“兵器智能制造”目的不是構筑一套技術體系,而是培育新的價值網(wǎng)絡,是以價值創(chuàng)造為根本目標、以用戶為核心、以生態(tài)思維為指導、基于數(shù)據(jù)驅(qū)動理念嫁接新技術,綜合考慮價值傳遞路徑、能力估值、激勵機制等方面的價值環(huán)流工程。
對以制造業(yè)為主的大型國有企業(yè)來說,“十三五”時期是一個重要的分水嶺,以往能力建設圍繞規(guī)模經(jīng)濟發(fā)展需要,呈現(xiàn)重資產(chǎn)特征。以“數(shù)據(jù)驅(qū)動”為特征的新經(jīng)濟時代,在處理“增量”與“存量”的關系時,既要做好具有數(shù)字基因的新動能培育工作,也要將重資產(chǎn)存量資源進行技術嫁接,補全流動性短板,最大限度激發(fā)存量資源潛力,提升原始創(chuàng)新能力,提升綠色發(fā)展水平,拓展服務選項,強化有效供給能力,最終實現(xiàn)資源配置效率、經(jīng)濟發(fā)展效益以及企業(yè)自身效能的多維優(yōu)化與提升。
隨著未來發(fā)展環(huán)境和用戶需求的演化與變革,兵器工業(yè)集團公司(以下簡稱“集團公司”)的“需求側”正在發(fā)生變化,但集團公司作為服務國家社會安全戰(zhàn)略團隊的職能沒有改變。變的是環(huán)境,不變的是使命,這將倒逼集團公司在面對新環(huán)境、新需求、新邏輯時,逐步培育新能力、探索新模式、構筑新生態(tài),形成滿足用戶未來需求的新型供給能力,同時提高供給質(zhì)量。以“數(shù)據(jù)驅(qū)動”為核心理念的智能制造將成為集團公司推進供給側改革過程中關鍵的能力選項,通過數(shù)據(jù)能力導入,集團公司可逐步構建以數(shù)據(jù)為戰(zhàn)略核心資源的新型作戰(zhàn)能力;打造基于數(shù)據(jù)的服務型制造體系,激活存量資源流動性,提升其價值創(chuàng)造能力;積極培育基于數(shù)據(jù)服務的新業(yè)態(tài)、新模式。
需要指出的是,智能制造是重要手段與工具,但不是目的本身。智能制造不等于“智能的制造”,以智能工廠為代表的智能化生產(chǎn)僅是智能制造體系中的組成部分之一,同時智能制造更不等于無人化、去人化。此外,智能制造不是萬能的,如材料技術等工業(yè)基礎能力的進步,更多依賴基礎理論的突破。
兵器智能制造的主要內(nèi)容有哪些
“兵器智能制造”目的不是構筑一套技術體系,而是培育新的價值網(wǎng)絡,是以價值創(chuàng)造為根本目標、以用戶為核心、以生態(tài)思維為指導、基于數(shù)據(jù)驅(qū)動理念嫁接新技術,綜合考慮價值傳遞路徑、能力估值、激勵機制等方面的價值環(huán)流工程。兵器智能制造在構筑新動能的同時,將極大推動資源流動性的有效釋放;重構開放的、面向全生命周期的服務能力體系,擴大供給選項、提升供給能力,在深度嵌入整個社會大的價值環(huán)流體系的同時促進需求端升級擴容,實現(xiàn)集團公司發(fā)展效能的提升。
兵器智能制造體系主要包含智能產(chǎn)品、智能服務、智能生產(chǎn)和智能研發(fā)四方面。智能化產(chǎn)品和智能化服務是兵器智能制造的重點建設內(nèi)容,因為上述兩項是滿足用戶需求、實現(xiàn)價值創(chuàng)生的直接載體,是新動能、新業(yè)態(tài)的集中體現(xiàn);智能流程和智能生產(chǎn)則為高效、快捷交付智能產(chǎn)品和服務提供了有力支撐和基礎保障。本文所闡述的智能產(chǎn)品重點關注新平臺的培育、智能服務工作重點是能力服務化與資源社會化,智能研發(fā)主要推動原始創(chuàng)新能力的提升,智能生產(chǎn)重點在于實現(xiàn)生產(chǎn)資源動態(tài)優(yōu)化配置與提升綠色發(fā)展水平。
首先是智能化產(chǎn)品。
