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深耕工业4.0 博世经营这门生意对中国的启示!

2019-09-11 15:18栏目:创业
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  2014年3月的一天,当刘天鹏走进秦川机床董事长龙兴元位于陕西宝鸡的办公室时,这位博世力士乐中国销售副总裁的心情多少有些忐忑。

  过去十多年,博世力士乐一直是秦川机床的零部件供应商。这家以传动与控制技术闻名的公司前身名为力士乐,在2001年为博世集团所收购后,与其自动化业务部门合并,成为博世的全资子公司。

  刘天鹏和龙兴元因为业务关系已相识多年。此前,两人的合作主要集中在硬件销售层面。而这次来陕西出差,刘天鹏打算向龙兴元介绍一款工业4.0的解决方案。不过对于能否谈成这笔新生意,刘天鹏并无太大把握。

  2014年时,工业4.0已小有名气,但还算不上热门。2013年的汉诺威工博会上,由德国科研机构及博世、西门子等企业组成的工作小组向政府提交了执行工业4.0战略的建议书。这一旨在提升德国制造业实力的愿景被确定为德国的国家战略,此后还被冠以第四次工业革命之称。

  和上一代工业形态相比,工业4.0强调的是工业信息互联。互联网通讯技术的进步,使得信息沟通变得更加容易。对这些信息深度分析后,可提高生产效率,让生产线更为智能。

  在提出工业4.0这一概念后,博世制定了双重战略,首先在旗下的250家工厂试点工业4.0改造项目,并同步将相关技术向外部客户推广。

  秦川机床被刘天鹏视为博世工业4.0的潜在客户。过去几年,秦川机床将业务领域从原先的齿轮机床制造延伸至下游的齿轮产品,机器人关节减速器是新产品方向之一。国内工业机器人市场的爆发,为这种关键零部件的销量增长提供了可能。

  在刘天鹏来访前,秦川机床已建成了一条关节减速器生产线。不过其装配环节主要依靠手工:操作工凭经验将机器加工产线生产的多个齿轮组装在一台减速器内。

  这条生产线可以制造七种类型、每种类型包括五个规格的关节减速器,而它们的工艺又有所差异。这意味着当减速器的生产品类更换时,产线的工人需手动切换所需要的各类组装设备。

  这条产线每个月的减速器产量仅为500台左右,产品质量也无法保持稳定。这显然不是秦川机床想看到的,因此它正考虑对该产线进行一次脱胎换骨的升级改造。

  这次拜会中,龙兴元和刘天鹏就工业4.0的交流持续了近三小时。在那次谈话后,刘天鹏意识到,秦川机床很有可能成为博世在中国的第一个工业4.0客户。

  不过龙兴元对合作仍有不少担心:经过工业4.0改造后,减速器生产线的产能能否达到预期?改造产线的投资多久才能收回?尽管此前在博世德国总部接受过工业4.0短期培训,但刘天鹏当时并不能给出明确答案。

  最终敲定博世力士乐和秦川合作的,是一顿晚餐。

  2014年3月下旬,博世首席执行官沃尔克马尔邓纳尔访华。自2012年掌舵博世后,邓纳尔每年都会来中国1-2次,每次最多见3个重要客户。这一次,秦川机床的董事长成为了他的座上宾。

  晚餐结束后,双方的合作项目正式启动。博世的技术专家开始频繁地出现在秦川机床的工厂内,这些人中,既有博世中国的员工,也有来自德国总部的工业4.0、传感器或是生产工艺专家。

  此后一年多内,博世方面派出的技术人员超过200人次,潘朔端也是其中之一。2014年底,这位博世力士乐项目总监开始接触工业4.0概念。在潘朔端看来,工业4.0和精益生产理念在本质上并没有区别,两者的目的都是提高制造业的效率。

