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工業4.0時代個性化定製如何實現?

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 15:33:30 來源:中國電子報

  雖然製造業的朋友們一直夢想著自己的工廠可以像很久以前一樣大批量生產某一種單一產品,因為這樣不論是訂單、物料、生產、技能、設備、工藝、人(ren)員(yuan)等(deng)等(deng)方(fang)麵(mian)都(dou)是(shi)最(zui)省(sheng)事(shi)兒(er)的(de),但(dan)是(shi)往(wang)往(wang)事(shi)以(yi)願(yuan)違(wei),社(she)會(hui)商(shang)業(ye)環(huan)境(jing)的(de)變(bian)化(hua)使(shi)得(de)我(wo)們(men)再(zai)也(ye)退(tui)不(bu)回(hui)一(yi)個(ge)工(gong)廠(chang)隻(zhi)需(xu)要(yao)大(da)批(pi)量(liang)地(di)生(sheng)產(chan)單(dan)一(yi)產(chan)品(pin)的(de)時(shi)代(dai)了(le)。工(gong)業(ye)4.0的概念在2013年悄然進入中國,在2014年受到社會各界的廣泛熱議,隨著最近工信部把智能製造作為2015年甚至未來很長一段時間的工作重點之後,工業4.0更是受到社會各界的廣泛關注。而工業4.0所描繪的未來場景中靈活、個性化定製是其要實現的工廠能力的核心。

  小批量多品種以及個性化趨勢到來

  實際上小批量多品種以及個性化的趨勢並不是因為工業4.0而來,它早已出現。

  工業4.0作為德國國家高科技發展戰略之一,麵向的是未來很長一段時間的工業發展趨勢,它把靈活、個(ge)性(xing)化(hua)定(ding)製(zhi)等(deng)特(te)征(zheng)放(fang)在(zai)顯(xian)著(zhu)重(zhong)要(yao)的(de)位(wei)置(zhi)是(shi)不(bu)無(wu)道(dao)理(li)的(de)。全(quan)球(qiu)的(de)商(shang)業(ye)環(huan)境(jing)都(dou)在(zai)發(fa)生(sheng)著(zhe)改(gai)變(bian),隨(sui)著(zhe)網(wang)絡(luo)化(hua)的(de)進(jin)一(yi)步(bu)加(jia)速(su),世(shi)界(jie)上(shang)不(bu)管(guan)是(shi)新(xin)一(yi)代(dai)的(de)人(ren)群(qun)還(hai)是(shi)老(lao)一(yi)代(dai)的(de)人(ren)群(qun),人(ren)們(men)都(dou)開(kai)始(shi)希(xi)望(wang)有(you)更(geng)多(duo)個(ge)性(xing)化(hua)的(de)主(zhu)張(zhang),更(geng)加(jia)願(yuan)意(yi)表(biao)達(da)自(zi)己(ji)個(ge)性(xing)化(hua)的(de)觀(guan)點(dian),更(geng)加(jia)關(guan)注(zhu)自(zi)己(ji)個(ge)性(xing)化(hua)的(de)需(xu)求(qiu)。微(wei)信(xin)、weibozheyangdezimeitixingshishidegengduoderenkeyiquzhangxianzijidegexing。duiyushiwuchanpindegexinghuaqushiyezaibuduandizengqiang,suiranweilaibukenengzuodaosuoyouchanpinwanquangexinghua,danshigexinghuayijigengduodexiaopiliangduopinzhongzhegequshiyijingwufazudang。