一是未來我國陸軍作戰(zhàn)場景。傳統(tǒng)有形戰(zhàn)場。美軍認為城市環(huán)境是陸軍未來主要戰(zhàn)場。從我國安全態(tài)勢角度出發(fā),以雨林環(huán)境為背景的奪島、守島亦將成為潛在戰(zhàn)場。以上兩種模式均有別于傳統(tǒng)陸軍重兵團、大縱深作戰(zhàn)形態(tài),其共同特征為視距有限、背景噪音復雜(較平原、沙漠等野戰(zhàn)環(huán)境)、傳統(tǒng)重型武器發(fā)揮空間受限等。因此,在上述復雜環(huán)境中,多兵種、小規(guī)模協(xié)同作戰(zhàn)將成為新的作戰(zhàn)模式。戰(zhàn)場信息感知測繪、數(shù)據(jù)驅(qū)動下的行動協(xié)同、給養(yǎng)伴隨式供給、人員戰(zhàn)斗力高水平維持都將成為新的挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡空間無形戰(zhàn)場。隨著美軍全球信息柵格系統(tǒng)的高速發(fā)展,基于信息技術系統(tǒng)作戰(zhàn)的研究不斷深入,美軍將網(wǎng)絡空間確立為與陸、海、空、天并列的作戰(zhàn)域,美陸軍也將其作為推進陸軍現(xiàn)代化進程的關鍵因素。
二是三類智能產(chǎn)品。本文所研究的智能產(chǎn)品聚焦新型平臺,不討論傳統(tǒng)作戰(zhàn)平臺(如下一代主戰(zhàn)坦克等)。智能產(chǎn)品是將數(shù)據(jù)驅(qū)動或數(shù)據(jù)能力作為重要特征的產(chǎn)品。從未來陸軍作戰(zhàn)環(huán)境發(fā)展角度來看,本文主要闡述地面無人平臺、機械外骨骼以及賽博空間安全三大方面,既包括軍事用途,也有軍民融合。
無人平臺。在城市、島嶼等特殊作戰(zhàn)環(huán)境中,地面無人平臺將在抵近偵察、障礙破除、物資伴隨供給等方面發(fā)揮重要作用。從技術體系角度看,地面無人平臺主要由高通過性底盤、任務執(zhí)行、復雜環(huán)境感知、組網(wǎng)協(xié)同四大模塊構成。前兩者以“機械化”能力為主,是集團公司既有能力的復制和放大;后兩者則是“數(shù)據(jù)能力”的集中體現(xiàn),是需要發(fā)力的重點領域。從事此類前瞻性領域時,以技術儲備為主,產(chǎn)業(yè)化可擇機而定,切忌盲目跟風。構建面向不同場景(城市街區(qū)、地鐵/地下管網(wǎng)、樓宇內(nèi)部、熱帶叢林)的無人平臺解決方案?;谀K化技術和成本驅(qū)動策略,保留必要的偵測、組網(wǎng)功能,弱化某些超高精度/高成本的冗余能力,可向反恐處突和應急救援等低威脅領域或民用領域進行技術衍生。
機械外骨骼。機械外骨骼可幫助士兵長時間負重行走,提升單兵可持續(xù)作戰(zhàn)能力。我國海軍航空學院、清華大學、北京理工大學等高校以及中國兵器工業(yè)集團、航天科工集團等軍工集團的下屬院所已經(jīng)開展了相關研究。2015年總裝備部輕武器論證研究所主辦了首屆“穿戴式外骨骼助力裝備挑戰(zhàn)賽”,來自全國的15家單位、12臺樣機參加了比賽。機械外骨骼在應急救援、反恐處突、康復醫(yī)療等方面也有很大的應用潛力。民用領域特別是大眾消費領域(如養(yǎng)老、助殘),除了技術能力外,私人定制和價格可控是重要的競爭優(yōu)勢。可以借鑒青島紅領成功經(jīng)驗,通過對用戶身體數(shù)據(jù)測量、采集,進行定制化設計,并根據(jù)不同人群需求,提供不同成本構成的模塊化解決方案。目前集團公司在無人平臺、機械外骨骼領域均有相關院所開展研究,并取得了階段成果,可以作為新動能培育方面的重要抓手逐步推動后續(xù)工作,同時應考慮兩者作為“數(shù)據(jù)采集端”和“數(shù)據(jù)發(fā)生器”時,如何與“北斗”資源結合以及形成的數(shù)據(jù)資源該如何利用的問題。endprint
