时间:2023-04-07 作者:王一舒 汪子吟 李兴尧
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摘要:
基于互联制造的L集团全生命周期成本管理创新
王一舒 汪子吟 李兴尧
作者简介:王一舒,常州大学商学院教授;
汪子吟,常州大学商学院硕士研究生;
李兴尧,常州大学商学院副教授。
摘 要:L集团利用数字化技术构建起基于互联制造的全生命周期价值网络,实现了研发、计划、采购、生产、营销与服务等环节信息互联互通。以客户价值驱动为目标,根据营销与服务环节获取的客户实际需求开发设计产品,根据研发设计数据组织产品计划、采购和生产,通过这种不同部门、主体之间的互动关系,形成了多个环节上的网状联系,据此进行全生命周期成本管控,提高运营效率,除低产品成本,实现客户价值增值的目的。
关键词:数字化转型;互联制造;降低成本;提高效率
中图分类号:F406.7 文献标志码:A 文章编号:1003-286X(2023)03-0042-04
近几年来,作为新一代数字技术与制造业深度融合的产物,互联制造通过对产品生命周期各环节的全面互联,实现企业上下游业务协同的信息化,构建起全新的生产制造体系,实现生产方式由传统的“制造”向“数字化”+“制造”转型。上述生产方式的变革,对传统制造业成本管理模式也提出全新的挑...
基于互联制造的L集团全生命周期成本管理创新
王一舒 汪子吟 李兴尧
作者简介:王一舒,常州大学商学院教授;
汪子吟,常州大学商学院硕士研究生;
李兴尧,常州大学商学院副教授。
摘 要:L集团利用数字化技术构建起基于互联制造的全生命周期价值网络,实现了研发、计划、采购、生产、营销与服务等环节信息互联互通。以客户价值驱动为目标,根据营销与服务环节获取的客户实际需求开发设计产品,根据研发设计数据组织产品计划、采购和生产,通过这种不同部门、主体之间的互动关系,形成了多个环节上的网状联系,据此进行全生命周期成本管控,提高运营效率,除低产品成本,实现客户价值增值的目的。
关键词:数字化转型;互联制造;降低成本;提高效率
中图分类号:F406.7 文献标志码:A 文章编号:1003-286X(2023)03-0042-04
近几年来,作为新一代数字技术与制造业深度融合的产物,互联制造通过对产品生命周期各环节的全面互联,实现企业上下游业务协同的信息化,构建起全新的生产制造体系,实现生产方式由传统的“制造”向“数字化”+“制造”转型。上述生产方式的变革,对传统制造业成本管理模式也提出全新的挑战,因此本文以工程机械制造龙头企业L集团为例,详细介绍了其基于互联制造的全生命周期成本管理模式创新,以期给中小制造企业一定的借鉴与启示。
产品全生命周期是产品从需求分析、设计、制造、销售、使用、维修、报废到回收再生的整个时间。全生命周期成本,也称全寿命周期费用,它是指在产品有效使用期间内所发生的与该产品有关的全部成本。将产品全生命周期作为成本管理的重要载体,全生命周期成本管理就是以产品的生产流程为对象,管理产品在不同阶段的成本消耗,具体包括研发、采购、制造、销售和售后服务等阶段。本文将以L集团为例,介绍其如何通过构建基于互联制造的全生命周期成本管理,实现降本增效目标。
在“以客户价值驱动的商业逻辑”下,根据客户个性化需求设计和生产产品已成为许多企业保持竞争优势的“商业模式”选择。在激烈的市场竞争中,网络协作能更加高效、更加高质量地实现客户价值。L集团由此构建起基于互联制造的全生命周期价值网络,利用数字化技术打破部门间壁垒,实现信息共享,提升企业竞争力。首先,价值网络的客户是创造价值的重要环节,比起价值链,价值网络更多的是以客户为本,产品的研发设计正是从客户需求出发。其次,根据研发设计数据进行计划、采购和生产,实现多部门协同合作。最后,针对性地提供产品与服务,收集客户反馈信息后再进一步促进研发。价值网络通过不同主体之间的互动关系而形成多个环节上的网状联系,能够最大程度的提高效率,更快提供客户所需要的产与服务,降低运营成本。
