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精益化助推数智化——制造业转型升级实践探索

   2025-07-18 180
核心提示:文|隋有江姜赞孙燕妮精益化与数智化作为制造业转型升级的两大关键驱动力,二者深度融合不仅是破解企业经营困境的有效策略,更预

文|隋有江   姜赞   孙燕妮 精益化与数智化作为制造业转型升级的两大关键驱动力,二者深度融合不仅是破解企业经营困境的有效策略,更预示着制造业未来发展的新方向。精益化是数智化的基础,为制造业数智化转型奠定标准化、规范化的管理根基;数智化技术将精益管理沉淀的最佳实践固化为系统,实现全价值链的实时展示、分析与透明化,以数据驱动精准决策,提升精益改善效率。精益文化驱动的持续改进成为数智化转型的内生动力,二者在制造业中展现出显著协同价值。

生产效率方面,精益生产的价值流分析等方法可优化生产流程,消除冗余环节和浪费。结合数智化技术设计生产计划与作业流程,利用看板管理等精益工具,配合数智化信息传递手段,实现生产环节精准衔接,减少等待时间。数智化则通过物联网、大数据实现设备互联互通与实时监控,采集设备运行、生产流程数据,挖掘生产瓶颈。

成本控制方面,精益化基于数智化提供的成本数据,运用价值工程、成本规划等方法,从设计、采购到生产各环节优化流程、减少浪费。在采购环节,结合精益化供应商管理理念与数智化供应链系统,选择最优供应商以降低成本。数智化技术精确分析成本数据,呈现各项成本构成与变化趋势,借助模型找出成本偏高原因,为成本控制提供数据支撑。

产品质量方面,精益化的六西格玛等质量管理方法,结合数智化质量数据,持续改进生产过程,减少质量变异,深入剖析质量问题并持续优化。数智化借助传感器等工具,实时监测关键质量参数,运用大数据分析及时发现质量波动,实现预防性控制。

面对市场变化,精益化的单元化生产等理念在数智化支持下,灵活调整生产布局与流程,提升柔性生产能力;数智化的市场预测模型和数据分析平台,为企业提供决策支持,使其能够快速响应需求变化。在创新领域,精益文化与数智化结合鼓励全员创新,通过数智化平台验证推广创新想法;数智化带来的新技术、新模式,为产品和技术创新提供新思路,推动企业持续发展。 多层面实施精益化与数智化融合

制造业精益化与数智化融合是一项系统工程,企业在实施过程中要从战略规划、技术应用、组织管理等多层面采取措施,协同推进。

1. 科学制定融合战略与规划

制定明确的战略目标是融合的首要任务。企业依据自身发展愿景和市场定位,确立精益化与数智化融合的长期战略目标。

例如,某汽车零部件制造企业设定在未来3年内将生产效率提升30%,产品质量缺陷率降低至0.5%,通过这样的量化目标,确保融合能切实提升企业经济效益与市场竞争力。

制定具体的实施规划同样关键。企业需开展全面现场诊断,明确自身在管理模式、技术水平、业务流程等方面的优劣势。

例如,某电子制造企业将融合过程划分为基础建设、系统集成、深度应用三个阶段:在基础建设阶段,重点搭建工业互联网平台,实现设备联网;在系统集成阶段,打通 ERP、MES 等系统的数据壁垒;在深度应用阶段,借助AI技术实现生产预测与优化。同时,为每个阶段设定关键绩效指标,如基础建设阶段的设备联网率、系统集成阶段的数据共享准确率等,以便跟踪与评估。

企业要注重管理能力与技术的适配,避免“重技术轻管理”。

例如,某机械制造企业引入数智化系统时,同步优化管理流程,匹配业务流程与数智技术,推动企业向 “制造+服务+数据” 三位一体转型。

▲专家团队深入企业,全面开展现场诊断,帮助企业明确自身在管理模式、技术水平、业务流程等方面的优劣势。

2. 强化技术应用与创新

构建数智化的基础设施是融合的重要基础。企业需加大对工业互联网、物联网、云计算等基础设施的投入。例如,某大型钢铁企业投资建设工业互联网平台,实现生产设备、车间、供应链等各环节的互联互通,打破“信息孤岛”。同时,搭建统一数据中台,贯通研发、生产、销售全链路。将数智化工具与精益方法相结合,通过在生产线部署传感器、智能仪表等设备采集生产数据,为精益化管理提供数据支撑,并利用MES、ERP等系统固化精益成果。

