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工业互联网新边疆:大规模定制

2019-10-25 08:58 知识自动化

导读:大规模定制,正在呈现出最有诚意的对话和连接。

工业互联网,大规模定制,定制障碍,隐形超级用户,工业化,全流程联动

图片来自“123RF”

福特汽车创始人亨利·福特有句名言:“只要汽车是黑色的,任何顾客都可以把他想要的任何颜色都涂上。”为什么是黑色的?难道福特本人对颜色有癖好。不是,因为黑色油漆会比其它颜色干得更快,从而进一步提高产能。仅此而已,生产者的工程效率压倒了一切消费者的需求。

这就是大规模生产的时代。大规模生产的核心是围绕着制造商的效率,从而降低生产成本。

然而事情也早就在发生变化。美国Pine在1997年就定义了四种大规模定制的方式。其中协作定制是最接近常规理解的大规模定制,它在产品自身和表现方式方面,都跟大规模生产的同质性产品有很大不同。它需要将用户的想法——有时候是不成体系的——重新进行工程化表达,并且以合适的成本完成制造。由于用户的介入,大规模定制的重点一般都会放在设计上。

经典大规模定制的四种方式

在这个概念提出的二十多年里,各种大规模定制的方式在不断的被尝试,但都属于小规模的尝试。直到最近几年,随着大发快三的发展,大规模定制迎来了自己的春天。

大规模定制之路

大规模定制的障碍:双向-用户和制造能力

大规模定制是一个双向改变。一方面,原有大规模地生产同一种产品,变成大规模地生产不同产品,这是生产模式的变化;另一方面是消费者从被动、有限的选择产品,变成全流程的参与。

天平两端同时发生变换。这次双向的改变,存在一场相互角力的竞争,就像是一场剑术比赛。一方是有限的制造能力,一方是无尽的欲望。二者是一场挑战赛,这是一个寻找最小订单的平衡点。

制造能力与用户欲望的交锋

来自用户的挑战是巨大的。最大的难点是:用户是隐形的,换言之,收集用户的信息是一件昂贵的事情。获取用户的准确信息,通常是一个漫长而劳累的过程。许多时候,用户的信息是杂乱不堪的,它们聚集在一起,形成一个宏大的“噪音广场”。要从中找出客户真正想要的东西,成本很高。

对于制造商来说,也有无尽的苦恼。由于大批量小生产,需要保持和维护各种材料的库存。这意味着必须要有巨大的库存,意味着打造一种能够从订单快速分解到物料、并完成采购的自适应物流系统是必不可少的。而高度柔性的生产线,则是一个最基本的条件,同一条产线必须具备快速切换组合的能力。

如果以上这些困难还不够极限挑战的话,还有一条最令人沮丧:用户不愿意为自己的任性发明,付出太高额外付出的成本。这是建立一个成功的大规模定制业务最困难的方面。因此,制造商需要学会快速定价的能力,需要在自己的车间和整个供应链上,快速盘算成本,建立有效的制造策略。

隐形超级用户,大规模定制的新面孔

随着移动互联网和社交媒体的出现,“超级隐形用户”出现了。海尔提出来“企业永远是弱者,用户是强者”,这听起来似乎有悖常识,其实它背后是对产品使用方式的一个深邃的思考。这样的强势用户,并不是出现在谈判桌上的真实对手,而是以一种分布式的存在感而形成:一个在线社区或者一群品牌粉丝。这不是一个谈判能力很强的个体,而是一个网络化存在的群体。他们之间甚至都不需要相互认识,只要存在一种共鸣感,他们就可以通过互联网连接在一起,形成足以让制造商“俯首倾听”的力量。

“隐形超级用户”的出现,使得制造商以自我效率为中心的时代,一去不复返了。

大规模定制背后的要素

在海尔大规模定制的平台COSMOPlat上面,社群交互正在变成一个超级广场,它让“隐形超级用户”的力量变得更加有序和高效。最初用户会进行自发的话题讨论,诸如“空调是不是舒适”、“是不是有净化功能”、“静音自动化“等。在海尔的一款静音空调中,有15万用户参与了讨论。然而这些讨论,一开始就是一个噪音广场,充斥着各种奇怪的杂音。作为大规模定制的制造商,必须能够将良莠不齐的噪音群,引向一个快速收敛的成本走廊。

