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【案例分析】上海二纺机:工业2.0向3.0跨越时的坠落

字号+ 作者:新闻小编 来源:未知 2019-07-02 10:29 我要评论( )

:曾经辉煌 1923年上海二纺机成立。 抗日战争胜利后由国民党政府接管,1949年5月上海解放后由军管会接管。 1951年,二纺......

  曾经辉煌

  1923年上海二纺机成立。

  抗日战争胜利后由国民党政府接管,1949年5月上海解放后由军管会接管。

  1951年,二纺机成功开发棉细纱机,填补了国内棉纺机械制造业的重大空白,我国纺织机械从此走上通用化、系列化、标准化自主发展棉纺成套生产设备的道路。

  1960-1962年,二纺机研制VC402型合成纤维纺丝机,开创了我国合成纤维纺丝机械制造的新领域,并为我国纺机企业在改革开放以后与国际著名企业的技术合作奠定了基础。

  20世纪50年代开始,二纺机建立了全国纺织机械行业第一个不锈钢焊接实验室,在精密加工和不锈钢焊接等机械制造工艺方面取得了技术上的突破,其中不锈钢薄板焊接技术在国内处于领先地位,填补了我国对这类机械设备制造的空白。

  1984年,上海二纺机与德国巴马格公司合作生产涤纶长丝高速纺丝机,改变国内化纤纺丝设备长期在低水平徘徊的局面。

  1986年底,上海二纺机在全国国企首创承包经营责任制改革方案,国务院总理赵紫阳亲自作了批示。

  1989年8月3日,中共中央总书记江泽民视察二纺机。

  1991年10月14日,国务院副总理朱镕基在二纺机主持召开完善企业经营机制改革试点座谈会。同年10月24日,中共中央政治局常委李瑞环到二纺机视察并召开探索搞活大中型企业座谈会。

  1987-1990年,二纺机利润年均递增19.85%,进入自主经营、自我积累、自我发展、自我改造、自我制约的良性循环。

  二纺机应用信息技术始于1987年,1990年被批准为国家863高科技发展规划中计算机集成制造系统(CIMS)全国四家应用工厂之一。CIMS工程863专家组以当时美国CIMS的技术模型和清华大学CIMS实验工程为原型,设计规划了第一期工程。第一期工程由四大子系统构成,分别是MRPII、CAD/CAM/CAPP、CAQ、自动化车间,并以ORACLE数据库和以太网做支撑,以先进性和集成性作为系统选择的主要标准。第一期工程新建了一座5000平方米的CIM(计算机集成制造)自动化车间。该车间有两条FMS柔性制造系统:一条由两台加工中心组成;另一条由三台双主轴立式加工中心和一台卧式加工中心组成,专用于加工自动络筒机壳体。除此之外,该车间还有一条加工箱体的FMC以及两台五坐标数控铣床和十几台其他各类加工中心以及数控车床。第一期工程团队还专门研发建设了以自动化立体仓库为中心物流输送系统、以三坐标测量仪及刀具测量仪为中心的现场质量控制子系统。设备和生产信息通过车间局域网连到车间控制器SCM集中控制、调度和管理,再由SCM车间控制器通过企业主干网与MRPII以及EDMS系统相连。

  1992年10月,二纺机与德国赐来福公司签订AC238自动络筒机合作与技术转让合同。按照当时计划,上海二纺机在5年后要实现自动络筒机100%国产化。自动络筒机曾被列为1993年上海市10大新产品之一,被誉为纺机皇冠上的一颗明珠。

  按当时中国纺织工业的发展需求,上海二纺机自动络筒机年产量要达到500台(当时全世界年产量为2000台,但2000年后中国每年进口的自动络筒机已超过3000台以上,有很好的市场前景)。为了实现年产500台自动络筒机的生产能力,上海二纺机在浦东金桥几乎完全复制了德国赐来福公司的自动络筒机生产车间。该车间面积28000平方米,采用当时世界上最先进的钢结构厂房,建造了11层、总面积13000平方米电气工厂大楼。车间内安装悬挂式自动络筒机装配线、钣金FMS、全套德国油漆自动生产线。该车间是金桥第一家落户企业,时任上海市委第一书记的吴邦国亲临现场奠基。当时的二纺机无论在金属切削、钣金、焊接、电气等方面都拥有先进生产设备和完善的制造技术,各类设备达3344台套,其中包括先后从德国、美国和日本引进的354台套加工设备。很多设备都属国内第一次引进,如高速精冲装置、可控气氛热处理生产线和五坐标数控铣床等。

