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封面报道| 量身定“智”:解码浪潮信息智能制造转型实践

2023-10-18

由机械工业信息研究院主办的《智能制造》智库型杂志,在最新的10月刊中,将浪潮信息选作中国制造业智能化转型示范标杆进行了封面报道,并详细阐述了浪潮信息智能化转型与JDM创新的融合实践对于产业的借鉴意义。

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在全球高度工业化的今天,仅一台服务器就能最多拥有10000颗以上的器件,50余种模块,800余种线缆,三万余项参数。《智能制造》多年观察制造领域,能将复杂制造推到如此高度的IT厂商,凤毛麟角。

当前,新型工业化正在持续走深向实,智能制造作为推进新型工业化的重要突破口和着力点,正不断加速新一代信息通信技术、人工智能技术与先进制造技术的深度融合,并贯穿于设计、生产、管理和服务等全链路,智能制造新场景、新方案、新模式正在不断涌现。

从《“十四五”智能制造发展规划》明确“深入实施制造强国战略”,到“二十大报告”指出建设现代化产业体系,再到“新质生产力”的提出和新型工业化的再定位,制造业智能化发展已经成为未来我国制造业转型升级的重要方向,全面实施数智化转型已成为行业企业的重要战略选择。

智能工厂新样板,个性化产品7日交付

浪潮信息,全球第二大、中国最大的服务器企业,服务器年销量超过130万台,绝大部分的订单都是个性化的,很多都是5台以下的订单,有的是特殊的配置,也有的是从0开始设计的全定制产品。

在这个服装鞋袜都完全标准化的时代,在标准化程度最高的IT产业,浪潮信息已经实现了产品的个性化、定制化,这一点超出了很多人的想象。

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山东济南坐落着我国第一座高端IT装备智造工厂——浪潮信息的高端服务器智能制造基地,这是我国服务器领域首个高端装备智能生产基地,有超过30万台型号多样的IT产品每年从这里诞生,涌向互联网、能源、交通和金融等重点领域,为行业数智化转型升级以及数字经济建设提供重要的IT保障。

经过浪潮信息“量身定智”般的建设及优化,该工厂已被打造成集智能化、自动化、模块化、数字化和精益柔性制造于一体的模范智能工厂,实现从柔性化生产到交付服务的全过程智能化。一台服务器,从下单到送到客户手中,只需要7天。

浪潮信息智能制造工厂是我国智能工厂发展的缩影。近年来,我国智能工厂建设规模不断扩大、水平持续提升,在汽车制造、航空航天、石化和钢铁等多个行业得到高度发展。截至目前,各地建设数字化车间和智能工厂近8000个,其中,2500余个达到了智能制造能力成熟度2级以上水平,基本完成了数字化转型;209个探索了智能化升级,成为具有国际先进水平的智能制造示范工厂。据统计,经过转型,这些示范工厂产品研发周期平均缩短了20.7%,生产效率平均提升了34.8%。作为制造业数字化转型的策源地和主战场,智能工厂已成为制造业构建核心竞争力,引领经济高质量发展的必经路径和重要引擎。

“十四五”期间,技术融合创新、供给生态构建、场景应用落地将进一步加速工厂智能化进程,推动工厂车间全面迈向智能工厂。

量身定“智”,创新商业模式与智能化转型的必然融合

浪潮信息不仅通过智能制造实现了服务器的个性化、定制化生产交付,并且通过研发、生产、供应全面的数智化转型以及商业模式创新,打通了整个业务链条,构建敏捷的业务链,为用户提供系统、部件和全新产品三个层面的定制服务,满足个性化、定制化、精细化的高标准。通过定制化、个性化的转型,浪潮信息抓住了云计算变革以来的每一个产业创新机遇,实现了跨越式发展。根据相关机构统计,目前,浪潮信息服务器销量全球第二、中国第一,公有云服务器、人工智能服务器全球第一,存储装机容量全球前三。

自云计算变革以来,芯片创新变缓,应用创新加快,IT产业发展动力从技术驱动向应用和技术双重驱动转变,云计算、大数据、AI、边缘计算等创新应用已经成为市场需求的主要构成、市场增长的主要动力。这些应用都是用户在实际应用中逐步探索出来的,用户需要服务器企业参与到自己的应用创新过程中,为其提供定制化的产品和服务,为不断升级的算法创新提供硬件系统创新支持。在少数用户应用创新成功后,也需要服务器企业将创新方案标准化,向更多的用户推广。所以,云、数、智、边等应用创新过程中,市场对于定制化、个性化产品服务的需求极为旺盛。

但是满足定制化、个性化需求,同传统服务器企业的标准化运营模式有着根本性冲突,从标准化转向定制化、个性化,会遇到一个非常直接的问题——复杂供应链的敏态运营,产品数量和供应链复杂性会快速膨胀,从而导致企业的运营成本大幅上升。所以定制化、个性化生产的概念在上个世纪70年就被提出,但是直至今天主要存在于作坊、小企业,很难走入大型企业,实现大规模生产。

