面對(duì)百年未有之大(dà)變局，我國把智能制造作爲制造業未來(lái)發展的(de)主攻方向，智能轉型成爲支持制造業從高(gāo)速增長(cháng)模式向高(gāo)質量發展模式轉變的(de)一個(gè)重要途徑。很多(duō)大(dà)型制造企業紛紛進入數字化(huà)轉型的(de)進程，有些企業在智能制造方面投入巨大(dà)，但實際效果不如預期，其原因是沒有練好内功。企業管理(lǐ)競争力不強，技術與管理(lǐ)不平衡，“大(dà)技術、小管理(lǐ)”是我國企業普遍存在的(de)問題，快(kuài)速提升企業管理(lǐ)能力是當前智能轉型亟需解決的(de)關鍵問題之一。

過去100年，工業工程(industrial engineering，IE)/精益管理(lǐ)(lean management， LM)以其強大(dà)的(de)整合能力，推動世界經濟的(de)快(kuài)速發展。面對(duì)當今的(de)現實需求和(hé)新一代信息技術帶來(lái)的(de)發展機遇，IE/LM與新技術的(de)融合進一步豐富了(le)IE/LP(lean production)的(de)理(lǐ)論體系，帶來(lái)了(le)全新的(de)生命力，在智能化(huà)浪潮中繼續發揮關鍵作用(yòng)。

在德國，精益被列入構成未來(lái)智能工廠的(de)四大(dà)模塊之一。爲迎接“工業4.0”時(shí)代，德國企業界和(hé)管理(lǐ)學界提出了(le)管理(lǐ)4.0”這(zhè)一新的(de)管理(lǐ)體系，認爲要實現工業4.0，必須先實現管理(lǐ)4.0。在我國，精益也(yě)被認爲是實現國家制造戰略、加快(kuài)轉型升級的(de)基礎與保障，就企業而言，需要首先通(tōng)過精益管理(lǐ)積累起與智能制造匹配的(de)管理(lǐ)基礎，以标準化(huà)構建互聯互通(tōng)的(de)橋梁，支持數字化(huà)、網絡化(huà)、智能化(huà)目标的(de)實現。

然而，目前無論是在理(lǐ)論界，還(hái)是在實業界，關于IE/LM對(duì)智能制造作用(yòng)的(de)認識并不統一。如何認識IE/LM與智能制造的(de)關系，如何評價IE/LM對(duì)智能制造的(de)作用(yòng)，如何正确發揮IE/LM的(de)作用(yòng)，尚未有清晰的(de)解答(dá)。爲此，本文通(tōng)過梳理(lǐ)分(fēn)析美(měi)日德等先進國家工業化(huà)過程中的(de)規律性特征，明(míng)确IE/LM對(duì)企業創新發展的(de)具體作用(yòng)，并針對(duì)我國制造業的(de)現實水(shuǐ)平，探討(tǎo)智能制造滾滾大(dà)潮中IE/LM應該承擔的(de)曆史使命，從實施基礎準備、實施方案選擇以及實施後的(de)融合發展等角度深入分(fēn)析IE/LM與智能制造的(de)關系，爲我國企業實施智能制造轉型提供戰略思考和(hé)初步的(de)解決思路。

18世紀以蒸汽機爲代表的(de)英國工業革命，開創技術創新引領制造業發展的(de)先河(hé)。後來(lái)，歐洲的(de)德國、法國在電氣革命中占據領先位置，開創了(le)歐洲制造業統治世界的(de)局面。18~19世紀的(de)市場(chǎng)特點是“資源稀缺”，隻要在産品、工藝、設備、材料等方面實現技術創新，企業就一定賺錢，效益就好。

19世紀末20世紀初，以歐洲移民爲主的(de)美(měi)國，不僅繼承了(le)前輩的(de)技術創新基因，更是通(tōng)過創造另外一種工程技術，即解決效率、質量、成本(集成起來(lái)稱爲效益)的(de)工業工程，實現了(le)對(duì)歐洲的(de)超越。最典型的(de)案例是，汽車誕生于德國，卡爾·本茨在産品設計、制造工藝上貢獻非凡，可(kě)德國的(de)汽車生産組織模式卻是作坊式的(de)，效率低下(xià)。大(dà)西洋另一端的(de)美(měi)國密西根一位名叫亨利·福特的(de)企業家發明(míng)了(le)大(dà)批量流水(shuǐ)生産線的(de)新型生産組織方式，創造出比卡爾·本茨高(gāo)幾十倍、幾百倍的(de)生産效率。亨利·福特憑借工業工程的(de)原理(lǐ)和(hé)德國的(de)創新技術，在汽車市場(chǎng)的(de)競争中取得(de)了(le)成功。工業工程支撐美(měi)國取得(de)了(le)一戰和(hé)二戰的(de)勝利。美(měi)國人(rén)用(yòng)兩個(gè)拳頭——技術創新與以工業工程爲特征的(de)管理(lǐ)創新打垮歐洲同行，獲得(de)了(le)制造業世界霸主的(de)地位。