網(wǎng)絡作戰(zhàn)能力。網(wǎng)絡戰(zhàn)爭有兩大特點:一是廣域覆蓋(所有軍種均面臨此問題)特點決定該領域有成為“風口”的潛力,潛在用戶群體較大;二是不同層級深度滲透,從戰(zhàn)役到單兵都會涉及此問題,但能力建設行為主體尚未形成明確邊界,屬于待開墾的高價值區(qū)域。此外,由于美軍的率先突進,類似于空天反導領域,我軍從與外軍爭奪戰(zhàn)略層面“先手”角度出發(fā),未來在該領域也會加大投入。集團公司作為國家戰(zhàn)略安全團隊,可以在吸取外軍有益經(jīng)驗基礎上,構筑適合戰(zhàn)爭發(fā)展需求、符合我軍實際情況、面向賽博空間網(wǎng)絡突擊/護衛(wèi)安全的 “攻守兼?zhèn)洹蹦芰???植澜M織在隊伍發(fā)展、行動策劃方面利用互聯(lián)網(wǎng)的趨勢日趨明顯,如何提前預警、制敵于先,將成為網(wǎng)絡空間安全在準軍事領域的新挑戰(zhàn);此外,境外勢力、分裂勢力等不法分子利用互聯(lián)網(wǎng)進行謠言傳播、意識形態(tài)惡意攻擊等也對社會穩(wěn)定造成極大危害,如何盡早甄別、實現(xiàn)“源頭治理”,也是新時期國家社會治理和安全保障方面的重大挑戰(zhàn)。
其次是智能化服務。
針對集團公司存量資源價值創(chuàng)造能力有待提升的問題,將能夠?qū)崿F(xiàn)“分散資源集中使用,集中資源分散服務”的云制造平臺作為破題選項。構建云平臺是一個循序漸進、逐步完善的過程。該領域成功的關鍵不是技術手段,而是對資源的科學分類與管理,以及商業(yè)模式的創(chuàng)新。
一是資源合理分類。集團公司屬于制造型央企,經(jīng)過長期發(fā)展建設,形成了行業(yè)眾多、門類多樣的資源體系。云制造平臺可以按三種方式進行資源分類。按照資源屬性分類:可分為硬件資源、計算資源、智力資源三大類。硬件資源主要指生產(chǎn)設備;計算資源主要指軟件資源、服務器資源等;智力資源主要指人力資源和已經(jīng)數(shù)據(jù)化的專業(yè)知識。按照行業(yè)分類:以行業(yè)為導向,將垂直領域內(nèi)的研發(fā)能力、生產(chǎn)能力、服務能力進行模塊化處理,供用戶選取。按照區(qū)域半徑分類:當配套半徑是用戶重要考慮因素時,需要能夠以區(qū)域為引導,提供指定區(qū)域內(nèi)的主要能力組合和服務選項。此外,需要重點突出集團公司特色能力與亮點資源,對國家重點試驗室、行業(yè)檢驗檢測中心等優(yōu)勢能力,在考慮安全保密的前提下可作為精品能力著重推介。
二是能力梳理與測算。云制造的最大效用是增加資產(chǎn)流動性,充分釋放存量資源特別是優(yōu)勢資源的富余能力?;跀?shù)據(jù)的能力梳理是云平臺能否成功的關鍵基礎性工作。根據(jù)東方航空公司、華為公司在數(shù)據(jù)轉型方面的經(jīng)驗,數(shù)據(jù)流程梳理工作需耗時2-3年時間。該方面工作需要回答兩個問題,第一是哪些資源是可以放到云平臺中,第二是上“云”資源的富余能力測算。關于第一個問題,從簡化起步階段系統(tǒng)構成角度出發(fā),選取水平較高、能力較強且有較為明顯富余能力的資源(如高端數(shù)控設備、特種專機、仿真試驗室、產(chǎn)品/工藝設計團隊)作為優(yōu)先上“云”選項。第二個問題,需基于精益管理思想,運用工業(yè)工程專業(yè)多類手段,在新一代信息技術支撐下,進行能力核算、峰值評估,形成能力“峰谷曲線”,并不斷細化、構筑可支配資源的精準管控和預測能力。
三是定價估值。云平臺服務選項定價估值工作是對傳統(tǒng)財會體系的提升,基于傳統(tǒng)財會體系,考慮折舊、人力成本、預期收益等因素得到某項服務的價格,但由于該服務能力冗余程度存在“淡季、旺季”周期波動和機會成本問題,需要在基準價格基礎上,構建柔性價格機制,保證服務收益最大化。