经过不断的实践探索,浪潮信息形成了创新的商业模式JDM(Joint Design Manufacture,联合开发模式),可以为头部用户提供定制化的产品和服务,也具备领先的产品规划布局能力,能够第一时间将创新应用产品化,向更多用户推广。

浪潮信息JDM商业模式需要数智化来降低内部的管理和沟通成本,以突破企业运营的“不可能三角”——复杂性、敏捷性和低成本,从而让JDM成为一种长青的商业模式。所以,JDM模式对于数字化、智能化技术有着天然的需求。数智化加持下的JDM模式,让浪潮信息能够面向不同应用场景,提供近200款产品、11.5万个配置,可以说这是业界最丰富的产品组合。

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国际咨询机构Gartner认为,企业数字化转型的第一步是重新定义企业的价值定位,思考企业的价值模型,对企业价值进行扩展,价值主张的变化会产生连锁反应,引发业务和运营模式的设计调整。浪潮信息的转型实践恰恰印证了这一观点,新一代IT技术让制造业“以标准化生产的成本满足客户的个性化需求”成为可能,也成为全球制造业转型升级的方向。而且,浪潮信息在转型过程中,解决了成本控制、流程重组、IT技术应用鸿沟等一系列挑战,这些实践经验将为各类制造业的升级提供广泛借鉴。

“补足水桶短板”,全链路升级为新型工业化提供新路径

以云计算、大数据、移动互联等数字化技术与工业化手段深度融合为主线;以客户需求互动平台为中心,智能下单排产、全球8大研发中心集成化、远程服务集成一体化、智能化车间可视化和工程技术信息化为基础,实现协同价值链互联互通;集成应用ERP、MES、WMS、WCS、AGV、RFID等6大核心信息系统的大数据平台,与产品的模块化设计、定制化销售和柔性生产结合,实现智能化柔性生产。

一个商业模式的成功,往往需要在多处下手术刀。浪潮信息相关负责人表示,多年前公司就通过了CMMM(智能制造成熟度评估)第三级“集成级”的认证。从狭义的制造层面讲,浪潮信息的数智化转型,是以个性化、定制化的需求为中心,对制造和供应链进行数智化改造,实现了“以标准化生产成本来生产个性化、定制化的产品”,形成了敏捷柔性供应链实践以及融合智能制造和云上工厂的现代化大规模柔性制造实践;从广义的智能制造层面,即公司运营层面,工厂以客户的个性化、定制化需求为牵引,研发、生产、制造和客服等所有业务流程进行智能化升级,实现从标准化到个性化、定制化运营的全面转型。

敏捷研发,数智技术融合研发新模式

服务器研发模式的设计、研发工作的协同管理,是浪潮信息转型的第一个挑战。首先是,研发模式的改造,研发模式从产品、项目为核心,转变为“模块化+平台化”的新模式,这种模式可以把所有的产品变成CBB(Common Building Block)的组合,这样可以降低产品研发的工程量,同时在前端产品多样化的同时,把供应链的复杂度降下来,只需要一定量的板卡、组件就能研制出非常多的产品。在进行研发模式改造的同时,浪潮信息在研发协同管理、研发工具全面引入数字化智能化技术,实现协同自动化、设计的智能化。

“平台+模块”的研发模式改造、数字化智能化的研发转型让研发越来越敏捷,但是硬件升级天然跟不上软件迭代的速度,为此浪潮信息将各类部件、模块数据化,形成了线缆、连接器等1500多个器件库,建立产品与部件、模块之间的逻辑耦合关系,成功打造了数字样机系统。客户有了一个需求,浪潮信息工程师就可以调取后台,生成产品三维模型,散热、结构等都可以在模型上展示,客户可以同浪潮信息的研发工程师一起进行数字化评审和验证,大大提高研发效率。

浪潮信息目前正在升级数字系统,将产品设计、制造、装配、使用、维护、服务直至产品回收再利用等全生命周期的数据进行采集,汇集到数字样机逻辑模型中,这样数字样机不仅可以取代或精简物理样机,还能够实现研发与测试验证、生产及营销环节数据链路的打通,通过对产品生命周期的数据分析,可以为产品规划和升级、供应链改造等提供科学的数据支持。

据介绍,浪潮信息研发的敏捷度已经处于全球领先水平,每年可完成新配置、新产品评审30000多个,产品设计变更达9000余次。自实施数字化、智能化转型以来,浪潮信息新品研发周期压缩50%,产品上市时间缩短50%,电子料管理效率87%,配置验证评审效率提升54%。一款新品的研发周期从1.5年压缩到8个月,客户提出需求最快可以3个月交付样机。

柔性生产,智能化解决小批量生产挑战

开始JDM商业模式探索后,浪潮信息在生产方面遇到的最直接问题是产线换单。传统服务器生产采用的是标准化的长流水线、生产效率高,但是灵活性差、换单成本高,适合生产标准化产品,并不适合小订单生产。据介绍,浪潮信息的生产制造部门粗略统计一下,每年5台以下订单至少在1万个以上。每次更换订单后,所有的工人都需要重新领取新的操作手册,进行短暂的培训答疑,然后才能上线生产,众多的小订单导致大量的工时消耗在了订单更换上,限制了效率的提升。