有趣的(de)是，被美(měi)國人(rén)在二戰中打敗的(de)日本和(hé)德國，不僅毫不猶豫地學會了(le)美(měi)國的(de)工業工程，還(hái)将其改造成自己的(de)管理(lǐ)理(lǐ)論和(hé)方法，用(yòng)“技術創新+管理(lǐ)創新”兩拳頭武裝自己，在制造業競争中迅速崛起，達到世界一流。日本的(de)豐田生産方式(Toyota production system，TPS)在20世紀80年代後期被驚奇的(de)美(měi)國人(rén)概括爲精益生産(後發展爲精益管理(lǐ))，并成爲風靡全球的(de)助力企業競争力快(kuài)速提升的(de)利器。

産品、工藝、設備、材料的(de)技術創新與效率、質量、成本的(de)管理(lǐ)創新的(de)結合，成爲當今國際一流制造強國(美(měi)國、日本、德國)的(de)最明(míng)顯特征，如圖1所示。圖2按照(zhào)時(shí)間線給出了(le)美(měi)日德三國工業化(huà)100多(duō)年來(lái)的(de)IE發展曆程與各國GDP增長(cháng)之間的(de)關系。

綜合圖1、圖2可(kě)以得(de)到一些有啓迪性的(de)結論。首先，盡管這(zhè)些國家制造業發展起點不同，經曆了(le)不同的(de)轉型升級階段，但在過剩市場(chǎng)競争轉型升級時(shí)，都不約而同地經曆了(le)使用(yòng)IE/LM的(de)發展階段，并且在這(zhè)些國家工業化(huà)的(de)過程中，IE始終相伴左右，其應用(yòng)層次與國家工業化(huà)之間存在著(zhe)顯著的(de)相關性。IE作爲工業化(huà)過程的(de)助推器，每每在經濟發展出現乏力之時(shí)，都會與新興技術結合，在不斷創新、發展自己的(de)同時(shí)，推動工業化(huà)水(shuǐ)平向更高(gāo)層次邁進。其次，就IE本身的(de)發展過程而言，美(měi)國作爲IE的(de)起源地，始終保持IE研究與應用(yòng)的(de)領先地位外，其他(tā)國家無一例外都經過了(le)“模仿—改進—融合—創新”的(de)道路，從最初的(de)單純模仿到結合本國國情進行本土化(huà)改造，形成适合本國的(de)生産制造模式。再次，從IE應用(yòng)的(de)水(shuǐ)平看，上述三國都是遵循相同的(de)基本路線，即從解決個(gè)體效率的(de)基礎IE應用(yòng)到面向制造系統效率改善的(de)精益生産，再到面向整個(gè)企業和(hé)供應鏈協同的(de)智能制造，實現不斷提升。

這(zhè)一過程中，IE與技術創新相生相成，推動制造模式和(hé)工業化(huà)水(shuǐ)平的(de)不斷提升。美(měi)國按照(zhào)工業工程→精益生産→信息化(huà)與CIMS→互聯網和(hé)雲制造的(de)路線發展，日本經過了(le)工業工程→豐田生産方式→全面精益生産→信息化(huà)的(de)過程，德國則經曆了(le)效率工程(标準化(huà))→工業工程(道維斯計劃與方法時(shí)間測量(method-time management，MTM))→精益生産、流程改善→信息化(huà)→智能制造、工業4.0的(de)發展路線。同理(lǐ)，我國的(de)一汽、濰柴、華爲等領先企業通(tōng)過創新性的(de)IE/LM應用(yòng)始終保持行業的(de)優勢地位。由此，我們可(kě)以得(de)到這(zhè)樣的(de)結論:從“放任式管理(lǐ)”到“科學管理(lǐ)/工業工程”，到“豐田生産方式/精益管理(lǐ)”，再到“智能制造/數字化(huà)管理(lǐ)”是企業管理(lǐ)創新的(de)基本路線，IE/LM是智能制造的(de)理(lǐ)論基礎和(hé)方法基礎。

事實證明(míng)，管理(lǐ)的(de)有序性、不可(kě)超越性，決定了(le)隻有夯實IE/LM的(de)基礎，才可(kě)能實現智能制造等高(gāo)端制造。沒有現場(chǎng)改善的(de)基礎，任何先進的(de)管理(lǐ)技術應用(yòng)都難以奏效。制造業發展是“技術+管理(lǐ)+人(rén)”的(de)系統競争過程，從工業1。0到工業4.0，任何一次技術的(de)重大(dà)突破、轉型升級都注定與生産模式的(de)變革、管理(lǐ)技術的(de)創新相伴而行，它們共同推動工業經濟向更高(gāo)層級邁進，如表1所示。