  在去年7月成为公司秦川机床项目负责人后,潘朔端最重要的工作之一,就是向对方解释工业4.0的理念。当时国内对于工业4.0的理解还停留在粗浅的阶段。

  在与客户沟通时,潘朔端常向对方举起一个关于生产等待的例子。在传统生产线上,经常会发生零部件没有到位,导致下一道工序无法按计划实施的情况。

  过去在总结问题时,会归因于产线上的其他人有失误。但这其实是系统问题,并非某个人做错了什么,潘朔端说。在相当程度上,造成这种困境的原因在于信息不透明。解决之道是建立生产线之间的数字化联系,这也正是博世力士乐打算为秦川机床减速器生产线带来的改变。

  2015年11月,秦川机床与博世力士乐正式签订了合作建设智能减速器生产线的协议,两家公司将建设一条全新生产线,该项目的投资额预计为3800万元。

  两者的签约仪式在中国工博会的展台上进行。在这个每年11月举行的工业界盛会上,博世力士乐首次在国内展示了一条工业4.0示范生产线其原型是公司位于德国洪堡的液压阀生产线,它能生产6大类共计2000种产品。多品种、少批量的产品制造要求,与秦川机床关节减速器的生产需求颇为合拍。

博世力士乐在2016年工博会上展出的工业4.0样板生产线

  在这条工业4.0生产线所使用的技术中,被提及最多的当属射频识别。它的作用是在生产产品品类变化时,快速切换产线的各类加工设备与之匹配。

  在产线上,每个盛装零件的托盘都带有电子标签,当它们顺着流水线移动时,射频识别设备能读取标签确认零件类型,知晓该进入哪道加工工序,自动对生产线的加工设备进行调整。托盘会在需要使用到的工位停留,等待机器或工人进行加工,在无需工人加工的工位,会自动跳过。这类似于高铁行驶过程中只停大站不停小站。类似的技术,也将被用于秦川机床的新生产线。

  在与博世力士乐签署合作协议的发布会上,龙兴元颇有信心地表示,新产线预计在2016年二季度完工,关节减速器的产量将因此提高到每月5000台,而所需要的操作工数量则会从20人减少到4人。

  新的减速器生产线包括两部分,五条零部件加工线以及一条总装线。工程将分两步实施,项目的第一期包括一条总装线和两条零部件加工线,另外三条零部件加工线将在二期项目建设时完成。博世力士乐负责建设总装线,加工线则由秦川机床承担。齿轮在两条零部件加工线制作完成后,会由输送带运至总装线,以完成最后的装配。

  今年9月底,新产线的一期工程经过数轮验收后即将交付,目前已有2个规格的减速器由该产线试生产。

  刘天鹏告诉界面新闻记者,这条产线在二期项目完成后每月可以完成5000台减速器的产能目标。相比于此前每月500台的产量,10倍的产能增长并非全部来自工业4.0的功劳,他说,从手工制造到智能生产,这条生产线跳过了俗称工业3.0的自动化生产阶段,该阶段对于产能提高也十分关键。

  在与博世力士乐的合作过程中,秦川机床掌握了部分工业4.0的重要技术。龙兴元希望,秦川机床将在未来也能承接其他客户的智能生产线改造项目。在实施这些项目时,博世力士乐会作为固定的合作方参与,负责提供技术和零部件支持。按照双方的协议,减速器生产线的二期工程将由秦川机床主要承担。

  除了秦川机床外,博世还在今年找到了另一个工业4.0的客户济南二机床集团有限公司(下称济南二机床)。此前,博世已搭建起了在中国实施工业4.0项目的组织框架。博世德国总部早先已成立了互联工业部门,作为实施工业4.0战略的机构,博世中国工业4.0项目总监任晓霞所在的部门则是该部门在中国的分支,她在2015年6月调任至此。

  在承接工业4.0项目时,博世需要进行跨部门合作,会调派各事业部的精益生产、传感器和自动化等方面的技术专家。专注于硬件的子公司博世力士乐,主要负责项目中的智能制造部分。

