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作为一名软包装行业退休从业人员，笔者有时在寻思行业未来要走的路。如今，社会发展到工业4.0时代，各行各业都在考虑智能制造，软包装行业也不例外。 近来，笔者从网上拜读了一些有关智能制造的文章，汇总了一些要点，并结合软包装行业的特点，有了一些领悟和感受，在此与行业同仁分享，如有不对之处，还请批评指正。 
挑战、机遇和出路 近来，环保问题一直困扰着软包装行业，由于历史原因，我国软包装行业过去一直没有重视环保生产，现在则要面对包装设计、原材料、生产工艺、生产设备、操作经验、废气处理方式等多方面的改变。这一系列动作的结果，带来的是整个企业的升级改造，这是一个系统工程。 要实现企业的升级改造，首先必须建立优质的客户群，升级管理水平，为客户创造价值，生产高附加值产品，让企业运作进入良性循环。 当我们考虑如何利用这个机遇的时候，我们需要了解软包装行业的特点和状况，才能对症下药，找对出路。 软包装生产具有典型离散型生产企业的特点。离散型生产企业是指企业将不同途径加工的原材料组成具有某种功能的产品。由于原材料和组合加工都是分开的，故称之为离散型生产方式。离散型软包装生产企业具有以下特点。 (1)影响计划的因素较多，生产计划的制订非常复杂，因客户要求而改变，或原材料供货情况的变化，甚至设备状况的出现，带来计划的多变性是最常见的控制难点。 (2)生产任务多，不同订单的生产流程控制非常复杂。 (3)生产数据多、变量大，且数据的收集、维护和检索工作量大。 (4)不同订单、不同结构的产品需要经过不同的加工车间。因每个生产任务对同一车间能力的需求不同，因此工作流程经常出现不平衡的瓶颈现象。 (5)因产品种类变化较多，设备和工人必须有足够灵活的适应能力。 (6)某些产品加工周期较长，每项工作在某一加工设备前的排队时间很长，引起加工时间的延迟和半成品库存的增加。 (7)原材料、半成品、成品、废品频繁出入库，油墨、溶剂、胶黏剂等材料的成本计算复杂，需要针对成本对象并随着生产过程进行成本的归集和分配。 还有，作为典型离散型生产企业，我国软包装行业普遍存在的质量问题大部分来自生产过程中如下“变量”的影响。 (1)生产环境的变量，温度、湿度的控制。 (2)上游原材料及半成品的变量。 (3)基于以上变量导致的工艺不稳定性。 (4)用户端使用条件的变化。 (5)人为的变量，操作团队为应对各种生产过程中的变量，还停留在使用传统经验来不断尝试解决问题的状态，而不是根据发现的问题真相来有针对性地解决问题。 (6)各种原因导致不能实现标准操作规程(SOP)，来预防质量问题的发生。 目前，行业用工成本快速上升，工人总工资水平并不低;工厂骨干基本都是50后、60后、70后在支撑;年轻人不愿到软包装工厂工作，部分年轻员工价值观不同，只谈工资待遇，不求上进;员工忠诚度在下降，这对重点在于生产过程控制的软包装行业是致命的。 此外，行业还存在激烈的价格竞争，导致企业的恶性循环;企业之间互相挖角，不重视自身技术力量的培养;不重视需要长期投资和积淀的技术竞争。 有些企业为提升管理水平，使用管理软件时会面对种种不同的问题，困难重重。例如，使用ERP系统时，面临生产过程中随时可能发生的变化、信息逆向流程很难实现沟通等困难。 针对上述种种问题，在这需要升级换代的关键时刻，智能制造是解决这些问题的方向和出路。 什么是智能制造? 智能制造，简称IM(Intelligent Manufacturing)，由智能制造技术和智能制造系统构成，包含自动化、信息化、智能物流、智能计算、智能决策等方面。 企业要实现智能制造，大数据分析是关键所在。智能制造系统承担分析、推理、判断、构思和决策等任务，这些都需要建立在大数据分析基础之上。