  当时的上海二纺机资金、技术、人才各方面资源充足,又拥有中国政治和社会上的特殊优势,如日中天,达到辉煌的顶峰。

  水土不服

  CIMS工程和自动络筒机国产化同时出现,对上海二纺机的确是难得的历史机遇。但是它却没能充分发挥这两大发动机的作用,从而实现更大突破和飞跃,反而从1995年开始走上衰退之路,再无起色。

  当年二纺机对CIMS第一期工程的直接投资就超过1亿元,国家863投入的科技专家达200人年之多,二纺机也通过选拔引进了100多位计算机应用和其他各类优秀人才组成CIMS办公室专门负责实施。到2000年,共进行了三期CIMS工程建设,也顺利通过验收,获得各种奖状。

  然而,再多的荣誉、再先进的生产设备和技术系统,如果不能与合理灵活的生产体系相结合,没有有效的后勤能力相保证,没有相适应的企业内外生态基础环境,就仍然不过是空中楼阁。

  美国DEC专家与二纺机交流时就明确提出,一个企业要有10年以上使用CNC的经历,同时本地区拥有1000台CNC的企业群,当加工量大到需要三班运行时,才有必要采用FMS,并尖锐指出,二纺机目前对原料、中间件、成品等物料的数字管理基础还相当薄弱,不具备建设CIMS工厂的条件。

  CIMS概念最早由Joseph Harrigton在1974年提出,上世纪80年代在美国军方获得实际应用。军事系统通过信息集成以最大限度提高制造系统的效率,但往往不计成本。但企业则以市场赢得效益和持久竞争力为目的,总是努力追求最高劳动生产效率和产品附加值。

  二纺机的CIMS第一期工程是按照863先进性和集成性的基本原则,根据美国军方的CIMS应用工厂技术模型规划出来的;而不是从二纺机的现状出发,紧密环绕和结合当时引进自动络筒机技术实现国产化的紧迫中心任务去规划建设的。

  MRPII采用Unisys系统。虽然Unisys在制造业并无应用优势而且必须购买Unisys的主机系统,但由于Unisys采用Oracle数据库所以中标。当时德国赐来福公司提出过去他们公司管理层也是使用Unisys系统,后来发现企业发展后该系统满足不了发展需求,遂改用IBM系统,仅数据转换就用了几年时间。德国赐来福公司建议二纺机采用IBM系统,否则将来也会发生数据转换的困难。当时二纺机管理的数字化基础还很初级,最终还没等MRPII运行起来,Unisys的主机系统就已被淘汰了。

  CAD/CAM /CAPP也是基于集成的原则选用EDS系统和HP工作站。当时德国赐来福公司提出AC238自动络筒机都是在CV系统设计的,两种不同系统之间的图形转换万一有任何差错,后果不堪设想,于是863为此专门立专题开发异构系统的图形转换。当时中国的工程技术人员在CAD方面还处在入门阶段,再要学会运用复杂的三维CAD的集成系统去设计开发没有实际意义,结果造成极大浪费。

  上海二纺机原来的主导产品细纱机是完全由中国自主开发的,经过40多年的不断努力,实现了高度的标准化、系列化。同时,上海二纺机还建立了高效严格的生产体系,90%的部件均由专件厂配套供应。但这种产品毕竟还只是初步机电一体化的传统机械设备,机电分离的架构,以机械长轴和皮带转动为主,相当于工业2.0时代中期产品。而自动络筒机从第三代开始已经机械电子软件高度一体化,一台机器由60个嵌入式控制系统为核心的单锭独立模块构成,整机具备与上下游设备形成自动物流的接口,也具有与车间信息系统实现网络连接的能力。在20世纪80年代后期已成为无人化纺纱车间的一个生产单元,相当于工业3.0时代中期产品。但自动络筒机90%的零部件均为非标,必须专门制造,如果达不到一定批量则成本极高。