  在克裏斯·安德森所著的《長尾理論》中(zhong)對(dui)未(wei)來(lai)這(zhe)樣(yang)的(de)趨(qu)勢(shi)做(zuo)了(le)最(zui)明(ming)確(que)的(de)回(hui)答(da)。在(zai)書(shu)中(zhong),他(ta)詳(xiang)細(xi)闡(chan)釋(shi)了(le)長(chang)尾(wei)的(de)精(jing)華(hua)所(suo)在(zai),指(zhi)出(chu)商(shang)業(ye)和(he)文(wen)化(hua)的(de)未(wei)來(lai)不(bu)在(zai)於(yu)傳(chuan)統(tong)需(xu)求(qiu)曲(qu)線(xian)上(shang)那(na)個(ge)代(dai)表(biao)“暢銷商品”的頭部,而是那條代表“冷門商品”的經常被人遺忘的長尾。在以物理為基礎的“短頭”經濟中,20%的熱門產品,帶來80%的收入,並且帶來100%的利潤;而在以知識為基礎的“長尾”經濟中,20%的熱門產品,將集中為10%的熱門產品,其進一步分化為2%的大熱門產品和8%的次熱門產品。2%的大熱門產品,帶來50%的收入和33%的利潤;8%的次熱門產品,帶來25%的收入和33%的利潤。剩下的90%長尾產品,將帶來25%的收入和33%的利潤。從利潤上看,出現了平分天下的3個33%。誰還敢忽略小批量多品種和個性化定製?

  實際上小批量多品種以及個性化的趨勢並不是因為工業4.0而來,它早已出現,並且已經在改變著我們的供應鏈設計、工廠設計以及生產線的設計,接下來我們通過兩個實際的例子來說明具體如何實現。

  汽車行業個性化定製的實現

  實現小批量多品種甚至個性化定製的高效混合生產的前提是標準化,以及有一套非常嚴謹的信息化係統支撐。

  在這個方麵最容易想到的例子自然就是汽車行業,因為很多人已經知道現在汽車整車廠的總裝線已經可以做到多種車型的按訂單生產、混合生產了,而且每台下線的車都是不同的,同時又不損失生產的節拍和效率。例如寶馬汽車公司沈陽鐵西的工廠就可以同時生產BMWX1和BMW3係的很多不同的型號。

  具體如何才能做到這樣呢?是不是的確每一台車都是所有的東西完全不同的呢?這就要從汽車設計的標準化、平台化和模塊化說起了。在BMWdeshengchanxianshang,womenkeyikandaosuiranshengchandechexinghexinghaobutong,danshisuoyouchengzaicheshendegongzhuangshiyizhide,yejiushishuosuoyoubutongdechexinghexinghaodoukeyitongguotongyitiaoshengchanxianlaishengchan,congzheyidianwomenjiukeyilejieyidian:shixianxiaopiliangduopinzhongshenzhigexinghuadingzhidegaoxiaohunheshengchandeqiantishibiaozhunhua。keyixiangxiangwomenbixubaozhengyixieguanjianchicundebiaozhunhuacaiyoukenengzuodaotongyangdechanxianbuxuyaoqiehuanjiukeyihunheshengchan。pingtaihuahemokuaihuagengshiweizheyangdeshengchanmoshitigonglekeneng,BMWX1和BMW3是(shi)同(tong)一(yi)個(ge)平(ping)台(tai),所(suo)以(yi)不(bu)但(dan)他(ta)們(men)可(ke)以(yi)共(gong)用(yong)生(sheng)產(chan)線(xian),而(er)且(qie)他(ta)們(men)裝(zhuang)配(pei)時(shi)大(da)部(bu)分(fen)的(de)模(mo)塊(kuai)也(ye)是(shi)通(tong)用(yong)的(de),這(zhe)樣(yang)既(ji)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)模(mo)塊(kuai)的(de)選(xuan)擇(ze)搭(da)配(pei)來(lai)產(chan)生(sheng)多(duo)種(zhong)滿(man)足(zu)不(bu)同(tong)用(yong)戶(hu)需(xu)求(qiu)的(de)差(cha)異(yi)化(hua)的(de)汽(qi)車(che),又(you)可(ke)以(yi)讓(rang)模(mo)塊(kuai)(不再是零部件而是模塊)的數量大大地減少。