一个制造系统能否被称为智能制造系统，主要判断其是否具备以下两个特征。 (1)能否学习和运用人的经验，从而替代单独由人来分析问题和形成决策。 (2)能否从新问题中积累经验，从而避免问题的再次发生(自学习能力)。 信息物理系统CPS(Cyber-Physical System)的成熟，智能装备、终端以及各种各样的传感器的日益普及，将会给我们带来无所不在的感知和无所不在的连接。在生产过程中，所有的生产装备、感知设备、联网终端，包括生产者本身都在源源不断产生大数据，这些大数据将会渗透到产品、企业运营、价值链乃至产品的整个生命周期，大数据是智能制造的基石和关键。有了这些大数据，企业需要的就是建模、分析，利用大数据分析、决策、指令、执行、反馈，帮助企业提升竞争力。目前总体来说，智能制造关注的企业数据分为4类：产品数据、运营数据、价值链数据、外部数据。 产品数据：包括结构设计、决定工艺、加工、测试、维护、产品结构、半成品及成品、变更记录等数据。产品的各种数据被记录、传输、处理和加工，使得产品全生命周期管理成为可能，也为满足个性化的产品需求提供了条件。 运营数据：包括部门架构、业务管理、生产设备、市场营销、质量控制、生产、采购、库存、目标计划、电子商务等数据。生产过程无所不在的传感、连接，沟通变化带来了无所不在的数据，这些数据会创新企业的研发、生产、运营、营销和管理方式。 价值链数据：包括客户、供应商、合作伙伴等数据。企业在当前全球化经济环境中参与竞争，需要全面了解技术开发、生产作业、采购销售、服务、内外部后勤等环节的竞争力要素。大数据技术的发展和应用，使得价值链上各环节数据和信息能被深入分析和挖掘，为企业管理者和参与者提供看待价值链的全新视角，使得企业有机会把价值链上更多的环节转化为企业的战略优势。 外部数据：包括经济运行、行业、市场、竞争对手等数据。为了应对外部环境变化带来的风险，企业必须充分掌握外部环境的发展现状，以增强自身的应变能力。大数据分析技术在宏观经济分析、行业市场调研中得到了越来越广泛的应用，已经成为企业提升管理决策和市场应变能力的重要手段。 随着OT操作技术+CT通讯技术+IT信息技术的融合，由行业“操作技术OT”领域的传感器获取数据，融合“通讯技术CT”，上传到“信息技术IT”领域的云端中心执行大数据分析;透过物联网、大数据与云端智能，使IT与OT两者终能展开对话，使我们能实现软包装行业的智能制造。例如，软包装工厂里，实现ERP和MES(制造执行系统)的有机结合和运作。不久的将来，随着量子计算技术的成熟，通过量子可叠加状态的特性和平行计算方式，将大大提升大数据的处理能力和处理速度。 信息技术IT(Information Technology)包括企业使用的电子商务(e-Commerce)、ERP、供应链管理系统(SCM)、顾客关系管理系统(CRM)、产品生命周期管理系统(PLM)乃至办公室自动化系统 (OA)。 操作技术OT(Operational Technology)泛指与工厂营运相关的技术，主要涵盖以下3大类别。 (1)自动化/智动化，例如工厂内的自动化设备、自动仓储物流等。 (2)自动化整合搭配/操作流程整合，例如MES、制造现场控制(SFC)、监视与整合控制(SCADA)等工厂信息系统，需要与上列IT系统进行整合;而在串联信息技术与工业现场实体世界的过程中，传感器(Sensors)起着重要的作用。 (3)工厂自动化与信息技术的整合。 在智能制造软件中，不得不提到MES对于实现智能制造的重要性。在软包装工厂生产运作中，我们建立了ERP/MES/PCS(过程控制系统，亦称生产控制系统)三层为核心的企业信息全面集成;ERP和PCS之间的MES系统模型，渗入了智能知识化生产管理要素，使制造闭环控制过程从上层ERP，经过中间层MES，最后到达底层PCS，其关键环节是专业MES模型的实现和渗入智能知识化，促进离散型生产企业信息化与全面综合自动化的发展。针对离散型生产企业小批量、多品种的特点，需要我们设计离散型生产企业MES的功能，建立完善的生产管理数据体系，解决集成技术、离散排产技术和工艺过程全流程追踪技术等关键技术，实现计划排产、全流程追踪、产品质量、设备状态等管理信息化，提高设备利用率、车间生产能力、产品质量及生产决策能力，满足客户个性化多变要求。 