2.1 馬車模型

制造企業猶如一駕馬車(圖3)，由兩個(gè)輪子、一匹馬和(hé)駕駛者(人(rén))所組成，同時(shí)集成了(le)缰繩、車軸、車轅等子系統。

(1) 馬車模型中的(de)“兩個(gè)輪子”是技術創新與管理(lǐ)創新。馬車要跑得(de)快(kuài)，必須兩個(gè)輪子一樣大(dà)，如果一個(gè)大(dà)、一個(gè)小，馬車肯定跑不快(kuài)，甚至原地打轉。我國制造企業如果僅在技術、裝備上領先國際，會因爲效率、質量、成本等管理(lǐ)創新要素上不去而在競争中敗下(xià)陣來(lái)。隻有管理(lǐ)與技術雙輪前行。才能支撐這(zhè)駕馬車在工業化(huà)的(de)道路上順利前行｡

20多(duō)年前，一汽-大(dà)衆買下(xià)德國大(dà)衆的(de)全套生産系統，其廠房(fáng)、環境幾乎完全相同，企業總經理(lǐ)、車間主任等重要崗位都是德國大(dà)衆的(de)人(rén)，隻有員(yuán)工是中國人(rén)。然而一汽-大(dà)衆生産的(de)車在質量等方面還(hái)是比不上德國大(dà)衆原裝進口車。其原因在于當時(shí)一汽-大(dà)衆的(de)另一個(gè)輪子——管理(lǐ)創新的(de)能力低于德國大(dà)衆。近幾年，一汽-大(dà)衆意識到問題所在，将精益生産管理(lǐ)推動得(de)如火如荼，也(yě)因此，他(tā)們在産能過剩的(de)情況下(xià)仍然在同業中處于領先地位。

(2) 馬車模型中的(de)“馬”代表企業的(de)動力。馬是否有活力即企業是否有活力，取決于企業文化(huà)的(de)質量和(hé)這(zhè)種企業文化(huà)下(xià)企業出台的(de)一系列政策、機制等。一個(gè)企業如果死氣沉沉、沒有活力，那一定是機制、文化(huà)、政策出了(le)問題。所以，企業文化(huà)是企業的(de)“源動力”。

(3)馬車模型中的(de)“人(rén)”是企業的(de)領導者、管理(lǐ)者、工程師和(hé)生産者的(de)集合。精益管理(lǐ)的(de)成功實施，一定會最終培養、鍛煉出一大(dà)批精益人(rén)才，這(zhè)是企業真正的(de)，也(yě)是最大(dà)的(de)财富。

2.2 IE/LM的(de)基本特征

2.2.1 創新性(不可(kě)複制性)

産品、工藝、設備、材料等技術都具有可(kě)複制的(de)特征，所以創新出來(lái)的(de)技術必須申請專利，用(yòng)法律來(lái)保護，防止被别人(rén)盜用(yòng)。管理(lǐ)創新不具有複制性，必須與本企業相結合，進行本土化(huà)自主創新。日本豐田的(de)TPS、德國大(dà)衆的(de)管理(lǐ)體系、美(měi)國福特的(de)公司管理(lǐ)方法都是結合本國文化(huà)和(hé)本企業實際形成的(de)創新性管理(lǐ)成果，不需要專利來(lái)保護，而且還(hái)歡迎同行來(lái)參觀學習(xí)。近年來(lái)，我國制造企業有成千上萬的(de)人(rén)去日本豐田學習(xí)，日本豐田公司熱(rè)情接待，還(hái)想方設法進行講解。但多(duō)數情況下(xià)我國企業還(hái)是無法實現TPS那樣的(de)中國生産系統，其原因在于文化(huà)不一樣、人(rén)的(de)行爲不一樣。同樣，我們從20世紀80年代就開始學習(xí)美(měi)國、德國的(de)制造模式，但事實證明(míng)，完全的(de)自動化(huà)、無人(rén)化(huà)不符合國情，結果隻能是花費了(le)巨大(dà)精力、财力，卻收效甚微。導緻這(zhè)個(gè)問題的(de)原因是沒有注意到TPS制造模式不僅包含技術要素，更包含有文化(huà)屬性和(hé)不可(kě)複制的(de)管理(lǐ)要素。近年來(lái)，随著(zhe)我國管理(lǐ)實踐的(de)不斷深入，包括一汽、華爲、海爾、中車在内的(de)衆多(duō)制造企業已經認識到文化(huà)對(duì)管理(lǐ)理(lǐ)論與技術引進效果的(de)重要作用(yòng)，開始有意識地在管理(lǐ)創新實踐中融入中國文化(huà)，形成了(le)自己獨特的(de)管理(lǐ)模式，一汽的(de)JMS、中車的(de)動車模型都是其中的(de)代表，爲這(zhè)些企業在激烈的(de)市場(chǎng)競争中帶來(lái)了(le)新的(de)活力，奠定了(le)數字化(huà)轉型的(de)堅實基礎。

