工业互联 协同共享 智链未来

发表时间:2019-11-25 10:12

工业互联 协同共享 智链未来

武汉益模科技股份有限公司    易平

从最新的政府工作报告中可以看到,打造工业互联网平台是未来的一个大趋势,智能+的应用和推动将成为新的发展关键词,并以此来推动整个制造业的转型升级。模具作为重要的工艺装备,模具行业数字化、信息化、自动化以及智能化应用已经在路上。

一、中德模具产业对比

作为专业的智能制造系统整体解决方案提供商,我们关注国内模具行业的发展,同时也会将目光放眼全球模具产业。据德国WBA机构发布的报告显示,中国模具行业目前在市场规模上已经达到了世界顶尖地位,但在生产能力、产品质量等综合竞争力上,与德国等居世界前列的国家相比还存在一定差距(见图1、图2)。


图1   世界模具全景图


图2   世界模具国家能力排名

从竞争力维度来看,德国排名世界第一。据德国WBA机构统计的数据显示(见图3),德国前10强模具企业人均增加值{人均增加值=【订单总额-采购总额(包含外发)】/员工数},可以接近百万,而中国的人均产值(含采购额)仅30万左右。在模具交期这项数据上,德国有11%的订单是可以提前交货的,按期交货率更是高达69%,有80%的模具满足客户交货期要求,同时没有模具延期超过一周的情况。众所周知,模具交付延期是中国模具企业普遍面临的难题。此外,从模具表面质量的数据对比看,中国企业同样也与德国企业有着不小的差距。但是中国模具企业的员工平均年龄要比德国小近10岁,一方面说明德国的模具从业人员经验更丰富、工龄更长,这也是德国模具质量更高的原因之一;另一方面也说明中国模具行业需要更重视对人才的培养,这是我们赶超德国的关键因素之一。



图3   中德模具数据对比(来源于德国WBA机构)

通过德国WBA机构的研究报告可以看出,德国模具企业大多数会聚焦在某一个或某几个模具品类,而且对模具精度及尺寸等也会有明确的范围定位。相对而言,中国模具企业做的比较杂,这也是中德差距的核心原因之一。

综上所述,未来中国模具产业足够大,但在做强做精的方面应对标德国,并向专业化定位、专业化分工以及产业链协同的方向发展,进一步实现共享制造的新模式、新业态(见图4)。益模作为中国模具工业协会数字化信息化委员会主任单位,在去年的数信委年会上组织发布了模具行业信息化、智能制造蓝图及路线图,其意义就在于要为行业的未来发展服务,为行业发展提供引领服务,助力中国模具行业实现转型升级。


图4   模具共享制造

二、专业化定位

目前,国内已经有不少的企业开始向专业化定位的方向转型和发展。下面,以两家典型企业为例进行阐述。企业A主要生产汽车零部件模具,员工人数99人,人均产值高达120万,得益于企业A在专业化定位方面所做的努力,从成立至今始终将自身的业务领域定位于两大类高端汽车零部件模具;企业B专业定位口红包装模具,员工人数20人,产值已超千万,并且该公司在过去的5年内将设计工程师由5位降到了1位,这也是基于专业化定位和大力推行标准化所取得的卓越成果(见图5)。

1.制约企业专业化定位转型的困局

但大多数的国内模具企业在专业化定位方面还是处于比较初级的阶段,而制约企业专业化定位转型的困局主要有以下3点:

(1)单一品类的订单不足。国内模具企业十分重视规模扩张,但单一品类由于市场容量有限,不足以支撑企业快速做大,特别是在模具这个需要技术沉淀的行业。在这种情况下,企业往往会选择品类扩张,慢慢就没有了明确的定位。

(2)企业人员流动性高,导致了企业标准和知识体系变更频繁,难以固化形成体系。

(3)企业专业化的护城河不深,缺乏相应的信息化技术手段对企业的研发成果进行管理和保护,这也是制约专业化定位发展的关键因素。


图5   实行专业化定位的企业数据

2.专业化定位的推进

(1)标准化。推进企业的专业化定位,标准化是至关重要的一环。企业的标准化可以先从最大的品类开始,形成方法论后再复制到其他单一品类。实现标准化后,可使模具的设计时间减少30%~50%,加工时间减少20%~30%。

模具企业的标准化主要涉及设计和工艺两个方面。在传统的模具设计理念中,一套模具大概只有少数的零部件能够实现标准化,而未来的模具标准化率将会有极大的提高,这意味着一套模具大部分的零部件都可以在标准件库中找到。工艺的标准化则需要企业通过信息化的手段逐步完善和优化生产工艺流程,并逐步将相关的工艺流程固化形成企业的知识系统。