在这样一个工程化的走廊上,有675位用户深度参与交互和产品的设计,而且有6家供应商参与了收敛过程,提供了设计方案,并且通过虚拟仿真产品与用户在平台上实时交互。用户在平台上完成虚拟体验,最终实现了1万多台的产品预售。与之前大规模定制不同的是,海尔始终围绕用户需求,并为其他企业提供提质增效、优化资源配置和模式转型。

在这个过程中,大规模定制商需要有足够的智慧,完成从“噪音广场”进入“成本走廊”,解决“隐形超级用户”需求可以进入真实的成本核算。剩余的工作,则交给了工厂的产线。这条为定制产品而专门启动的产线,早已在前期的产品设计过程中,同时完成产线的仿真,随时联机上线。

这是一个设计、制造和服务全流程联动的过程。

对于智能产品而言,它自身也会成为用户生活体验的交互入口,这也是海尔将“电器”称为“网器”的原因,一字之差,表明了产品可以开口讲话。在前面的新兴静音空调的使用过程中,后续有近4000人参与了第二次深度交互,关注点和问题点与第一次不一样,重点关注清洁程度如何。“噪音广场“再次启动560万的用户进行了参与交互,交互意见达到1.5万条,创意设计超过2万个。“成本走廊”也随着变得热闹,更加丰富透明的资源参与进来,工程化设计方案也越来越多,第二次预售产品达到约18万台。设计、制造和服务全流程联动,不仅是一次交易,当网器到了用户家中之后,可以持续与用户交互,从而推动不断创新、不断迭代。

“隐形超级用户”正在释放前所未有的能量,网络效应激活了用户的活力,也大大振奋了制造商的应对能力。用户可以呈现出更多任性的一面。例如,在吉利汽车那里定制汽车的用户,可以被允许出现许多反复。吉利汽车正在设计的柔性定制化生产线,在用户下完订单之后,提前7天可以取消订单,提前3天可以换车型,提前1天可以换发动机。这种简单的数字背后,对于物料和产线的准备,是一个惊人的挑战。订单变换,已经出库的物料则需要快速退回原位,并重新进入下一轮分配,而不至于积压太多物料。这样的资源调度,需要一种全透明的管理。

大规模定制,正在呈现出最有诚意的对话和连接。

大规模定制的五大要素

大规模生产与大规模定制,二者并不是绝对分开的,他们有着很多的交叉地带。在这广阔的交叉地带之间,两个主要的决定因素就是成本高低和产品变形程度。二者权衡的结果,使得各种企业都可以找到自己的生存空间。

然而,真正大规模定制的理念目标,就是要寻找一种低价格和高定制的产品空间。大规模生产的价格,成为一种简单透明的对照标准。制造商需要在这条苛刻的对照线的笼罩下,实现高水平的定制。这需要一种全局上的思考,有五个要素,可以帮助大规模制造商得以完成隐形用户那乌托邦式的定制理想。

大规模定制的五个要素

产品模块化

大规模定制的基础要素之一就是模块化。在波音1994年启动数字化设计项目的时候,就已经开始将其视为一项重要技术。许多零部件被重新组合成模块,来作为基本单元,来应对各个不同航空公司的大量差异化要求。这算是应对大规模定制的一个肇始。这项计划5年的项目,最后用了11年才得以完成。最大的阻力不是技术,而是来自组织文化的变革。现在这种模块化方法已经被制造业广泛使用,在汽车行业尤其明显。尽管是定制化的产品,也需要尽可能的共享相同的部件。这些模块,可以尽可能使用传统的批量生产技术进行规模生产。而只有在最终装配期间,才会生产最终定制版本的汽车。

宝马每年销售的各种类型汽车,其实基本都是源于两款基础车型的变型。这种方法,可以有效缩短从订单到交付的时间。在2000年前启动的COSP(基于客户的销售处理)项目中,从订单到交付的时间目标是10天。这在当时诸多厂家的从订单到交付的时间中是最短的,像大众、丰田、日产都将目标定在14天,而美国车系则更长。