2.2.2 累積性

企業的(de)競争力與企業對(duì)技術和(hé)管理(lǐ)的(de)投入成正比，隻有二者有效匹配，技術投入才能發揮價值。我國許多(duō)企業在技術投入上肯花錢，在管理(lǐ)投入上卻謹小慎微，所以很難與美(měi)日德企業抗衡。這(zhè)種重技術輕管理(lǐ)的(de)思想屬于“農民意識”，還(hái)未進化(huà)到工業化(huà)的(de)層級。

管理(lǐ)基礎需要通(tōng)過不斷累積而提升。累積的(de)特征使得(de)管理(lǐ)創新難以跨越式發展(技術創新可(kě)以)，必須一步一步地進行。隻有基礎打好了(le)，才能蓋“高(gāo)樓大(dà)廈”。所以，精益管理(lǐ)隻有起點，沒有終點。管理(lǐ)理(lǐ)論和(hé)方法一般不随時(shí)間的(de)推進而有先進或落後之分(fēn)，但管理(lǐ)方法實施的(de)手段有所謂的(de)先進或傳統之分(fēn)。制造企業的(de)現場(chǎng)管理(lǐ)、勞動定額、期量标準、物(wù)流系統、均衡生産、目視管理(lǐ)、标準作業等，這(zhè)些基礎性的(de)管理(lǐ)工作未達到一定程度時(shí)，實施信息化(huà)、智能制造等都是紙上談兵(bīng)。從這(zhè)一點看，我國的(de)工業企業可(kě)能還(hái)要補上從2.0到3.0發展的(de)課，然後才能向4.0發展。

3.1 IE/LM先行築牢智能制造基礎

智能制造是一種面向産品全生命周期，實現泛在感知條件下(xià)的(de)信息化(huà)制造。智能制造的(de)發展爲企業感知變化(huà)、及時(shí)響應、正确決策提供了(le)新的(de)可(kě)能。

智能制造不可(kě)能建立在低效的(de)生産模式之上，精益生産是必須要走的(de)第一步，而且是投資回報最高(gāo)的(de)一條路徑。通(tōng)過IE/LM構築數字化(huà)、規範化(huà)的(de)管理(lǐ)基礎，之後才是數字化(huà)，以此爲基礎才可(kě)能實現智能化(huà)。盲目超前不會帶來(lái)效益，隻會帶來(lái)浪費，削弱企業競争力。對(duì)于圖4所示的(de)生産系統，如果不先行改善而直接上先進系統，則無法從根本上消除系統生産周期長(cháng)、生産成本高(gāo)、可(kě)能存在質量缺陷等問題，其結果必然是失敗。應用(yòng)IE/LM的(de)設施規劃技術調整該系統的(de)生産布局(圖5)，可(kě)在不增加任何投資的(de)情況下(xià)，将生産效率提升92%!這(zhè)爲後期的(de)智能制造系統的(de)實施奠定了(le)良好的(de)管理(lǐ)基礎，以此爲基礎來(lái)實施智能制造，其效果會事半功倍。

智能制造的(de)核心是數據驅動。沒有數據的(de)支持，任何資源都隻是擺設。沒有及時(shí)準确的(de)數據，決策往往是無效的(de)，甚至錯誤的(de)。如果企業管理(lǐ)基礎薄弱，數據總是處于變動中，生成的(de)決策無法正常執行，都會導緻智能制造系統的(de)效力無法發揮，形成巨大(dà)浪費，甚至造成不可(kě)彌補的(de)巨大(dà)損失。很多(duō)企業在實施ERP或者ERP升級換型的(de)過程中，花費時(shí)間最多(duō)的(de)就是基礎數據的(de)整理(lǐ)。

ERP系統運行不起來(lái)的(de)主要原因是無法獲得(de)标準化(huà)、規範化(huà)的(de)數據。基礎數據沒有理(lǐ)順，卻大(dà)談“工業大(dà)數據”，注定是難以取得(de)實效的(de)。精益生産管理(lǐ)正是數字化(huà)轉型發揮效益的(de)基石。基于IE/LM的(de)精益管理(lǐ)覆蓋産品整個(gè)生命周期，貫穿産品研發、工廠設計、産品制造、分(fēn)銷服務和(hé)退市回收的(de)全價值鏈，并且緻力于通(tōng)過精益管理(lǐ)實現流程标準化(huà)、全面質量管理(lǐ)和(hé)消除浪費等，是企業信息化(huà)取得(de)成功的(de)基礎，也(yě)是智能制造的(de)基礎和(hé)目标。企業數字化(huà)轉型過程中，精益管理(lǐ)爲企業提供成熟的(de)管理(lǐ)思想、理(lǐ)論與工具方法的(de)支持。基于精益管理(lǐ)奠定的(de)良好管理(lǐ)，智能制造系統才能獲得(de)準确及時(shí)的(de)數據，才可(kě)能實現對(duì)制造過程的(de)可(kě)感、可(kě)控，從而有效支持企業決策和(hé)目标實現。因此，實施智能制造，數字化(huà)轉型的(de)過程必須與精益生産或工業工程同步推進。