例如,某食品企业通过MES系统记录每个生产环节的操作数据,结合精益管理中的标准化作业要求,不断优化生产流程。

应用先进的智能技术可进一步提升融合效果。企业借助大数据分析、人工智能、机器学习等技术,对采集的数据深度挖掘与分析。

例如,某化工企业建立产品质量预测模型,通过分析原材料成分、生产温度、压力等数据,提前预测产品质量问题,及时调整生产参数,将废品率降低15%。利用设备故障预测与维护模型,对关键设备运行数据实时监测,提前发现潜在故障,减少停机时间,提高生产效率。

推动技术创新与集成是实现深度融合的关键。企业应鼓励内部开展技术创新,结合自身特点开发或引入适配的数智化技术与工具。

例如,某家电制造企业自主研发智能物流调度系统,结合精益管理中的准时化理念,实现原材料与成品的精准配送。同时,加强不同技术之间的集成与协同,将智能制造系统与企业资源计划系统、供应链管理系统等集成。

例如,某服装企业将设计系统、生产系统与销售系统集成,实现从设计、生产到销售的全流程信息共享,快速响应市场需求。

促进产业链协同与生态创新能拓展融合的广度与深度。企业应推动全产业链向精益数智化延伸,实现供应链上下游数据互通。

例如,某汽车制造企业与零部件供应商建立数据共享平台,实时共享生产计划与库存信息,减少资源错配。构建需求驱动的柔性供应链网络,实现供应商、工厂、客户的实时数据互通。通过工业互联网平台共享产能,探索按需定制、远程运维等服务型制造新模式。

3. 优化组织与人才管理

建立适应性组织架构是保障融合顺利推进的重要举措。企业应打破传统部门壁垒,组建跨部门项目团队,建立协同工作机制。

例如,某航空航天企业设立专门的数智化转型办公室,成员来自生产、技术、管理等多个部门,统筹协调精益化与数智化融合工作。通过定期召开跨部门会议,解决融合过程中的问题,促进工作的沟通与协作。

培养与引进专业人才是融合的核心要素。企业要打造兼具精益思维与数智技术能力的复合型骨干团队,搭建AI驱动的培训体系,加速培育人才成长。一方面,通过内部培训课程、工作坊、外部专家讲座等形式,提升现有员工的精益化管理理念和数智化技术应用能力。

如某电子企业开展 “精益数智化” 系列培训课程,涵盖价值流分析、数据分析工具使用等内容,帮助员工将精益方法与数智技术相结合。另一方面,积极引进数字化、智能化技术人才,充实人才队伍。

建立有效的激励机制能激发员工的积极性与创造力。企业应制定激励措施,对融合项目中表现突出的团队和个人给予物质与精神奖励。

例如,某汽车零部件企业设立“精益数智化创新奖”,对提出创新方案并取得显著成效的团队给予高额奖金和荣誉表彰。将员工在融合项目中的表现纳入绩效考核,与晋升、薪酬挂钩,营造良好的创新氛围。

4. 持续优化业务流程

精益先行、技术赋能,优化业务流程并实现标准化是融合的基础工作。一方面,企业运用价值流分析识别浪费,重构生产流程,建立标准化作业体系,为数智化系统提供逻辑支撑。

例如,某家具制造企业通过价值流分析,发现原材料库存积压严重,通过优化采购流程和生产计划,降低库存成本。另一方面,通过5S管理、TPM(全员生产维护)夯实现场管理基础,打造数智化系统运行的良好环境。例如,某机械加工企业推行5S管理后,车间现场更加整洁有序,设备故障率明显降低,为自动化设备的引入和数智化系统的运行创造了条件。

开展流程梳理与诊断是优化流程的关键步骤。企业运用价值流分析等精益管理方法,全面梳理和诊断企业现有业务流程,找出浪费、瓶颈和不增值环节。

例如,某制药企业通过价值流分析方法,发现药品生产过程中存在多次重复检验环节,浪费了大量时间和资源。借助数智化手段,如流程模拟、数据分析等,深入剖析流程问题根源,为流程优化提供依据。该企业通过模拟不同检验方案的效果,确定了最优检验流程,提高了生产效率。

实施流程优化与再造是提升流程效率的重要手段。基于流程诊断结果,企业运用数智化技术优化和再造业务流程。引入自动化生产设备、智能物流系统,实现生产流程的自动化与智能化;利用信息化系统实现业务流程的数字化审批与流转,提高流程效率和透明度,建立拉动式生产系统。