各大车系的定制交付的时间目标

丰田、标致和雪铁龙甚至更多家公司也是如此。例如,丰田的Aygo、标致107和雪铁龙C1都是基于同一辆汽车,只做了一些表面上的小修改。

产线柔性自动化

自动化一般都会存在着一个消极因素,那就是会降低生产线的灵活性。自动化程度越高,产线的切换越缓慢,生产不同产品就会显得越吃力。为了满足大规模定制的生产需求,一种全新的柔性自动化开始出现。这种柔性充分体现在产线的快速切换,完成工艺流程的数字化。而这需要大量的软件仿真,能够在数字世界完成产线切换的方案优化,使得产线设备能够自如切换。海尔沈阳冰箱的十个基本型、二十五个型号,要放在同一条线上实现混流生产,而时间节拍则只是10秒——也就是说每10秒就会有一台冰箱下线。这需要精准的排产设计和工序协同等,才能保证排产的有效和加工的质量。五序一体的压力机连线设备,要跟各种数字化设备通过软件进行集成,通过软件定义的方式,才能真正实现柔性自动化。传统工厂一条线的产能在50万,而柔性自动化的产线能力将达到3倍,完成一条线年产150万不同产品的惊人能力。

这背后,产线的标准化,则是一个最基础的基石。而这样的道理,并不限于在工业,农业生产也是如此。要能够实现大规模定制,一定要进行生产端的优化,而标准化则首当其冲。海尔COSMOPlat与山东金乡大蒜基地的合作就是从“农业工业化,流程标准化”的理念开始。当地合作社种植的一千亩地大蒜,首先进行的就是标准化设计。将温度、湿度、风力、光照、土壤、降水量等指标一一进行量化。随后在农场基地中投放大量传感器等大发快三设备,将大数据等技术应用在其中。通过可视化系统,可以全方位实时监测大蒜的生产过程,并且根据土壤的成份分析,进行科学种植。

产线柔性自动化其实还隐藏着另外一个秘籍,那就是设计制造的一体化趋势。前端在进行产品设计研发的时候,需要将设计数据能够同步进行后期的工艺验证,确保制造环节的可实现性。

供应链透明化

大规模定制不仅影响到生产系统,而且几乎影响到公司的供应商。大规模定制的信息系统既然要处理大量可能的产品品种,就必须向整个供应链进行开放。一种透明的供应链应运而生。订单出现之后,它所分解的模块能够自动生成分布式的采购合同,通知到相关供应商。

根据IoTONE提供的大规模定制成熟度曲线,企业或行业可以快速地分配自己的大规模定制成熟度水平,并确定他们的客户是否准备好成为这一大规模定制生产供应链的一部分。

大规模定制成熟度曲线

一个大规模定制的制造商,需要上游的供应商同时做好准备,进行联动的生产与发货,才能保证产品的快速响应时间。

作为一个大规模定制的典型行业,房车在国内汽车领域是相对较小的一个分支,而国际市场则非常成熟。山东威海荣成市是全球房车出口基地。在澳洲每年进口的7万台房车中,几乎有2万台就是荣成提供的。这里的领头羊企业康派斯作为深度定制的制造商,就借力于工业互联网平台,将上下游价值链变得透明化。康派斯把零部件重新归类,许多通用部件如灶气台,都是通过集中采购的方式,然后再分配给其他房车企业,大大的节省了整体的成本。这种一种全新的抱团思维,避开传统利益冲突。房车制造涉及许多供应商,零部件采购成本很高。荣成这里有4家整车企业和50多个零部件厂。

这家企业把很多的数据公开出来,放到平台上,推动零部件的模块化和上游供应商的同步性。他们甚至在产业园区建立了新的厂房,免费为零部件商提供现成的车间,同时提供订单,提供模块化指导,来拉动零部件的同步跟进。通过数据连通激活供应链的方式,实现综合采购成本降低7.3%,产品交付期从35天缩短到20天。仅仅车载灶气台这一项,通过集中采购,就可以降低成本大约40万。这都是实实在在的利润。