3.2 IE/LM相伴支撐智能制造理(lǐ)性實施

中投顧問發表的(de)«2016-2020年中國智能制造行業深度調研及投資前景預測報告»顯示，僅16%的(de)企業進入智能制造應用(yòng)階段，52%的(de)企業的(de)智能制造收入貢獻率低于10%。事實上，即使在工業4.0的(de)發源地德國，對(duì)中小企業而言，工業4.0也(yě)是一個(gè)奢侈的(de)口号。

企業的(de)根本目标是赢利，提高(gāo)效率、降低成本、改善質量、赢得(de)競争優勢是企業永恒的(de)主題。智能制造不是目的(de)，而是手段，其核心目的(de)是幫助企業提升競争力，因此絕不能搞面子工程。所以即便企業已經具備較好的(de)管理(lǐ)基礎，具備智能制造系統發揮作用(yòng)的(de)前提條件，在選擇實施智能制造的(de)策略時(shí)也(yě)需要開展有效的(de)投資分(fēn)析和(hé)系統規劃，選擇對(duì)企業最有利的(de)實施方案。麥肯錫的(de)調研顯示，在工業4.0的(de)大(dà)潮裏獲益最多(duō)的(de)是根據企業自身管理(lǐ)、業務、戰略情況有取舍地融合工業4.0技術的(de)企業。

一個(gè)真正的(de)智能工廠，應該是精益、柔性、綠色、節能和(hé)數據驅動的(de)，能夠适應多(duō)品種小批量的(de)生産。智能工廠不是無人(rén)工廠，推進智能工廠絕不是簡單地實現機器換人(rén)。以減少多(duō)少人(rén)作爲評價标準在很大(dà)程度上會讓企業深陷泥潭，投産後發現成本不但沒有下(xià)降、反而大(dà)幅上升:因爲雖然操作人(rén)員(yuán)減少了(le)，但設備維護人(rén)員(yuán)增加了(le);技術投資帶來(lái)的(de)折舊(jiù)、能耗和(hé)财務成本大(dà)幅上升，難以收回投資，甚至拖垮企業。更遑論現實中，機器在很多(duō)時(shí)候并不能達到人(rén)的(de)效能，比如汽車制造的(de)總裝和(hé)質檢環節。脫離實際的(de)“技術崇拜”、過度追求生産自動化(huà)讓有著(zhe)明(míng)星光(guāng)環的(de)特斯拉公司在Model3項目上邁入“産能地獄”，拖累公司幾近破産。直到将總裝環節挪入“帳篷工廠”，重新定義超級工廠模式，即以一定程度的(de)半自動化(huà)和(hé)人(rén)工裝配取代部分(fēn)全自動化(huà)，才再次“王者歸來(lái)”。2019年，特斯拉将這(zhè)種模式複制到上海生産基地，其可(kě)行性被再次驗證。類似地，南(nán)京某工廠有一條裝配線，一開始設置的(de)自動化(huà)率是90%，後來(lái)自動化(huà)率調整爲70%并增加若幹人(rén)工工位後，整體質量和(hé)效率反而更優。

自動化(huà)與數字化(huà)是實現智能制造投資最大(dà)的(de)部分(fēn)，必須慎重對(duì)待。投資前需要明(míng)确轉型升級的(de)目的(de)和(hé)投資回報率，以競争力提升爲根本目标展開系統分(fēn)析，研究使系統運行效率最高(gāo)、成本最低的(de)方案，通(tōng)過人(rén)-機系統的(de)有效配置充分(fēn)發揮智能資源的(de)作用(yòng)，在更高(gāo)的(de)技術平台上更好地服務顧客。實施智能制造時(shí)，IE/LM是其合理(lǐ)布局的(de)基本原則，依靠IE/LM從精益的(de)角度去系統評估先進設備投入的(de)必要性、進行技術經濟分(fēn)析、開展項目規劃、制定項目實施方案與實施路線、開展預實驗等管理(lǐ)決策與優化(huà)活動是智能制造項目成功的(de)關鍵。

3.3 IE/LM融合賦能智能化(huà)轉型升級

IE/LM不僅是智能制造的(de)基礎，更是智能制造的(de)加速器。通(tōng)過與智能制造技術的(de)裂變融合，創造出新的(de)生産模式、管理(lǐ)模式與生産技術，通(tōng)過乘法效應推動企業發展進入快(kuài)車道，持續保持競争優勢。“工業工程+新技術”的(de)複合技術形态能爲企業實現雙向賦能、增能、使能。