组成智能制造的3要素如下。 一是“智能工厂”，智能工厂是智能制造的重要实践模式。工厂布局要适合网络化分布方式生产设施的实现;配备自动化设备，建立通讯联络，能够接受指令，执行指令，反馈执行情况 二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产过程，按照在云端中心指挥下的OT软件(如MES)，实现工艺流程的管理、物流的信息管理、设备的自动化操作、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。 三是“智能物流”，主要通过互联网、物联网、物流网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方则能快速获得服务匹配，得到物流支持;在智能物流系统中，原材料和半成品获得编码/代码。 那么，究竟什么是智能制造? 智能制造是互联，其核心是连接，把设备、操作者、生产线、工厂、供应商、客户紧密地连接在一起。 智能制造是数据，智能设备无所不在，传感器无所不在，智能终端无所不在，连接无所不在，其结果是数据也无所不在。 智能制造是集成，传感器、嵌入终端系统、智能控制系统、通讯设施通过CPS形成一个智能网络，使人与人、人与机器、机器与机器、服务与服务之间能互联，从而实现横向、纵向和端对端的高度集成。 智能制造是创新，智能制造的实施过程是制造业创新发展的过程，制造技术、产品、模式、业态、组织等方面的创新将会层出不穷。 智能制造是转型，智能制造把生产企业形成高度灵活、个性化、智能化的生产模式，推动生产方式向大规模、服务型制造、创新驱动转变。 
智能制造对软包装行业发展的贡献 1.提高产能 智能制造通过更好的控制方法来控制机器生产，效率比传统制造业更高。智能制造中大数据的分析应用可以帮助用户更有效了解生产流程，也有利于挖掘生产设备的潜能;可以实时掌握设备的工作状况和速度，对比设备的设计工作速度，挖掘设备潜能;发现工艺环节之间的瓶颈，作出各种工艺设备的合理匹配;及时得到生产现场各种问题的反馈，作出调整，克服了只能单向信息传递，不能根据反馈及时调整的问题。 2.提高产品精度 在生产流程中，利用机器视觉等方式能够带来对半成品和成品更精确的监控，这正是软包装这种离散型生产企业生产过程控制的需要;智能制造通过大数据能够分析错误，防止再发生同样的废品;彻底实现产品的可追溯;在线质量检测能预防重复劳动的发生。 3.预测市场走势和订单 传统制造业的生产受制于淡季旺季的订单，而智能制造的大数据(价值链数据和外部数据)会更有利于制造业掌控市场走势的预测、自身产能的安排，从而在最有价值的生产条件下进行生产，例如国外流行的“储备产能计划”的做法，通过大数据预测客户的需求，更理性地做出生产能力和生产原材料的准备计划，配合智能物流，减少停机待料的可能性。 4.自定义和个性化 智能制造的生产流程能够实现实时控制，根据客户需求调整生产，制造自定义和个性化产品;智能制造的自定义和个性化能够利用大数据整理总结生产经验，优化工艺流程，使企业从传统生产型制造向服务型制造过渡，更好满足客户个性化的需要，提高企业的服务能力和创新能力。 5.实现生产透明化，提高生产执行能力 工业智能制造通过实时采集生产信息，全面了解生产进度，消除生产管理“黑箱”，实现生产的全透明化管理;通过整个生产订单运作过程信息化的实现，企业各部门的运作更加一体化。 