图6   模具设计的标准化

企业标准化的实现需要经过建平台、建数据、建知识这三个阶段,逐步完成企业知识的固化,将设计和工艺知识数字化、系统化,形成数字化的知识产权堡垒。


图7 实现企业标准化的三个阶段

(2)自动化。在标准化的基础上,企业可以进一步通过自动化来大幅提升生产效率。通过对比中德两国在自动化应用方面的一些数据,我们可以发现国内模具企业在自动化方面的发展与德国企业相比还存在较大差距(见图8)。值得关注的是,在2018年已经有越来越多的模具企业开始加大自动化方面的投入,以此来提高生产的效率(见图9)。像益模的自动化单元,2018年就已经在很多企业的生产现场投入应用,对生产效率的提升已初见成效,未来的应用前景相当巨大。


图8   中德模具企业自动化情况对比


图9   模具企业加大自动化方面的投入

三、专业化分工及产业链协同

在专业化定位的基础上,从整个行业的宏观角度来看,需要推动行业向着专业化分工和产业链协同的方向发展。据德国WBA机构统计的数据显示,德国模具行业的外协比例处于较高的水平,而且还呈现逐年递增的趋势。与德国模具行业高外协率相匹配的,是其高达92%的外协任务合格率和88%的外协任务准时率。


图10德国模具行业外协数据(来源于德国WBA机构)

国内很多模具企业不太愿意采用外协方式,主要原因是协作体系的质量和交期达不到企业要求。其中,最常遇见的制约国内模具行业外协发展的关键因素:客户标准、行业标准庞杂,导致外协过程中内外不统一;模具行业订单不稳定,存在明显波峰波谷,难以形成稳定的供应链;模具订单多以及单件生产模式,致使进度协同管控难度大。

反观德国,其模具企业核心供应商从2009—2015年已经由21家降至16家,形成了稳定的供应链协同体系(见图11)。对订单做必要的取舍,发展核心供应商,进而推动专业化分工的发展,也是国内模具企业需要思考和借鉴的。


图11   德国模具企业核心供应商数量变化(数据来源于德国WBA机构)

在推动专业化分工的过程中,很重要的一点就是要尽可能采用行业通用标准。益模在新加坡的一家客户就是应用行业通用标准的典范,该模具企业作为一家跨国公司,工厂遍布全球,但他们对行业通用标准的应用率达到了60%,在此基础上其供应链协同体系中对客户的服务及供应商的管理可以做到十分便利和高效。

针对供应链协同的难点,益模也做了非常多的工作。我们发现,很多模具企业面向的行业客户是类似的,所采用的行业标准也是类似的,但每家企业却都在建自己的标准件库,企业内外没有形成统一的标准体系。针对行业这种标准应用现状,益模成立了专业团队打造专属模具行业的标准件数据库,涵盖行业内最常用的2000多种标准,能够覆盖一般企业80%的通用标准需求,而且会定期更新和发布(见图12)。通过益模标准件数据库的建立,减少了行业内大量的重复工作。


图12   模具行业标准件数据库2019版(益模发布)

此外,益模与华为云合作的云设计模式正在进行测试(见图13)。在云设计模式下,所有的设计工作均可在云端完成,能够更好地统一设计标准,实现全球同屏协同,单一数据来源。


图13   益模云设计系统

此外,在制造环节同样也可以实现云端管控。益模的一家客户已经开始投入应用这种模式,通过RFID标识实现零件在加工流程中的全供应链、全过程数据共享,使生产管控更高效。


图14   加工流程中的全供应链、全过程数据共享

业务协同也是供应链协同中的关键环节。帮采通供应链管理平台针对模具行业供应链管理中的供应商管理、采购管理以及进度管控等环节,帮助企业实现更高效的供应链协同。宁波某大型模具企业通过帮采通平台,实现了对199家供应商的有效管理,采购、对账等流程的效率大幅提升,同时重要供应商到货准时率也由平均20%~30%提升为80%~90%。总的来说,帮采通可以协助企业在业务层面将客户打通,在系统层面将标准打通,实现高效供应链协同管理。


图15   帮采通供应链管理平台的应用效果

四 、共享制造

以专业化定位、专业化分工、产业链协同为基础,实现共享制造新理念、新业态,将是行业接下来一个值得思考和探索的方向。益模将持续以标准化、信息化、自动化和智能化技术推动模具行业向专业化定位、专业化分工及产业链协同的方向发展,缩小中德模具行业间差距,助力中国模具做强做精。

(本文来源于武汉益模科技股份有限公司易平博士/董事长在第四届模具制造2025高峰论坛的演讲稿的整理)


文章分类: 技术信息
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