四是大數(shù)據(jù)變現(xiàn)。云平臺運作過程中,將形成“數(shù)據(jù)富集”環(huán)境。為了把“數(shù)據(jù)富集環(huán)境”變?yōu)椤皵?shù)據(jù)富集優(yōu)勢資源高地”,需要對數(shù)據(jù)進行增值處理,并探索如何轉換為有交易價值的數(shù)據(jù)資產(chǎn),實現(xiàn)數(shù)據(jù)變現(xiàn)。大數(shù)據(jù)交易增加了市場流動選項、開辟了一條新的價值創(chuàng)造途徑。
再次是智能化生產(chǎn)
智能生產(chǎn)是保證生產(chǎn)體系高效運作的有效手段,“精益管理”是整個生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化合理運行的理論基礎。
一是精益管理與智能生產(chǎn)。精益管理源于工業(yè)工程(Industrial Engineering,IE)。IE的目標是提高效率、降低成本、保證質(zhì)量與安全。IE是向存量要效益的“減法工程”。集團公司持續(xù)推行全價值鏈體系化精益管理戰(zhàn)略、強化5S管理,取得了豐碩成果。但5S管理、目視化管理僅是IE的基本工具,在生產(chǎn)制造一線仍有諸如布局優(yōu)化、能力平衡、設備效能評估等方面的工作有待開展。智能生產(chǎn)實施三部曲,以精益頂層規(guī)劃為先導、信息化頂層規(guī)劃為第二步、數(shù)據(jù)通信接口規(guī)劃為第三步分步展開。但很多企業(yè)直接將第二步作為起點,效果自然大打折扣。根據(jù)高校與企業(yè)合作案例,很多企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)運行混亂,即使采用了數(shù)字化手段,整個體系運轉效率也無法得到有效提升,甚至可能由于單點效率提升,導致網(wǎng)絡沖突加劇,誘發(fā)系統(tǒng)效能下降。
二是綠色生產(chǎn)。選擇化工領域用能大戶為試點,構筑能源監(jiān)管、用能優(yōu)化平臺,挖掘價值盲點,向系統(tǒng)要效益、從體系降成本。根據(jù)某鋼鐵企業(yè)經(jīng)驗,通過構筑能源監(jiān)控平臺(百萬量級),年節(jié)約電力成本達千萬元。在做好“減法”同時,利用新技術嘗試做“加法”。集團公司可選擇日照充足地區(qū)的制造型企業(yè),開展以屋頂發(fā)電為代表的分布式能源試點工作。該模式已成功應用于廣汽本田增城工廠,其17MW分布式光伏發(fā)電項目于2015年初正式并網(wǎng)。項目年發(fā)電量1900萬度、相當于1萬個家庭1年用電量,可滿足工廠20%生產(chǎn)用電需要,且標煤節(jié)約量2300噸/年、二氧化碳減排17500噸/年。此類項目投資回收期8-10年,系統(tǒng)10年之后能效轉換會下降,但系統(tǒng)使用周期為25年。
最后是智能化研發(fā)。
企業(yè)在原始創(chuàng)新能力、原理性創(chuàng)新方面有待提升,很重要的原因是無法對表征產(chǎn)品/工藝的數(shù)學模型進行刻畫與解析,在改進、創(chuàng)新過程中更多依靠經(jīng)驗。提升數(shù)字建模與仿真能力是提高創(chuàng)新能力、縮短開發(fā)周期的重要途徑。仿真軟件雖然提供了重要技術支撐,但購買并簡單使用仿真軟件不等于掌握數(shù)字仿真能力。數(shù)字建模與仿真能力的培育需要以下兩個步驟。endprint
一是數(shù)據(jù)積累。研發(fā)數(shù)據(jù)過去多是利用研發(fā)平臺進行累計,在智能工廠工作推進后,通過實時采集的生產(chǎn)數(shù)據(jù),增加了模型修正所需數(shù)據(jù)的輸入維度。此外,需要建立考核機制引導人員完成積累數(shù)據(jù)工作,保證數(shù)據(jù)完備性。