IE/LM的(de)創新性源于IE與專業工程技術之間與生俱來(lái)的(de)強大(dà)融合能力。自IE誕生以來(lái)，每次大(dà)的(de)産業需求叠代都與重大(dà)IE創新相伴，不斷吸收先進技術的(de)最新成果，推動IE從一個(gè)能級躍升到更高(gāo)能級，在更高(gāo)更廣的(de)平台上發揮更大(dà)作用(yòng)。從最初主要采用(yòng)工程學、物(wù)理(lǐ)學的(de)技術方法、實驗方法研究現場(chǎng)效率與成本的(de)優化(huà)，到20世紀40年代吸收運籌學、系統科學、心理(lǐ)學等多(duō)學科思想與方法，研究企業整體競争力的(de)改善，IE的(de)研究領域已擴展到複雜(zá)工業和(hé)社會生産系統。随著(zhe)計算(suàn)機技術和(hé)網絡技術的(de)快(kuài)速發展與廣泛應用(yòng)，IE的(de)數據分(fēn)析與處理(lǐ)能力顯著增強，管理(lǐ)範圍也(yě)跨出企業邊界而關注供應鏈、價值鏈、産業鏈的(de)管理(lǐ)。當今，物(wù)聯網、大(dà)數據、人(rén)工智能、5G、區(qū)塊鏈、雲計算(suàn)、數字孿生等新技術賦予了(le)IE更強的(de)分(fēn)析、處理(lǐ)和(hé)解決問題的(de)能力，反過來(lái)進一步增強了(le)新技術的(de)威力。精益與智能的(de)有機融合正在形成新的(de)精益智能模式，這(zhè)一模式既可(kě)以使智能化(huà)的(de)靶點對(duì)正關鍵需求，又可(kě)以使智能化(huà)過程全面提質、增效、降成本。

綜上，智能制造是未來(lái)發展的(de)必然選擇。在企業邁向智能制造的(de)過程中，無論是在實施前的(de)管理(lǐ)基礎構建、實施過程規劃，還(hái)是運行階段的(de)管理(lǐ)優化(huà)與控制，始終需要IE/LM提供全面支持。

IE/LM是信息化(huà)的(de)基礎，IE/LM+IT又是智能制造的(de)基礎，不可(kě)跨越發展。在不同階段，開放的(de)IE/LM在爲企業提供管理(lǐ)思想與技術支持的(de)同時(shí)，不斷融合新技術，催生出新的(de)“IE/LM+新技術”的(de)複合管理(lǐ)模式與技術，如訂單驅動的(de)精益生産模式升級爲數據驅動的(de)智慧精益模式正成爲發展趨勢。在基礎IE/LM技術、數字化(huà)IE/LM技術、智能制造管理(lǐ)技術的(de)共同作用(yòng)下(xià)，支持企業實現高(gāo)質量、低成本、快(kuài)速柔性響應。圖6初步給出了(le)面向我國制造企業智能化(huà)轉型的(de)智能精益管理(lǐ)體系架構。

在新的(de)智能精益制造系統中，精益管理(lǐ)爲智能制造提供了(le)成熟的(de)管理(lǐ)思想、體系與方法工具，強調全過程持續改善，通(tōng)過采用(yòng)自動化(huà)和(hé)準時(shí)化(huà)等方法，消除各種形式的(de)浪費，不斷提升價值流動效率。新的(de)數字化(huà)、智能化(huà)技術爲精益管理(lǐ)提供數字化(huà)手段，促進精益管理(lǐ)升級創新。二者互相促進，推動企業不斷打破物(wù)理(lǐ)因素限制，實現對(duì)變化(huà)的(de)及時(shí)響應和(hé)實時(shí)優化(huà)，加速企業目标的(de)實現。圖7所示爲智能精益制造系統運行圖。

本節以D公司智能精益成組制造單元改造實例說明(míng)智能精益管理(lǐ)體系的(de)應用(yòng)模式。D公司是一家航空制造企業，其核心産品的(de)生産需要集成大(dà)量高(gāo)性能、高(gāo)精密組件，這(zhè)些組件又由若幹類高(gāo)精密零件構成，零件制造的(de)精度與穩定性對(duì)産品性能至關重要。如A産品的(de)X面功分(fēn)焊接件和(hé)差器焊接件的(de)差分(fēn)性能決定著(zhe)A産品的(de)精度和(hé)靈敏度。傳統上，采用(yòng)單面、單工序、螺釘裝夾、定位孔找正方式實現單個(gè)零件的(de)加工，待齊套後組合焊接，電性能測試合格後完成交付。但制造系統運行不連續、過程質量波動大(dà)、廢品率高(gāo)等問題，造成單元系統内人(rén)員(yuán)、設備、工藝、環境、信息等全要素質量控制相對(duì)被動，無法消除人(rén)工擾動與系統不穩定性，無法滿足現代高(gāo)精密智能制造的(de)質量過程控制要求。與此同時(shí)，該産品的(de)需求持續增加，2023年的(de)預計交付量将達到2021年的(de)2倍，接近2020年交付量的(de)3倍，産能和(hé)生産柔性壓力劇增。同時(shí)，産品生産周期将縮短至2016年的(de)25%、2020年的(de)40%，生産效率要求顯著提高(gāo)。