在互联互通的价值网络之下,L集团通过企业数字化转型,推进商业模式的创新,提出了基于互联制造的全生命周期成本管理,具体包括研发、计划、采购、生产、营销与服务五个环节。研发环节通过产品数据管理系统(Windchill PDM)来管理研发设计数据;SAP是“企业管理解决方案”的软件名称,计划部门根据客户需求和公司产能在SAP系统的生产计划和控制模块(SAP PP)中进行计划的制定与分解;采购环节借助供应商关系管理系统(SAP SRM)挑选并管理供应商,并在企业管理解决方案(SAP)上设定好物料库位,及时进行物料配送;生产环节利用制造执行系统(MES)实现生产可视化,提高产品质量;最后通过客户关系管理系统(SAP CRM)和智能管家服务系统实现客户与企业之间的互联,为下一次产品设计提供信息。由此实现各环节循环往复,进行全生命周期成本管控,达到保持企业竞争优势,实现客户价值增值的目的。如图1所示。
图1 基于互联制造的全生命周期成本管理框架
(一)基于互联制造的研发管理
研发环节的成本管理在整个生命周期成本管理中具有重要意义,产品成本有80%甚至更大比例是研发阶段就已经确定的。L集团自行推出了产品开发流程(LiuGong Development Process,LDP),将目标成本管理覆盖整个研发过程。L集团首先结合实际市场需求动态,通过CRM获取不同产品不同时期的销售额、销售量,帮助其预测同类产品的需求量以及售价,估计产品售价后,再进一步得出产品目标利润和目标成本。其次通过类比相似产品的成本分配原则,将产品目标成本分配给各个子系统及零部件。最后通过零部件层次设定的目标成本,将成本压力的一部分传递给零部件的供应商,促使供应商联合研发,从而缩短产品研发周期,提高资源配置效率。
研发阶段存在大量的图纸数据,仅依靠邮件等方式进行传递传阅难度大且安全程度低。L集团借助Windchill系统的图文档管理功能,将文档进行分类、存储、查询,有效避免数据遗失,保证数据的规范性。同时建立企业范围内共享的产品数据库,统一管理跨部门的信息产生、更改、审批、发放,提高了研发数据的可靠性和研发效率。借助Windchill PDM,帮助企业实时、完整的控制整个产品生命周期中各种复杂的数字化信息,通过数字化和协同化使得各部门、各环节快速获取所需信息,提升企业研发管理规范性,加快研发速度,降低研发成本。
L集团通过Windchill PDM来帮助组织产品设计和流程设计,实现产品数据的互联。研发过程中所有设计数据都能够流到工艺平台,通过工艺平台再将工艺数据、工艺文件流到MES系统中,MES可以自动提取工艺指导书,实现工艺可视化,达成设计、工艺再到生产的紧密互联。如图2所示。
图2 基于互联制造的产品研发数据管理
(二)基于互联制造的计划管理
根据研发设计数据进行产品生产之前还需要制定相应计划。对于计划部门而言,最重要的是要平衡好客户需求和公司产能,最大程度的提供客户所需要的产品和服务,并且提高制造效率,缩短制造周期。
首先L集团借助需求感知技术,结合传统需求计划,再加上预测分析技术,制定出SAP的需求计划。即通过监控客户实际需求,获取客户的销售点数据,并将之与历史销售数据一起作为预测参数,再利用大数据技术进行分析,对未来需求作出更加实时的预测。未来需求预测的准确性,是实现整体供应链高效运行的基础。将客户需求直接转化为生产订单,实现以客户为中心的个性化定制,可以有效满足市场多样化需求。