例如,某服装企业通过ERP系统实现订单、采购、生产等环节的数字化审批,缩短订单处理时间,提高客户满意度。

建立流程持续改进机制,确保流程始终高效运行。企业构建流程绩效评估指标体系,借助数智化平台实时监控流程运行数据,定期评估和分析流程。

例如,某汽车制造企业建立了涵盖生产效率、质量合格率、交货准时率等指标的流程绩效评估体系,通过数智化平台实时监控数据变化。根据评估结果,持续调整和优化流程,推动精益化与数智化持续融合与提升。

5. 政府引导与企业主导结合,构建“政产学研用”协同生态

制造业转型升级需要精益管理与数智技术双轮驱动,同时借助政策引导与生态协同力量,实现从“制造”到“智造”跨越。企业可以选择典型产线或车间开展“精益化 +数智化”试点,积累可复制的经验模板。例如,某机械制造企业选择一条关键生产线试点,通过引入自动化设备,搭建数据采集系统,应用精益管理方法,生产效率提升了25%,产品不良率降低了10%,并将试点经验推广到其他生产线,取得了显著的经济效益。

企业积极参与政府联合高校、服务商开发的行业级解决方案,如金属加工 AI 工艺库,直接应用这些成果加速精益化与数智化融合进程。通过与高校、科研机构合作获取前沿技术,与服务商合作获得专业支持,共同推动制造业转型升级。

企业转型攻坚典型案例解析

2019年起,山东省莱州市政府推出针对工业企业的惠企、扶企、强企系列措施——企业管理升级工程和精益生产工程,以标准化助推规范化,以精益化助推数智化,护航企业发展。在笔者带领的专家团队具体实施下,经过6年实践,成功推动该市200余家规上制造业企业实现管理升级。其中,山东明宇重工机械有限公司(以下简称明宇重工)作为国内小型工程机械行业龙头企业,实施精益化助推数智化实践成效显著,在应对转型挑战中形成了可复制、可推广的经验。

明宇重工于2021年入选企业管理升级工程,2022年入选精益生产工程,彼时恰逢公司新建项目“1 号智能工厂”建设。该工厂设计20 条智能生产线,配备200多台机器人焊接、激光下料及精密加工设备,具备年产8万台整车的生产能力,目标是实现产品制造全流程数智化。依托精益化管理的坚实基础,“1号智能工厂”顺利完成施工、安装与投产,成为公司新的业绩增长点。在这一过程中,企业直面制造业转型过程中文化理念、技术管理、成本风险等多方面挑战,并通过一系列具体举措加以应对。

1. 直面四大挑战

(1)破解文化理念困局,重塑全员共识

制造业长期形成的传统生产管理思维,导致员工习惯按部就班,难以接受精益化和数智化理念,企业内部不同层级、部门对转型认知存在偏差,部分员工将数智化简单等同于IT系统或机器人代替人生产,忽视管理变革。针对这些问题,明宇重工采取了“软硬结合”策略。

硬件方面,企业打造花园式工作环境,建设12000平方米研发中心,为员工提供良好的工作与创新空间,营造积极的转型氛围。软件方面,通过多种方式开展培训与理念塑造,邀请高校专家开展设计、数智等知识讲座,组织管理层前往德国、日本等制造业强国的知名企业交流学习,汲取先进经验;在企业内部实行“传帮带” 模式,由经验丰富的老员工授课,传授生产一线的实践技巧,促进低层级人才向高层级人才转变;将员工精益管理学习纳入年度培训计划重点,要求各部门主动纵向与自身对比、横向与行业先进对比,从对标中发现问题、解决问题,推动全员形成“精益即持续改进”的共识。此外,成立装载机、叉车、企业设计三个项目组,以项目任务驱动打破部门壁垒,促使不同部门围绕共同目标协同工作,形成统一的转型行动方向。

(2)攻克技术数据难题,实现系统集成

数智化技术更新换代快,企业在技术选择与应用上困难重重,不同技术系统兼容性差,数据孤岛问题突出,数据质量参差不齐且安全防护体系不完善。明宇重工在“1 号智能工厂”设计阶段就运用精益管理思想,对板材下料、加工、焊接、喷涂、装配五大生产工艺逐项深度优化,实现无缝衔接。明确每个工艺环节的标准作业时间、质量标准等关键数据,并将其接入数智化系统进行采集和分析,为生产过程的精准监控和优化提供依据。