6.提高盈利回报率 更高的产量、更高的产品质量、更好的预测能够保证更好的销量，更好的自定义和个性化则能够发挥企业的灵活性，扩大销路。利用智能制造的大数据，可以更好地了解制造运营的效率，同时也可以统计智能升级转型过程的投资回报率，制造业可以更好地制定未来的发展计划。 7.最大限度地减少软包装生产过程中的诸多变量 (1)适合智能制造的厂房设计将更加合理、紧凑，用地面积更省。 (2)使生产环境处于受控状态，例如温湿度的控制，使生产工艺更稳定，可望实现SOP管理;减少简单依靠操作者的经验来应对各种生产问题的困境。 (3)智能制造特别强调数据的设定和执行，具备自动化功能设备的使用条件更加稳定，大多数以前存在的变量都可以实现稳定的量化管理和监控，例如印刷线上油墨黏度的设定、压辊硬度的选择和压力的设定、张力系统的控制(设定→执行→反馈→调整，实现闭环控制)、刮刀工作角度和压力的设定、烘箱温度的设定和负压状态的维持等。 在劳动力成本不断上涨的今天，智能制造还能够让我们减少对技术工人的依赖，降低劳动力成本，把一线操作员工从繁重的体力劳动中解放出来，使他们获得学习提升的机会。面对人工智能，我们改变不了科技的进程，但是我们可以改变自己，以及我们下一代的知识结构。 软包装行业实现智能制造的一些建议 智能制造的实现是一个从手工到半自动化，再到全自动化，最终实现智能化、柔性化生产的过程。 对于软包装行业来讲，智能制造是一个全新的尝试，对传统管理模式和生产模式是一场脱胎换骨的革命。对企业决策者的认知、接受是一个挑战，是企业发展方向的选择;对技术团队来讲，是一次对生产工艺理论的提升，理论结合实践的机遇;对质量管理系统是一次全新的设计和提升;对现场操作团队是一次对传统思维模式和具体做法的改变，是一次技能和技术理论提升的挑战;同时，实现智能制造是占领高端市场和争取优质目标客户认同的一次机会;对和优秀供应商建立长期稳定合作关系是一次机会。 作为企业长远的发展方向，企业发展每走一步都要考虑逐步实现这个长远目标。 智能制造是软包装行业未来发展的生产模式，是让企业能实现提升的工具。企业管理的最终目标还是要实现良性循环，发展壮大，才能有财力和能力实现智能制造。要实现企业这个良性发展，首先要建立一个好的客户群，生产高附加值的产品，这是唯一的思路。切忌只搞一些貌似“智能”的形式，而实际上对企业整体管理运作的提升毫无帮助。 当企业的管理软件升级时，要考虑选择适合/兼容智能制造的软件，如兼备MES模块的ERP 软件。 新的厂房建造要考虑适合智能制造需要的设计，例如仓库的高度要适合建造高层自动仓储货架，以便提高仓库面积的使用率;工艺流程设计要合理/紧凑，例如尽可能实现平面运作，适合AGV小车的运行。行业内一些老厂房的设计和布局，可能已经不单是能否适应智能制造要求的问题，而是不能满足未来高端客户群的要求，不能满足环保的要求了。对于这一类问题，建议企业要等待再发展的时机，按时代发展的要求重新设计生产流程和厂房布局。 新设备选购时，要考虑和管理软件兼容的通信接口和使用的语言;设备的配置能够满足全自动化的运作，例如收放卷的全自动飞接、上下料的自动化操作、菜单的记忆功能、各个工艺数据设定和反馈功能等(传感器的配备)。 要提供减少变量的生产条件，需要配备各种稳定生产工艺的附属设备，例如封闭车间的恒温恒湿控制、油墨黏度控制、自动配墨系统、在线质量检测设备和大数据分析软件等;生产现场环境监测手段;生产安全保障装置，例如静电消除装置、自动灭火系统等。 利用我国软包装行业环保挑战到来的时刻，抓住企业升级换代的机遇，开创我国软包装智能制造之路，是我们这一代软包装人的责任。最后，笔者用某品牌创始人的一句话来结束这篇文章： 一个优秀的企业家，更需要博大的胸怀、远大的志向，只有拥抱变化，才能拥抱未来! |