其次基于SAP的需求计划和客户订单,根据SAP PP模块的约束定义功能制定可行的生产计划。SAP PP中有数量、空间、分组、位置等类型的约束,不同约束的优先级不同。结合不同的约束条件,按照约束条件的优先级从高到低进行计划与排程。
然后再根据生产计划结合可用库存,计算材料需求并生成物料需求计划(MRP)。运行MRP的核心结构是物料清单(BOM),它可以利用计算机技术辅助企业生产管理,帮助企业进行MRP计算、产品成本计算、设备维护等,BOM的快速展开可以提升MRP的运行速度,并且更高效率的配置物料,以降低企业管理成本,帮助企业提升产能。
最后根据MRP将所需要的物料划分为外购件和自制件。对于外购件,经由采购人员采购,采购完成后检验入库再根据生产配送指令将所需要的物料送至指定的生产岗位继续生产。自制件则是直接下发车间生产制造。如图3所示。
图3 基于互联制造的计划制定与分解
(三)基于互联制造的采购管理
计划制定之后,根据计划进行采购和生产。在互联制造的条件下,采购部门的成本管理不仅仅关注的是企业内部的控制,更在于将供应链的上下游之间协同起来。L集团通过SRM、SAP、CRM、MES等系统的集成,实现供应商、客户、仓储物流及制造商之间的协同,进行不同部门不同系统间数据的交换,从而管理供应商,降低采购成本,提高物流与库存周转效率,缩短制造周期。
L集团采购部门按照质量、服务、准时、成本标准挑选供应商,借助ERP和SRM系统的集成,通过电子采购等方式实现供应商的协同,提高供应链及物流运作的效率。对于客户,通过互联制造的推动,将客户和采购环节集成起来,协同客户需求和售后服务,提高自己的响应能力,实现客户定制化、个性化的需求。对于制造商,采购计划需要与生产计划相协同,采购计划的准确率和完成率会直接影响生产进度。结合客户订单和生产制造信息,经过信息共享,及时调整企业采购决策,降低采购风险。
除此之外,仓储物流管理也是非常重要的环节。L集团通过SAP系统与仓库进行对接。计划部门专员会在SAP上提前设定好所有的物料库位,确定新物料进库存放的库位,在生产需要配送物料时及时进行物料配送。目前L集团的物料配送仍需持有物料清单,尚未做到完全的无纸化,未来需要引进更加自动化、智能化的设备来减少人的作业,如通过条形码、二维码、无线射频识别(RFID)等识别技术实现自动出入库管理,能够基于生产线实际生产情况拉动物料配送,根据客户和产品需求调整目标库存水平,实现仓储配送与生产计划、制造执行等业务的集成,同时提高配送速度,提升产线平稳度,降低出入库管理成本。
(四)基于互联制造的生产管理
生产现场的管理对于所有制造企业来说都是难点。基于互联制造的客户订单处理系统更是对生产现场透明化提出了更高的要求,L集团目前正在进行试点的MES可以帮助解决这个问题。MES是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统,它能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。与传统的ERP软件不同,MES不仅能对已发生的情况进行分析,或是对尚未发生的情况进行计划,更能对生产过程中发生的实时事件作出反映和报告,并以最快的速度对事件进行分析和处理,从而使生产制造过程更加高效、有序,实现生产过程可视化。
L集团以信息化作为根基,将生产车间的不同设备与MES系统相连接,收集设备的状态数据和质量数据,并作为数据采集和分析的基础。按照已定义的通信接口,与其他设备、装置以及成本管控层实现设备和数据的互联互通。