为解决数据孤岛问题,企业引入拉动式精益生产方式,以订单为起点,拉动全流程的柔性制造;重点聚焦现场、现物、现实,采用柔性区块链技术整合物流各环节,实现物流信息的实时共享与协同;运用智慧条码管理系统,对产品从原材料采购到生产、销售的全链条进行标识,实现质量追溯的全链管控。企业结合自身发展目标和业务需求,制定长期数智化技术战略,明确技术发展路线图,分阶段推进MES等系统的部署与集成,优先解决跨系统对接、数据不透明等关键问题,最终使原料备件库存下降36%,交期缩短45%。此外,建立完善的数据质量管理体系,对生产、运营等环节产生的数据进行清洗、校验和整合,确保数据准确、完整;制定数据安全管理制度,采用加密、备份等技术手段,加强数据安全防护,降低数据泄露、被篡改的风险 。

▲通过5S管理、TPM(全员生产维护)等方法夯实现场管理基础,打造数智化系统运行的良好环境。

(3)突破管理人才瓶颈,创新组织模式


传统的层级式管理模式难以适应数智化时代快速变化的市场需求和生产节奏,跨部门协作困难,流程烦琐,既懂精益化管理又掌握数智化技术的复合型人才稀缺,外部引进成本高,内部培养周期长。明宇重工积极引入敏捷管理、项目制管理等新型管理模式,打破部门壁垒。通过成立专项项目组,建立跨部门团队,将不同职能部门的人员集中到具体项目中,明确分工与协作,提高决策和执行效率。

在人才培养方面,内部通过“传帮带”、定向培养等方式,结合实际项目锻炼员工能力,提升员工的精益思维和数智技术应用水平;外部通过制定有吸引力的人才政策,引进人才充实管理中层,并积极吸引行业内优秀的复合型人才。高管以身作则,带头学习行业前沿技术和管理理念,推动学习型企业构建,根据市场需求和技术发展趋势,优化产业和产品布局,加大科技创新投入,自主研发从锂电池搬运车到遥控搬运车,再到新能源叉车和运输机器人等10多种产品,以技术创新带动企业发展,形成“管理+技术”双轮驱动的良好局面。

(4)化解成本风险压力,科学规划

数智化转型需要大量资金投入,涵盖设备更新、软件采购、人员培训等多方面,投资回报周期长,且存在因技术选择不当、项目管理不善导致转型失败的风险。明宇重工制定了详细的成本预算和投资计划,合理安排资金,优先将资金投入对生产效率提升和产品质量改善作用显著的关键环节和高回报项目。

为降低成本,明宇重工积极与供应商谈判,争取有利的采购价格和付款条件;部分非关键设备采用租赁等方式,减少一次性资金支出。项目实施前充分评估风险,针对可能出现的技术风险、管理风险等制定详细的应对预案。建立项目监控机制,实时跟踪项目进度和风险状况,安排专人定期对项目成本、技术实施效果等进行评估,一旦发现问题,及时调整策略,确保转型项目稳步推进,降低转型失败对企业正常生产经营造成的不利影响。

2. 精益化融合数智化成效明显

通过系统推进精益化与数智化融合,明宇重工实现生产效率、产品质量和市场竞争力的全面提升。

生产效率方面,明宇重工实现生产过程优化和自动化协同,人力减少80%,成本降低25%。拉动全流程的柔性制造MES系统,以及全流程柔性智能制造工艺,有效解决了跨系统对接、数据孤岛、数据不透明等难题,显著提高生产效率,原料备件库存下降36%、交期缩短 45%,获批“2023年烟台市智能数字化工厂”,为小型工程机械行业发展树立了典范。

产品质量方面,借助数智化系统对生产过程的实时监控和数据分析,相关管理人员能够及时发现质量问题并做出调整,提高产品质量的稳定性和一致性,明宇重工成功入选山东省“2023年全省质量标杆名单”。

市场竞争力方面,“1号智能工厂”的成功投产为明宇重工赢得了强大的竞争优势。产品远销欧洲、亚洲、非洲等国际市场,在国内外建立400多个经销网点,并创新性推出国内首家小型工程机械领域“4S 店”模式,进一步提升了品牌影响力。公司2021年营业收入较2020年增长43.7%,随着“1号智能工厂”的持续运营和精益化与数智化融合的不断深入,明宇重工未来必将迎来更大的发展。

在制造业发展新格局下,精益化与数智化已成为推动行业前行的关键力量。明宇重工典型案例表明,精益化助力数智化,为制造业带来了实实在在的效益提升。从生产效率提高、产品质量提升,到库存下降、交期缩短,再到成本降低、业绩大幅增长,均彰显出两者融合的巨大价值。未来,制造业应持续深化精益化与数智化融合,不断探索创新模式,以适应快速变化的市场环境,实现可持续发展。

作者单位 隋有江 孙燕妮 莱州市企业发展服务中心姜赞 北京亚投智库咨询有限公司

 
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