  今年3月,任晓霞拜访济南二机床总部时,她最想了解的问题,就是这家国内知名机床公司在哪些生产方面的困难有可能用工业4.0进行改造。

  在任晓霞看来,挖掘客户的真实需求是工业4.0市场拓展阶段最花时间的环节。我们和很多客户交流三、四次甚至十几次,也无法确定他们在哪个环节最为适合工业4.0,不少项目因此而搁置。

  博世力士乐中国总经理刘火伟也描述过类似的问题。国内不少企业都对工业4.0兴趣浓厚,原因是听说它能解决很多问题。但是这些企业都不清楚工业4.0可以帮助改进自己的哪些生产环节。

  在任晓霞和济南二机床同行们经过一下午的讨论中,双方谈到了自动化提升、数据采集等许多内容,直到交流的最后阶段,排产系统才成为了交流的焦点。

  济南二机床安全生产技术部副部长罗丽丽告诉她,工厂目前采用的是人工排产模式,计划员根据订单安排每个车间内不同设备的生产任务。一个车间内有近70台设备,用于制造大小规格不同的零部件。

  各种意外变化经常会打乱原先制定的生产流程,包括加工设备出现故障或是有客户的订单需要加急处理。这导致计划员们时常12小时连轴转,承受着极高的工作压力。

  拥有足够的经验才能胜任计划员这一职位。济南二机床共有25名计划员,他们中任何一位,都经过至少五年的培训。过去一年,罗丽丽和她的同事开始寻找一个更好的数字化排产方案,让计划员们从高压状态中解脱出来,但始终没有合适的方案。

  工业4.0也许能解决这个问题。今年5月,博世和济南二机床完成工业4.0项目签约,双方选择了工厂内的一条齿轮加工车间试点建设新的排产系统,并计划在2017年底完成改造。这一合作项目,出现在了7月公布的中德智能制造合作试点首批示范项目名单中。

  今年8月,沈阳中之杰流体控制系统有限公司也成为了博世力士乐的工业4.0客户。后者将为这家中国航天科工集团旗下的企业提供智能装配生产线。

  任晓霞透露,除了上述已经签约的3个项目外,博世在中国还有超过10个处于密切接触中的工业4.0潜在客户。

  在博世拓展中国市场的同时,工业4.0在国内的热度开始逐渐升温。去年,中国国务院发布了一份名为《中国制造2025》的规划。这份为中国制造业量身定制的路线图,与德国的工业4.0规划有着异曲同工之效,意图让中国在未来十年内迈入制造强国行列。

  刘天鹏清楚地记得这份规划的发布时间2015年5月19日。他当时预感到,工业4.0在中国的市场即将爆发,最直接的动力将来自政府的政策和资金支持。最近两个月,秦川机床已经收到了总计5500万元的财政补贴,用于机器人关节减速器智能产线的建设。

  不菲的投资金额仍是眼下阻碍工业4.0市场拓展的主要因素。许多中小企业虽然下决定和执行的过程比较快,但由于投资额较大,通常会对工业4.0改造持观望态度。任晓霞告诉界面新闻记者。

  在中德政府的合力推动下,工业4.0与中国制造2025的对接已成为业内热议的话题。德国总理默克尔是这一对接的倡导者,在她近期两次访华期间,已促成了另两家德国企业在中国的工业4.0订单。

  去年10月,思爱普软件(SAP)与徐工集团签订了工业4.0整体提升项目;今年6月,西门子与宝钢集团建立了工业4.0的合作关系。此前,西门子已在成都新建了数字化生产及研发基地,作为其数字化工厂的样板房。与博世一样,在工业4.0版图中,这两家德国公司也是相当重要的力量。

  在回顾与秦川机床合作的工业4.0项目时,博世力士乐中国销售副总裁刘天鹏告诉界面新闻记者,包括该项目在内,目前博世在中国操作的项目还只能纳入智能制造范畴,也即狭义的工业4.0概念。

  他认为,真正的工业4.0,指的是更大范围的信息互联比如工厂和上游供应商以及下游客户的联接。这一层面的信息共享,将实现整个工业制造体系的智能化,不过目前它还处于理念阶段。即使在工业4.0的发源地德国,该理念也仍在探索中。