二是數(shù)據(jù)建模。數(shù)據(jù)建模需依托具有專業(yè)技術背景的研發(fā)人員與具有數(shù)據(jù)建模知識的專業(yè)人員協(xié)同配合,利用人工智能算法等方式構建符合技術規(guī)律的模型。該項工作是研發(fā)環(huán)節(jié)需要長期耕耘的領域,是變“經(jīng)驗驅(qū)動”為“數(shù)據(jù)驅(qū)動”,進一步引爆創(chuàng)新能力的必由之路。
關于兵器智能制造的思考
第一,重構核心競爭力與規(guī)避“重資產(chǎn)陷阱”。對數(shù)據(jù)擁有的規(guī)模和增值能力將成為企業(yè)未來核心競爭力的集中體現(xiàn)。圍繞數(shù)據(jù)能力開展的輕資產(chǎn)、軟能力建設是兵器智能制造重點工作方向。信息技術作為快變領域,是“形”和外在體現(xiàn)。其背后的數(shù)據(jù)分析能力與基于數(shù)據(jù)能力衍生的新模式、新業(yè)態(tài)等這些“軟能力”則是“魂”和內(nèi)在實質(zhì)。“形”是加速機和放大器,但離開軟能力支撐,整個體系的價值實現(xiàn)能力將被弱化。盲目嵌入技術能力會導致在無法有效獲利的同時,陷入“重資產(chǎn)”陷阱,購置開銷與設備折舊將成為企業(yè)的沉重負擔。
第二,把握精益理念與智能生產(chǎn)的關系。精益理念是整個生產(chǎn)系統(tǒng)達到全局最優(yōu)的理論基礎,智能生產(chǎn)是通過不斷進步的技術手段把這種具有良好設計體系的優(yōu)勢進行了加速與放大。很多報道在闡述智能制造體系的時候,只談技術架構,忽視精益理念。如果整個系統(tǒng)本身缺乏精益思想的設計與優(yōu)化,甚至是“瓶頸隨處可見、浪費俯拾皆是”的狀態(tài),那么智能化手段帶來的加速效果只能是收效甚微,甚至起到相反作用。
第三,激發(fā)“人”在智能制造體系中的積極作用。智能制造進程不是“去人化”的革命,工業(yè)4.0與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)都強調(diào)“人”的重要作用。在未來智能制造體系下,需要通過有效的激勵機制,充分發(fā)揮“人”的積極作用。如目前對于企業(yè)信息化/智能化建設工作成果評價指標存在脫節(jié)現(xiàn)象,以工具使用和資源占有為導向的評價指標無法有效衡量智能化工作效果。工具只有被使用才能發(fā)揮效果,因此評價使用效果的前提是如何激發(fā)、提升人們對新事物、新工具的駕馭能力。人力部門可會同業(yè)務部門,從實際工作出發(fā),考核智能工具使用程度,建立合理的激勵機制,提高人員用好、用活新工具、新能力的內(nèi)在動力。同樣,推行精益管理體系的關鍵在于形成利益與責任共同體,處理好改善者(IE部門)、執(zhí)行者(被改善部門)、企業(yè)三者間的利益分配關系,提升改善動力。
第四,圍繞業(yè)務需求、多元推進模式。智能制造是手段而不是最終目的,根據(jù)華為等大型集團數(shù)據(jù)轉型經(jīng)驗,需要結合企業(yè)業(yè)務發(fā)展,嵌入“適度”、“得體”的技術能力。智能制造內(nèi)涵豐富、要素眾多,而每個企業(yè)所處行業(yè)不同,產(chǎn)業(yè)規(guī)律、發(fā)展“痛點”不盡相同,因此智能制造推進工作應該把握“共性”、聚焦“個性”,緊密圍繞不同企業(yè)實際發(fā)展需要,有選擇、有目的地開展資源配置和能力構筑工作。
在開展具體工作時,應根據(jù)企業(yè)自身情況和發(fā)展需要,實現(xiàn)增量資源與企業(yè)需求的精準匹配,而不強求同行業(yè)內(nèi)企業(yè)在工作內(nèi)容方面完全統(tǒng)一。智能制造系統(tǒng)作為一個生態(tài)體系,每一個子系統(tǒng)都應該是“自然生長”的結果,需避免“拔苗助長”導致的資源浪費。endprint