摘要:我带领的研究团队叫 Sigma Group。这里面有两个概念:Sigma 在数学中常表示“精确”,大写的 Σ 有“求和、合作”之意;另一个符号是 Delta(Δ),表示“差距、差异”,大写的 Δ 我常比喻为一把“刀”,用来缩小差距。精益的两面,一是“精确”(d
第九届盈趣杯标杆精益改善大赛暨
中国精益管理高质量发展大会
精彩回顾
我带领的研究团队叫 Sigma Group。这里面有两个概念:Sigma 在数学中常表示“精确”,大写的 Σ 有“求和、合作”之意;另一个符号是 Delta(Δ),表示“差距、差异”,大写的 Δ 我常比喻为一把“刀”,用来缩小差距。精益的两面,一是“精确”(data-driven),一是“缩小差距并持续改善”。这就是我们团队的精神。
香港理工大学工业及系统工程学系智能制造讲席教授、
先进制造研究院院长-黄国全
“在‘人—机—物’系统中,效率最高的,其实是计算机。”这是黄国全教授演讲的开场语。
让工厂拥有“思考的能力”
计算机一秒钟可执行百万次运算。如果我们工厂的设备和车间,能像计算机一样高效运转,那“智能制造”才真正落地。
黄教授提到,工业3.0时代有两个核心技术:
一是PLC为代表的自动化技术(裂变技术),二是计算机集成制造(聚变技术)。
虽然很多企业已经达到了工业3.0时代的标准,但这些企业目前存在一个难以忽视的现状”:即便是ERP、MES这类系统,仍然非常复杂,我们常常要花30%的时间去修补系统本身,而非创造价值。
我们缺一场真正的“技术革命”
工业4.0谈了很多技术,但和3.0时代一样,我们仍缺乏一项能真正引发产业革命的“裂变技术”。如果这真是一场革命,我们的教材就必须改写。
改什么?怎么改?这正是我们要回答的问题:
在大会上,黄教授用一个大家熟悉的例子说明了当前系统的效率困境:高铁站出租车排队系统。
在国内很多车站,乘客排长队,车辆也排长队,但上车效率极低。因为只有一个上车口,乘客依次走到第1辆、第2辆……第9辆车,整个过程可能需要36–40个时间单位。
更讽刺的是,有些车站引入了高科技屏幕显示车辆信息,但乘客从屏幕前走到车位又要花5–10分钟——技术用了,效率没变。
这和今天智能制造的现状极为相似:企业投入了大量资源引入高技术系统,却未能显著提升生产现场的流动效率。“有技术,不等于高效率。”关键问题并不在于“技术本身”,而在于系统能否实现类似计算机“随时高效运行”的能力。
把车间变成“计算机”
黄国全教授指出,计算机体系结构中的一个重要创新是“乱序执行(Out-of-Order Execution)”。该技术允许 CPU 在遇到阻塞时不必等待,而是主动执行其他可行任务,从而保持处理器资源的高效利用,而这一思维完全可以借鉴到制造领域中。
在传统工厂中,生产调度往往是“顺序执行”的,前工序未完成,后工序就必须等待,造成大量时间浪费。
如果将工厂划分为多个“微工厂(Micro-factory)”,并赋予这些单元类似 CPU 的独立调度与并行执行能力,就可以显著降低等待时间,提高系统吞吐率与抗干扰能力。
基于上述思想,黄国全教授提出“iFactory(工厂计算机)”的系统模型,旨在构建一个类似操作系统的智能制造架构。他将这一体系归纳为三个核心层面:
实名制管理:让“人、机、料”都具备唯一身份,实现一物一号、一人一号、一机一号,借助实时数据而非大数据预测来支撑决策;微工厂建模:以小单元为核心构建分层数字模型,降低数字化改造的复杂性与成本;
数字孪生即“内存”:数字孪生不仅是展示工具,更是工厂运行的实时“内存”,实时映射现场状态,支持决策回馈与动态调度。
他进一步补充,系统应具备“Look-around(周围查看)”的能力——能“看上游是否齐套、看下游是否可接、看左右相邻单元的进度”,从而实现全流程的动态平衡。
在谈及当今企业避不开的库存管理时,黄教授又指出:
“零库存”并非完全没有存货,而是通过“数字孪生库存”的方式,实现对物料在途、在制、在库的实时追踪与最优调配。当前已有企业尝试利用 AI 与数字化模型,在生产前即通过市场试销预测需求,实现“在线库存可视化”,这将极大降低传统仓储与持有成本。
同时,他提出“零仓库制造”的概念:通过精益流动与智能计划,让物料更多地处于可控流动状态,而非停留在仓储空间中。未来的制造企业,应当更像一个“流动的计算机系统”,而非“堆积的仓库”。
从理念到落地:新工业革命的启示
在演讲的结尾,黄国全教授总结,制造企业要实现真正的智能化,必须从数据驱动的自动化,走向信息物理融合的系统智能。
他提出了四点关键路径:
1.实现“人机物”的实名制管理,让现场决策基于实时信息;
2.以微工厂为核心节点,通过乱序调度减少等待、提高弹性;
3.建立数字孪生与数字库存体系,支撑更灵活的供应链协同;
4.以极简算法与动态调度替代复杂脆弱的全局模型,追求“可行即高效”的管理哲学。
目前,他所在的团队已在多家制造企业中开展试点项目,在造船、装配制造、建筑施工等领域验证了“工厂计算机”体系的可行性。初步成果显示,这一模式在提高产能利用率、降低调度延误、减少管理层级等方面均取得显著成效。
来源:标杆精益一点号