浪潮信息也用并行柔性生产线来解决个性化生产问题,但是随着业务规模的增长以及JDM模式的不断成熟,个性化、定制化的生产需求已经成为主要的生产任务,浪潮信息必须解决“标准化的成本、大规模个性化、定制化的生产模式”的挑战,实现柔性制造,智能制造成为浪潮信息唯一的选择。

服务器是一个具有相当技术门槛的专业领域,缺少标准化智能制造方案。浪潮信息从传统制造向智能制造的升级的过程就是在实践中不断探索和积累的过程。较为困难的工作除了信息化系统的部署融合,就是各类智能化设备的开发。“软件可以自己开发,智能化设备也能自己开发”。浪潮信息相关工作人员表示,为此,浪潮信息成立了100多人的智能制造开发团队,由机械、电气、机器人和视觉等各个领域的工程师组成,不断设计各类自动化设备,最终形成了一套完整的服务器智能化产线。

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数字化、智能化彻底解决了换单、品控等一系列小批量生产挑战,产线根据不同的订单、不同的产品可以自动切换工艺、质检标准等,使得浪潮信息能够以标准化生产的成本实现面向个性化、定制化需求的小批量生产,并且实现了生产效率的不断提高。如服务器的内存按压安装。

不同品牌之间、不同规格的内存条要通过按压方式安装在不同类型的主板上,尺寸规格和插槽位置差异巨大。要用机械手臂取代人的双手,灵活性的要求可想而知。浪潮信息的智能制造开发团队通过整合AI、物联网等技术,开发内存按压一体机,通过主板的系列号识别主板和内存类型,采用高精度AI图像识别技术精准定位,用机器的“脑眼-手” 穿针引线,实现“一板一工艺”,一台设备加工所有产品。


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相比于传统生产方式,浪潮信息智能制造人员配备减少75%,生产效率提升了30%,产能提升4倍。

云上工厂,全球一致的高品质交付

浪潮信息的智能制造不仅是在工厂现场的大数据、AI、边缘、物联网等应用实践,还有基于云的全球化生产,所有设备都连接到车间云。当然不只是车间一朵云,还有诊断云、设备云、工艺云、交付云,这些云互联互通,融合构成了浪潮信息的“云上工厂”。

据了解,浪潮信息全球14个工厂都在云上工厂的统一管控下。云上工厂统一下发指令给设备和工人,保证全球无论哪一座工厂,都执行统一的工艺和标准,实现了全球一致的高品质制造和交付工厂系统。

通过云上工厂,浪潮信息可以更快、更简单的新建工厂、增加产能,如果要新建工厂,新增一批设备过去,然后连接上云,云上工厂就可以自动把系统、工艺文件分发下去,很快就能投入生产。

会决策的供应链“大脑”

个性化、定制化带来了供应链的高复杂度、灵活性和成本的挑战,浪潮信息在JDM商业探索过程中,将供应链改造同数字化、智能化深度融合,实现了高复杂度、高敏捷度与低成本的统一。经过十几年的沉淀,浪潮信息最终形成了以供应链计划大脑为智算引擎、智能商业分析平台为决策辅助大脑、智能商务作业平台为执行管理底座的智慧供应链体系。

供应链计划大脑是指挥系统,依托浪潮信息本身强大的算力基础,利用多维模型和算法对海量数据进行智能化运算,制定日常生产计划、物料计划等各层级计划,实现全球计划统一平台、统一调度,提升柔性和敏捷;智能商业分析平台对“内部横穿市场/研发/计划/采购/制造/物流、外部纵贯供应链上下游”的数据进行智能化分析和决策辅助,并形成对计划大脑主数据和参数的优化;智能商务作业平台基于前、中、后台的架构逻辑,将供应链各部门在ERP、APO、CRM、MES、WMS、PLM、TMS、SRM等系统的日常任务和指令在统一的平台上进行智能化归集、分发、预警和执行管理。

这三部分构成了供应链大脑的核心,驱动内部的智能化运营,订单交付周期缩短30%。同时计划大脑通过连通供应链上下游的客户生态协同平台和供应商数字化协同平台,实现对客户、供应商端的高效交互,提高全球供需资源整合和协作能力。

据了解,供应链大脑可以8小时内制定好采购计划、6小时内制定好生产计划、3小时内制定好物料计划,再通过连通上下游系统,快速、精确的完成与供应商的信息互通,第一时间把供应计划反馈给客户手中。

写在最后

2013年德国汉诺威工业博览会上,以严谨著称的德国人提出了工业4.0概念,以期在新一轮的工业革命中占领先机。10年后的中国,新型工业化的春风正吹动着每一家企业。

在制造业向高端化、智能化、绿色化升级的进程中,浪潮信息依托云、数、智、边技术,深入企业数智化转型的深水区,深耕用户应用创新场景,以自身独特的商业模式为破局点,将数智化技术融合在产品制造的全生命周期中,走出了一条独具特色的数智化转型新路径。

注:本文转载自《智能制造》官微