  在訂單和生產流程的設計上也會有所不同。大家都知道汽車行業是JIT(準時生產)做得最好的行業,按需生產、物料按需供應、零ling庫ku存cun是shi追zhui求qiu的de目mu標biao。那na麼me為wei了le滿man足zu個ge性xing化hua或huo者zhe小xiao批pi量liang多duo品pin種zhong的de生sheng產chan,當dang生sheng產chan計ji劃hua下xia達da的de時shi候hou我wo們men再zai去qu按an照zhao生sheng產chan計ji劃hua去qu倉cang庫ku準zhun備bei物wu料liao顯xian然ran是shi來lai不bu及ji的de。為wei了le真zhen正zheng實shi現xian按an單dan個ge性xing化hua定ding製zhi,每mei一yi台tai車che的de物wu料liao就jiu必bi須xu是shi一yi對dui一yi事shi前qian準zhun備bei好hao的de了le。這zhe也ye就jiu意yi味wei著zhe為wei了le履lv行xing一yi輛liang車che的de訂ding單dan,在zai開kai始shi生sheng產chan白bai車che身shen之zhi前qian的de某mou個ge時shi間jian點dian上shang,就jiu已yi經jing開kai始shi準zhun備bei該gai車che所suo有you所suo需xu要yao的de物wu料liao(模塊)了,再按照該訂單的配置一對一地把所有的物料關聯在一起。換句話說,它們還都分散在生產線上、倉庫裏、供應商裏的時候就已經是關聯在一輛車上的了。當我們看到在進行白車身的生產的同時,已經按照這個訂單在生產底盤係統、動力係統、內飾係統了。這一切都是經過生產信息化係統精確計算和跟蹤的,以確保在總裝線上開始總裝的時候送來的所有的物料(模塊)就是按照這個訂單的配置準備的,不光是物流的型號,連送達的時間也必須精確地保證,以確保每輛車60秒的節拍而不耽誤一秒鍾。

  為了實現這樣一套個性化定製的流程而又不損失節拍和效率,顯然是需要在產品的設計、物料供應的設計、生產流程的設計以及生產線的設計上進行非常係統性的規劃的。訂單與車身、物料要精確地匹配,要保證供應的順序還必須準時送達。而這個過程又涉及到不同的車間、butongdebumenyijihegongyingshangzhijiandeyouxiaoxietong,zheyangdefuzaguochengshibukenengtongguorendeguanlilaijingquezuodaode,zhejiubixuyouyitaofeichangyanjindexinxihuaxitongquzhichengzheyangdeliucheng,tongshishengchanxiandeshejiyebixuchongfenkaolvdaoruhequebaozheyangdeliuchengdeshishi。

  為了實現這樣的生產模式,必然需要投入大量的人力物力進行係統性的規劃、設計、開(kai)發(fa)和(he)實(shi)施(shi)。整(zheng)車(che)廠(chang)的(de)投(tou)資(zi)往(wang)往(wang)幾(ji)十(shi)甚(shen)至(zhi)上(shang)百(bai)億(yi)人(ren)民(min)幣(bi),怎(zen)樣(yang)才(cai)能(neng)做(zuo)到(dao)在(zai)投(tou)資(zi)之(zhi)前(qian)確(que)信(xin)這(zhe)樣(yang)一(yi)個(ge)複(fu)雜(za)的(de)流(liu)程(cheng)萬(wan)無(wu)一(yi)失(shi)呢(ne)?為(wei)了(le)更(geng)好(hao)保(bao)障(zhang)整(zheng)個(ge)供(gong)應(ying)和(he)生(sheng)產(chan)的(de)流(liu)程(cheng),必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)充(chong)分(fen)的(de)仿(fang)真(zhen)設(she)計(ji)。