本項目應用(yòng)豐田工作法(Toyota business practice，TBP)将兩台傳統的(de)數控機床進行集成單元智能化(huà)改造，使之具備系統防錯、智能控制和(hé)高(gāo)度自動化(huà)的(de)功能，減少人(rén)爲幹預，實現自主加工，顯著提高(gāo)加工質量和(hé)生産效率。

5.1 問題與原因分(fēn)析

通(tōng)過梳理(lǐ)精密加工車間各零件的(de)加工工藝和(hé)設備布局、物(wù)料流轉、質量控制等基本信息，調取、分(fēn)析了(le)制造系統全流程要素圖，對(duì)生産現場(chǎng)進行實地觀察和(hé)系統分(fēn)析的(de)基礎上，歸納了(le)生産過程中存在的(de)7類問題，依次是設備利用(yòng)率(29%)、生産斷點(24%)、齊套性(18%)、一次交付合格率(11%)、物(wù)流布局(6%)、技能要求(6%)、工藝通(tōng)用(yòng)性(6%)。

課題組成員(yuán)利用(yòng)團隊的(de)力量，發動頭腦(nǎo)風暴，集思廣益，對(duì)前期闆類零件配套生産過程進行回顧總結，從人(rén)、機、料、環、法、測六個(gè)方面，分(fēn)析每個(gè)影(yǐng)響交付的(de)問題，确立真因，最終确定7個(gè)主要影(yǐng)響因素，如表2所示。

5.2 制定對(duì)策

從進一步提高(gāo)加工設備自動化(huà)功能來(lái)提升制造系統能力的(de)視角出發，結合柔性制造系統基本架構(圖8)通(tōng)過分(fēn)析底層系統的(de)流程信息，明(míng)确後續執行改進的(de)目标對(duì)象(系統設備人(rén)員(yuán)在系統運行之外，不予考慮)。具體的(de)控制要素包括:工藝信息(工藝技術方案、數控程序信息流)，系統測量控制(數控機床控制手段、刀(dāo)具在線測量方法、零件在線加工測量控制、機器人(rén)控制、工裝物(wù)流控制等數據信息流)，系統集成設計(工裝硬件、工裝運行、機床與工裝集成、數控機床與機器人(rén)集成、數控機床與刀(dāo)具集成能量流)。

結合關鍵要因，考慮産品、産量、加工柔性、工藝、物(wù)流、自動化(huà)、智能化(huà)等關鍵功能需求，通(tōng)過整合确立關鍵對(duì)策表(表3)并具體實施。

5.3 效果驗證

中外曆史經驗已經證明(míng)，管理(lǐ)與技術雙輪驅動是保持競争力的(de)源泉，不斷升級的(de)IE/LM是推動制造業不斷創新發展的(de)規律性支撐技術，不可(kě)或缺。工業4.0時(shí)代，制造企業智能化(huà)轉型給IE/LM提出了(le)更高(gāo)的(de)要求。與此同時(shí)，新平台、新技術、新需求也(yě)爲IE/LM提供了(le)新的(de)發展機遇。如何與新技術有機集成，實現IE/LM新發展，在新環境下(xià)煥發新的(de)活力、發揮更大(dà)的(de)作用(yòng)是全體IE人(rén)的(de)共同責任。在對(duì)中國制造企業需求系統分(fēn)析的(de)基礎上，結合新一代信息技術爲IE/LM提供的(de)創新機遇，筆者認爲，爲快(kuài)速提升我國制造企業的(de)管理(lǐ)水(shuǐ)平、構建智能制造的(de)實施平台、全面支持我國制造業高(gāo)質量發展的(de)需求，當前我國IE/LM領域急需在以下(xià)幾個(gè)方面實現理(lǐ)論和(hé)技術的(de)突破。

6.1 精益現場(chǎng)管理(lǐ)與流程優化(huà)

智能制造有效實施的(de)基礎是建立标準化(huà)、精益化(huà)的(de)管理(lǐ)體系。互聯網、物(wù)聯網、大(dà)數據、人(rén)工智能、區(qū)塊鏈等新一代信息技術在改變企業經營基礎的(de)同時(shí)，也(yě)爲企業流程的(de)變革提供了(le)可(kě)能。企業在實施數字化(huà)改造之前，必須首先梳理(lǐ)業務流程，按照(zhào)先進技術的(de)要求優化(huà)流程，并按照(zhào)新流程的(de)要求構建适當的(de)機制，保證流程的(de)運行效果。依托IE/LPM，通(tōng)過IE與IT的(de)有機集成，确定企業數字化(huà)轉型的(de)方案與路徑、發揮智能設備的(de)效用(yòng)是智能制造實施中面臨的(de)重要課題。

6.2 多(duō)品種小批量生産模式下(xià)的(de)精益物(wù)流管理(lǐ)