L集团生产现场设有实时看板,可以保证现场的标准操作程序,及时反馈生产过程中遇到的问题。除此之外,生产现场建立数据采集与监视控制系统(SCADA),通过条形码、二维码等识别技术,可查看每个产品生产过程的订单信息、报工信息、批次号、工作中心、设备信息、人员信息等,实现生产工序数据跟踪。目前L集团生产现场仅为关键工序的报工,还未做到每一步工序的报工,关键工序报工完成相当于连同前面的工序一起报工完成。车间层将每一工序所需人员、机器设备、物料、方法、环境等归集为一个工作中心,各工作中心利用条形码或二维码技术,跟踪产品从物料投入到产品入库的全过程,实时采集生产过程中发生的所有事件,将采集到的设备数据、成本数据等上传到数据自动采集模块,进行实时的成本分析与控制,让整个生产现场实现透明化。
在整个生产过程中,所有物料均有唯一物料号,只需要经过一次扫描便能得到相应物料的全部信息。生产所投入的物料都可以在系统中得出物料成本,不同工序对应不同工时,早在产品定义阶段,零部件单价、所需物料、所需工时在系统中均已录入。
同时物料号的唯一也帮助了企业质量控制。无论是外购的原材料、零配件还是生产的半成品、产成品等在入库前都需要进行质量检验,检验不合格的则要通过物料号来追溯责任,细分到是供应商的问题还是生产环节的问题。通过物料号快速找到发生质量问题的原因并解决问题,实现产品质量追溯和降低成本。
(五)基于互联制造的营销与服务管理
为了把握市场趋势和客户需求,L集团通过CRM来管理客户数据,记录企业与客户有关的活动,并配套后续的服务支持,确保售出产品状态和使用数据的及时可感知,售后信息及时反馈到研发、制造部门,为下一次产品设计提供帮助,带来产品与设计的持续改进。
L集团为此开发了一套智能管家系统,可以对售出的产品进行监控,进行设备状态分析、设备定位等,同时得到客户使用产品的反馈。通过智能管家系统规范服务内容以及服务记录,同时将产品档案集成和质量信息集成,有效支持产品跟踪和质量问题改进,对产品在运营过程中产生的故障及其他问题,通过经销商或维修站及时反馈,并传回生产部门、研发部门,追踪设计和生产缺陷,及时作出调整。
L集团基于互联制造的全生命周期成本管理,将数字化技术运用到企业生产制造全过程,不仅通过重塑业务流程提高了制造效率,而且通过实时获取数据,在每个业务点作出对价值链而言的优化决策,实现成本管控目标,取得了显著成效。
一是借助数字化技术改变人工处理数据传递慢的状况,提高数据传递效率和准确性,数据在系统内可以得到共享,任何信息的变动都会在系统中及时地体现出来,同时管理层能对目标成本进行把控,生产出符合客户需求的产品。
二是以系统化思维进行计划、排产,实现多工厂、多车间协同。以数字化车间集成信息和客户订单为支撑,挑选供应商,提升供应商水平,动态调节供应链各环节资源配置,增强供应链稳定性,降低管理成本。
三是利用数字化技术将车间层相互孤立的应用系统连接到一起,使企业的管理层能够掌握车间生产过程中的具体情况,并能快速解决生产过程中出现的问题,减少生产过程中的异常停产,提高产品质量,降低因安排不当造成的损失和质量成本。
四是根据客户需求驱动产品设计、生产和制造,不仅可以推动产品改进和创新,还可以大大缩短产品制造周期,实现柔性化制造,满足客户个性化、定制化要求,提升客户价值。
五是企业研发设计、计划排产、采购管理、柔性制造、营销和服务等数字化制造系统的协同与集成,实现了“数字化+制造”生产方式变革。
责任编辑 武献杰
主要参考文献
[1]彭俊松.工业4.0驱动下的制造业数字化转型[M].北京:机械工业出版社,2016.
[2]马永开,李仕明,潘景铭.工业互联网之价值共创模式[J].管理世界,2020,36(8):211-222.
[3]范宏庆.阳煤集团基于SAP的业财深度融合的探索[J].财务与会计,2020,(20):40-43.
[4]《学术前沿》编者.工业互联网的新变革[J].人民论坛·学术前沿,2020,(13):4-5.
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