  例如,奧迪汽車公司的總裝工廠的生產流程采用了Automod(應用材料公司的流程仿真軟件),jinxingleweiqiyiniandeguihuashejifangzhenheyouhua。zaizheyinianzhong,aoditongguobuduandifangzhenlaiyouhuaqiliuchengheshengchanxiansheji,bagezhongkenengchuxiandeyichangqingkuangquanbukaolvjinqu,zaigezhongzhuangtaihetiaojianxiayunxingzheyangdeliucheng,guanchagongchang、物wu流liu和he生sheng產chan線xian的de設she計ji是shi否fou最zui優you化hua,從cong而er得de到dao了le這zhe樣yang一yi個ge可ke以yi支zhi撐cheng個ge性xing化hua定ding製zhi的de生sheng產chan模mo式shi。所suo以yi在zai大da型xing總zong裝zhuang線xian上shang,仿fang真zhen是shi不bu可ke缺que少shao的de一yi個ge環huan節jie。

  電子行業個性化定製的實現

  要同時考慮產品設計、工藝設計、物流設計、裝備設計,並且圍繞標準化、模塊化來進行,使生產流程能夠實現零秒全自動切換。

  汽(qi)車(che)行(xing)業(ye)在(zai)這(zhe)個(ge)方(fang)麵(mian)顯(xian)然(ran)是(shi)比(bi)較(jiao)靠(kao)前(qian)的(de),其(qi)實(shi)不(bu)僅(jin)僅(jin)汽(qi)車(che)行(xing)業(ye)做(zuo)到(dao)這(zhe)樣(yang),其(qi)他(ta)行(xing)業(ye)也(ye)都(dou)在(zai)做(zuo)同(tong)樣(yang)的(de)探(tan)索(suo)。我(wo)們(men)再(zai)來(lai)說(shuo)一(yi)個(ge)電(dian)子(zi)行(xing)業(ye)實(shi)現(xian)小(xiao)批(pi)量(liang)多(duo)品(pin)種(zhong)的(de)例(li)子(zi)。如(ru)果(guo)讀(du)者(zhe)對(dui)工(gong)控(kong)產(chan)品(pin)比(bi)較(jiao)熟(shu)悉(xi)就(jiu)會(hui)知(zhi)道(dao)有(you)一(yi)種(zhong)電(dian)磁(ci)式(shi)的(de)接(jie)近(jin)傳(chuan)感(gan)器(qi),每(mei)一(yi)家(jia)生(sheng)產(chan)這(zhe)種(zhong)接(jie)近(jin)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)廠(chang)家(jia)都(dou)會(hui)有(you)很(hen)多(duo)不(bu)同(tong)的(de)型(xing)號(hao),而(er)在(zai)生(sheng)產(chan)這(zhe)樣(yang)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)時(shi)每(mei)天(tian)可(ke)能(neng)會(hui)需(xu)要(yao)切(qie)換(huan)十(shi)幾(ji)次(ci)不(bu)同(tong)的(de)型(xing)號(hao)。有(you)的(de)廠(chang)家(jia)早(zao)在(zai)若(ruo)幹(gan)年(nian)前(qian)就(jiu)可(ke)以(yi)輕(qing)鬆(song)地(di)應(ying)對(dui)這(zhe)樣(yang)的(de)情(qing)況(kuang)了(le)。

  首shou先xian還hai是shi在zai產chan品pin設she計ji上shang入ru手shou,和he汽qi車che行xing業ye一yi樣yang為wei了le做zuo到dao小xiao批pi量liang多duo品pin種zhong首shou先xian要yao做zuo的de不bu是shi去qu真zhen正zheng地di差cha異yi化hua它ta們men,相xiang反fan是shi標biao準zhun化hua它ta們men,這zhe家jia公gong司si的de所suo有you的de接jie近jin傳chuan感gan器qi的dePCB(印刷電路板)都是一模一樣的,區別僅僅是在上麵安裝的零件的不同,這就帶來了一個非常好的優勢是不需要切換PCB,那麼又是如何保證不同的電路板上按照不同的型號安裝不同的零件呢?他們把所有的零件全部準備在SMT(表麵貼裝技術)機上,這樣產品型號的差異完全根據相同的PCB但是不同的條碼來實現。在生產線的最開始,機器首先自動掃描條碼,在識別了條碼之後SMT機ji會hui自zi動dong地di切qie換huan程cheng序xu去qu安an裝zhuang該gai型xing號hao產chan品pin的de零ling部bu件jian,而er當dang機ji器qi讀du取qu到dao不bu同tong的de型xing號hao的de時shi候hou就jiu會hui自zi動dong切qie換huan程cheng序xu去qu貼tie裝zhuang不bu同tong的de型xing號hao所suo需xu要yao的de零ling件jian,這zhe樣yang就jiu做zuo到dao了le生sheng產chan不bu同tong的de型xing號hao的de產chan品pin時shi的de0秒鍾切換。在生產完PCBA(PCBAssembly)之後,仍然是根據型號的不同會自動地切換安裝不同的感應磁芯,磁芯的設計也盡量地標準化,但是與PCBAdezuhehuixingchenggengduobutongdexinghao,zaijiexialaidegongxushizhuangrutaoguanbingzhujiao,zhexieyeshijiqihuigenjuchanpintiaomabutongerjinxingzidongdiqiehuande。zaijinxingchanpinceshishiyeshiruci,jianceshebeihuigenjubutongdechanpinxinghaozidongdixuanzebutongdeceshizhibiaojinxingceshi。