随著(zhe)新一代信息技術的(de)發展和(hé)深入應用(yòng)，物(wù)流與供應鏈産業也(yě)迎來(lái)了(le)向智慧化(huà)轉型的(de)革命。物(wù)流與供應鏈的(de)智慧化(huà)是新制造的(de)核心與基石，全産業鏈的(de)互聯互通(tōng)與可(kě)感可(kě)視可(kě)控從根本上改變了(le)制造業的(de)商業模式與運營理(lǐ)念，也(yě)爲智能制造目标的(de)實現提供了(le)可(kě)能。智慧物(wù)流與供應鏈對(duì)智能制造的(de)支撐作用(yòng)主要體現在研發、生産管理(lǐ)、庫存管理(lǐ)、采購(gòu)管理(lǐ)等方面，全方位幫助企業提升快(kuài)速響應訂單的(de)能力。通(tōng)過物(wù)流、信息流與資金流的(de)整合、協同、互動，打通(tōng)産業鏈上下(xià)遊，在生态協同的(de)基礎上真正提升企業運營效率。

6.3 精益智能制造生産組織、計劃、調度管理(lǐ)與流程創新

智能制造環境下(xià)，面對(duì)客戶的(de)個(gè)性化(huà)需求，制造企業必然面臨著(zhe)敏捷化(huà)、柔性化(huà)轉型的(de)挑戰。面對(duì)瞬息萬變的(de)不确定環境，企業的(de)生産組織也(yě)需要作出相應調整。大(dà)數據、人(rén)工智能、AR/VR、雲計算(suàn)等新一代信息技術與企業生産組織活動相結合，形成了(le)一系列新的(de)生産組織範式與計劃調度技術，圍繞C2M(2B2S)、智能調度、雲制造、網絡協同制造等的(de)研究方興未艾，爲準确預測、掌握甚至引領用(yòng)戶需求，實現企業目标提供了(le)有效工具和(hé)手段。

6.4 面向智能制造的(de)人(rén)機協同與人(rén)因工程

人(rén)機協同是智能制造管理(lǐ)中不能回避的(de)問題，人(rén)因工程是高(gāo)質量發展的(de)重要支撐技術。工業革命的(de)發展使人(rén)機關系發生了(le)深刻變化(huà)。人(rén)因工程科學思想、設計方法論，以及信息化(huà)與工業化(huà)的(de)深度融合，爲人(rén)因工程的(de)發展提供了(le)新的(de)機遇。如何管理(lǐ)智能産品與裝備，實現人(rén)機協同是智能制造管理(lǐ)下(xià)的(de)新課題。智能裝備、可(kě)穿戴智能産品、虛拟現實技術、人(rén)機交互等技術快(kuài)速發展，人(rén)因工程與綠色制造技術、新一代信息網絡技術、智慧城(chéng)市和(hé)數字社會技術等國家創新驅動發展戰略的(de)結合，對(duì)于提升中國制造核心能力與工業化(huà)水(shuǐ)平具有重要意義。

6.5 工業工程在制造服務領域的(de)創新技術、方法與應用(yòng)

全球經濟時(shí)代，企業的(de)競争已經轉變爲供應鏈與供應鏈的(de)競争，并進一步向生态競争轉變。面向産品全生命周期各環節，依托互聯網、大(dà)數據、物(wù)聯網、人(rén)工智能等新技術，轉變運營模式，建立高(gāo)度網絡連接、知識驅動的(de)制造模式，實現從産品經濟向體驗經濟的(de)轉化(huà)，是智能制造時(shí)代企業轉型的(de)重要方向。這(zhè)些新興的(de)智能制造服務優化(huà)了(le)制造行業的(de)全部業務和(hé)作業流程，可(kě)實現生産力的(de)可(kě)持續增長(cháng)、高(gāo)經濟效益目标。智能制造服務結合信息技術和(hé)工程技術，将從根本上改變産品研發、制造、運輸和(hé)銷售過程，全面提升制造服務領域的(de)決策能力，進而支撐智能制造的(de)發展。

新一代信息技術的(de)快(kuài)速發展爲企業運營提供了(le)無限可(kě)能，基于海量的(de)數據、無處不在的(de)網絡，如何有效處理(lǐ)并正确決策是所有企業在新的(de)競争平台上必須解決的(de)新問題。除了(le)以上提到的(de)幾個(gè)問題，還(hái)有許多(duō)其他(tā)問題，如智能制造标準的(de)構建、智能制造中的(de)工作分(fēn)析與人(rén)力資源管理(lǐ)、供應鏈整合與協同、新的(de)生産組織方式(如C2M)、智能制造中的(de)信息管理(lǐ)，等等，也(yě)需要工業工程人(rén)協同智能制造推動者共同努力，研究構建适合我國國情的(de)解決方案。隻有如此，才能保證我國的(de)智能制造戰略在正确的(de)道路上不斷前行。

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