因为许多出口型制造业企业,在国外一般通过渠道商进行销售,在议价权方面是非常弱的,很难从产品价格上获得更高的利润空间,提效降本是最好的方式。而在下一步,则需要向“隐形超级用户”发展,听取更多用户心声,将整个产业链如旅行社、营地、租车等跨界资源都变得透明,贴近用户做好售后服务市场,从而真正提升大规模定制的服务本质。

用户中心化

“隐形超级用户”只是一个虚拟的群体,而在实际的过程中,具体到每一个使用用户,并不会全心全意地参与到设计阶段。然而,“隐形超级用户”也会有大量的蛛丝马迹,可以折射出真实的需求与设计思路。网络上的“数字足迹”,如果借助于技术的显影剂,可以为企业提供全新的客户关系。而大量智能化的产品,则让产品本身成为一种制造商可以直接“倾听”的通道。

在常规的制造商模式中,制造商与客户之间至少有3-4个中间渠道。客户并没有机会与企业互动,他们只与零售商互动。为了成功地进行大规模定制,一定要消除中间渠道,从而可以直接从客户那里了解需求,而不是从中间渠道获得那些可能是扭曲的信息。

然而这些信息都意味着,要将用户的需求进行快速的收敛,将合理因素进行吸纳,置于可接受的成本半径之内;而那些无法跨越的障碍和成本,则排除在成本半径之外。大规模定制意味着,整个系统能够快速降噪,缩小选择范围,建立有效的生产体系。只有这样,一个具有经济性考量的用户中心才能真正形成,使得大规模定制在增加产品种类的同时,保持大批量生产效率,形成可以接受的利润。

而将用户的关切,变成一台台机器的态度,也有了更便捷的方式,那就是将用户“置身于车间”之中,形成一种透明工厂。以海尔胶州空调互联工厂为例,“互联”的含义之一,就是将用户数据和制造数据的零距离连接。在海尔关切的“隐形超级用户”的群落上,每天有用户交流数据将近1亿条,而其中约有12%的用户在关注噪音。在生产环节中如何解决噪音问题,传统做法是用耳朵听,用检测设备辅助,但噪音的问题根本解决不了。

工厂应用COSMOPlat的人工智能模式,自动判断识别噪音,大大消除了用户的关切问题,实现了用户体验的迭代升级。这样的一个工厂,每天产生4000万组数据,如果将这些数据与用户个性化的需求数据在平台上集中起来,进行生活场景体验的匹配,则是一个尝试增值服务的进行时。

平台化

与模块化策略非常相似的是平台策略,它被广泛应用于汽车行业。例如汽车公司开发了一个平台,然后对该平台进行各种定制开发,以开发不同型号的产品,这也大大降低了开发和生产成本。大众汽车的发动机开发平台MQB,就是这样一个计划。包括奥迪A1、A3、TT,斯柯达、大众高尔夫、帕萨特系列等都采用了同样的平台。最近还推出了面向电动车的MEB平台。而吉利与沃尔沃的合作,则走得更远,将内燃机和电动车放在一个平台上,每款车都既有内燃机又有电动车型号,充分满足各种消费者的定制需要。

工业互联网平台则将面向大规模定制的平台概念,推广到了更为广泛的空间。由于工业互联网将要素资源实现了各种连接,使得大规模定制正在有了全新的更加合手的工具。三种基本要素的行进轨道同时发生了前所未有的弯曲:时间神同步、空间零距离、资源全透明。将数字化技术与物理技术融合到生产与物流、服务的全过程,是当下令人期待的智能制造的关键所在。而无论是否愿意,各个公司都需要适应以客户为中心的商业模式,通过大规模定制来提供个性化的产品,满足日益膨胀的个人需求,增强品牌和服务的粘度。这正是工业互联网平台开始发力的机会。

大规模定制的要素,已经基本凑齐了。现在正是全新聆听用户声音的时刻。然而,大规模定制现在面临的并不是技术问题,而是一个企业的思维框架。企业需要从战略级进行数字化转型,推动组织的变化,重塑营销合一、产品制造一体化、透明供应链、再造IT基础设施等多个角度入手,真正体现“用户中心化”的特点,才能推动大规模定制成为一种严谨的商业竞争力。