品质量的稳定性。相比人工操作,自动化设备可以 24 小时不间断工作,大大缩短了产品的生产周期,以海尔的冰箱生产线为例,以前需要大量工人进行组装作业,如今通过自动化生产线,能够快速、精准地完成冰箱的组装,生产效率大幅提升。

自动化的推进使得海尔能够实现标准化、规模化生产,通过设定统一的生产参数和流程,产品的质量和性能更加稳定,能够满足大规模市场需求。这种标准化的生产模式也为后续的数字化和智能化发展奠定了基础,因为只有在标准化的基础上,数据的采集和分析才更有意义,智能化的决策才能更准确地指导生产。

第二是数字化工厂:海尔组建了由全球近6000名研发人员组成的智慧工场团队,并在各地搭建智能工厂,通过将传感器、物联网技术等应用于设备和流程管理中,实现环节之间的协同,并保证在生产过程中达到高质量、高效率、高安全的目标。

海尔通过工业互联网技术,将生产设备、传感器、控制系统等相互连接,实现了海量数据的采集,这些数据包括设备运行状态、生产工艺参数、产品质量检测数据等。

比如在海尔的智能工厂中,每一台设备的运行数据都会实时上传到数据平台,通过对这些数据的分析,能够及时发现设备的潜在故障,提前进行维护,避免生产中断,同时海尔还将产业链上下游的数据进行整合,包括供应商的原材料信息、客户的需求信息等,实现了全产业链的数据共享。

海尔利用数字孪生技术,构建了虚拟工厂,在虚拟环境中,工程师可以对生产工艺、设备布局、物流路径等进行模拟和优化,通过不断调整虚拟模型,找到最佳的生产方案,然后再应用到实际生产中,从而降低了试错成本,提高了生产效率,比如在新产品的研发过程中,海尔的工程师可以先在数字孪生工厂中进行产品的设计和测试,提前发现并解决潜在的问题,缩短了产品的研发周期。

海尔将生产、采购、仓储、物流、营销等各个业务环节进行数字化管理,通过信息化系统,实现了业务流程的在线化、自动化和可视化,比如在采购环节,海尔的采购系统可以根据生产计划和库存情况,自动生成采购订单,并与供应商的系统进行对接,实现了采购流程的高效协同,在营销环节,通过对客户数据的分析,能够精准地了解客户需求,为客户提供个性化的产品和服务。

第三是工人+机器人协同智能作业:在打造智能工厂的同时,海尔创新推出“数字人类”战略,即把传统员工培养成为“人机协作基础知识工人”,让他们与机器人合作完成某些重复性、繁琐性或难度较大的作业。这种模式提高了生产效率和品质,并且减少了人员受伤的可能性。

基于大数据分析和人工智能算法,海尔实现了智能决策,在生产计划制定方面,系统可以根据市场需求、设备状态、原材料供应等多方面因素,自动生成最优的生产计划。

比如当市场需求发生变化时,系统能够快速调整生产计划,确保产品的及时供应。在质量控制方面,通过对产品质量数据的实时监测和分析,能够及时发现质量问题,并自动调整生产工艺参数,提高产品质量。在能源管理方面,智能系统可以根据设备的运行情况和生产任务,自动优化能源分配,降低能源消耗。

通过工业互联网平台,海尔实现了与供应商、经销商等合作伙伴的智能协同,在供应链的各个环节,信息能够实时共享,实现了精准的需求预测、库存管理和物流配送。

比如当客户下达订单后,系统会自动将订单信息发送给供应商,供应商根据订单需求及时准备原材料,同时物流系统也会自动安排运输,确保原材料和产品的及时配送,提高了供应链的响应速度和灵活性。

海尔的产品不断向智能化方向发展,为用户提供更加便捷、舒适的使用体验,比如海尔的智能家电可以通过手机 APP 进行远程控制,用户可以在回家之前提前打开空调、热水器等设备,同时海尔还为用户提供了智能化的售后服务,通过对产品运行数据的监测,能够提前发现产品的故障隐患,并主动为用户提供维修服务。

第四是人工智能的全面应用:海尔在人工智能领域也进行了积极探索,在机器学习、人脸识别、语音交互等方面都具有一定的技术优势。其中,海尔智能家电把AI技术应用到智能家居中,实现了对用户行为和喜好的预判和匹配,可以看出海尔以智慧工场为核心,通过数字化、自动化、智能化等多种方式推进智能制造技术,成为国内领先的智能制造企业之一。

在海尔的智能制造和工业互联网实践中,自动化、数字化和智能化三个阶段是逐步演进、相互融合的,智能决策作为核心驱动,贯穿于智能制造的各个环节,通过对数据的算法集成,实现了生产过程的优化、供应链的协同和产品服务的升级,为企业的发展带来了巨大的竞争优势。

从生产计划的制定、设备的调度到质量的控制,都离不开智能决策。在生产计划制定方面,系统会根据市场需求、库存情况和生产能力等因素,通过智能算法进行分析和优化,制定出最合理的生产计划。在设备调度方面,智能决策系统可以根据设备的运行状态和生产任务的优先级,自动分配设备资源,提高设备的利用率。

智能决策的核心是基于数据的算法集成,海尔通过收集和整合大量的生产数据,运用机器学习、深度学习、运筹优化等算法,对数据进行分析和挖掘,提取出有价值的信息和知识,为决策提供支持。比如在产品质量控制方面,海尔利用深度学习算法对产品的质量检测数据进行分析,建立质量预测模型,能够提前预测产品的质量问题,实现质量的预防性控制。

智能决策通过对生产过程的实时监控和分析,能够及时发现问题并做出调整,从而驱动整个制造链条的自动化、数字化和智能化升级。比如当智能决策系统发现某一生产环节的效率低下时,会自动调整生产参数或优化生产工艺,提高该环节的生产效率。同时智能决策系统还可以根据市场需求的变化,及时调整生产计划和产品设计,使企业能够快速响应市场变化,保持竞争优势。

其实所有智能制造的核心都是智能决策,智能决策的核心是基于数据的算法集成,进而通过智能决策驱动整个制造链条的自动化、数字化和智能化,这里面最关键的还是基于数据、算法、算力的数据智能,如果更简单一点说就是智能工厂,然后就是围绕工厂开展的智能价值链,进一步拓展就是智能供应链,然后是智能化产业链,最外延是智能生态圈或者智能生态系统,所以智能决策的渗透是全方位的,从产品服务到业务运行,再到价值链、供应链、产业链和生态链,智能决策都一切的智能的核心。

我这么一说,你再理解智能制造的时候,就可以从自动化、数字化以及智能化三个维度的演化逻辑去思考,就能搞明白了。

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系统演化战略马北苍
华夏钧智创始人,系统演化战略创造者,智能时代转型升级领航者!
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