  這個例子再次說明我們必須要把產品設計、工藝設計、物流設計、裝備設計同時進行考慮,並且圍繞標準化、模塊化來進行,使得我們的生產流程具備能夠實現零秒鍾全自動切換的能力,於是我們得到了非常高效的小批量多品種的生產模式。

  由這兩個例子可以看出,麵對個性化定製、小(xiao)批(pi)量(liang)多(duo)品(pin)種(zhong)的(de)訂(ding)單(dan)需(xu)求(qiu)我(wo)們(men)並(bing)不(bu)是(shi)無(wu)計(ji)可(ke)施(shi)的(de),事(shi)實(shi)上(shang)一(yi)些(xie)行(xing)業(ye)領(ling)域(yu)已(yi)經(jing)找(zhao)到(dao)並(bing)實(shi)踐(jian)了(le)效(xiao)果(guo)不(bu)錯(cuo)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。既(ji)然(ran)我(wo)們(men)無(wu)法(fa)阻(zu)止(zhi)個(ge)性(xing)化(hua)定(ding)製(zhi)和(he)小(xiao)批(pi)量(liang)多(duo)品(pin)種(zhong)時(shi)代(dai)的(de)來(lai)臨(lin),我(wo)們(men)就(jiu)應(ying)該(gai)去(qu)擁(yong)抱(bao)它(ta)。因(yin)為(wei)隻(zhi)要(yao)願(yuan)意(yi)想(xiang)方(fang)設(she)法(fa)去(qu)嚐(chang)試(shi)、去(qu)努(nu)力(li),就(jiu)一(yi)定(ding)能(neng)想(xiang)出(chu)很(hen)好(hao)的(de)辦(ban)法(fa),再(zai)去(qu)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)現(xian)有(you)的(de)各(ge)種(zhong)最(zui)新(xin)的(de)技(ji)術(shu)和(he)手(shou)段(duan)去(qu)實(shi)現(xian)它(ta)。在(zai)現(xian)在(zai)這(zhe)個(ge)充(chong)分(fen)競(jing)爭(zheng)的(de)時(shi)代(dai)千(qian)萬(wan)不(bu)可(ke)以(yi)再(zai)左(zuo)顧(gu)右(you)盼(pan)看(kan)看(kan)別(bie)人(ren)有(you)沒(mei)有(you)做(zuo)到(dao),誰(shui)先(xian)想(xiang)到(dao)更(geng)好(hao)的(de)辦(ban)法(fa)去(qu)實(shi)現(xian)了(le),也(ye)許(xu)他(ta)就(jiu)是(shi)一(yi)匹(pi)征(zheng)服(fu)整(zheng)個(ge)行(xing)業(ye)的(de)黑(hei)馬(ma),而(er)你(ni)跟(gen)在(zai)別(bie)人(ren)的(de)後(hou)麵(mian)也(ye)許(xu)已(yi)經(jing)為(wei)時(shi)過(guo)晚(wan)。

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