  所以,无论从技术上、生产上、管理上和思想上,二纺机和国外都有相当大的差距。国产化的路线从最初的散件组装阶段就应该要开始消化设计原理,并且下功夫优先突破关键技术和零部件的工艺,然后循序渐进逐步扩大生产能力,稳扎稳打,保证第5年实现100%国产化。但由于急于求成,从一开始就把主要精力放在购买设备迅速形成500台生产能力上,而且采取完全复制德国生产系统的路线,全然不顾中国的基础情况。比如用几千万元购买制造槽筒的全套生产设备,可由于我国尚未掌握无疵点无气泡高精度球墨铸铁基础工艺,最终还需从国外进口天价的槽筒;再如加工自动络筒机壳体的FMS是为了实现年产500台的一条专用生产线,采用4台双主轴同时加工的加工中心组成,由于专门研制而且系统十分复杂,一旦发生小故障整个系统就无法工作,维修还要等德国专家才能进行,最后还是不得不使用单机解决生产需求。当时在国产化进度上是从最容易的钣金、油漆开始的,质量交给德国专家控制,到五年合同到期时国产化才达到20%,而核心技术和部件制造都没进行。1997年,正当5年合同到期,下一代产品AC338宣布进入市场,此时德方突然宣布AC238的配件只能作为特殊订货要提价25%。AC338无论生产速度和性能都有大幅提高而售价不变。在80%配件仍需要进口的情况下,AC238已无法再生产,二纺机遭到毁灭性打击。

  事后回顾,这完全是德国赐来福公司设下的一个圈套。当年他们采用大而全的生产模式,为了实现年产500台自动络筒机的生产能力建立起一个高度自动化的车间(也就是二纺机在金桥要复制的车间),由于投入太大致使财务发生严重危机。恰好中国络筒机技术引进招标,他们故意提出极低技术转让费(170万美元,实际AC238投入了1亿马克开发费),因而轻松战胜两个竞争对手(技术上还落后一代的意大利的SAVIO和日本的MURATA)中标。然后从与二纺机合作过程的散件、配件和设备引进中介费获得巨额回报,从而保证赐来福公司度过危机,最终致合作伙伴二纺机于死地。天真的二纺机却始终蒙在鼓里。赐来福公司总经理的行为违反商业道德,遭到欧洲商界的谴责而辞职。这是后话。

  虽然CIMS和自动化络筒机两大项目在初期给二纺机赢得过巨大美誉和影响,但是实施多年后,二纺机耗尽所有积累。引进大量不能发挥作用的先进设备,不但没有给企业增强竞争能力,还打破了原来的体系,使生产成本大大提高却没有形成高附加值的新产品,更没有开发能力,企业失去发展的动力和最宝贵的发展时机,从此不可避免地衰败下去。

  几点思考

  在信息技术和装备制造技术高度融合的时代,如何在引进技术的基础上形成自有的良性发展?

  电子信息技术发展周期遵循摩尔定律(集成电路密度18个月翻倍)和吉尔特定律(网络带宽6个月翻倍),纺机技术更新周期为8-10年,因此电子信息技术已经成为纺机自动化发展最积极的因素。纵观络筒机的60年发展史也有一个摩尔定律一一每10年左右更新一代,也就是络筒机价格不变(15万美元),但性能和功能大幅度提高,纯机械成本下降15%以上,第6代机电软一体化智能模块的成本已超过75%,同时带给用户纺纱的附加值大幅提升20% (生产率提高和能耗下降)。

  如何处理两个领域发展周期的差别?一般用于工业的集成电路,半导体生产厂家仅保证供货10年。如AC238国产化进入第5年时,其中采用的CPU芯片已不再供货,即使1997年二纺机按合同完全实现AC238国产化,其实也无法再继续生产了。由于AC238的国产化在20%的时候已经夭折,这个后果还没遇到。如果没有对软件做过消化,也就意味引进技术的核心完全丧失。当初与德国谈判时二纺机并没有这方面意识,完全不知道5年之后CPU芯片会面对什么变化,这不得不佩服老道的德方确实做了精确的算计。还有很多合作过程中发生在当初无法解释的奇怪问题,现在深究以后,都源自于双方已成为事实上的竞争对手而不再是纯粹的合作关系而中方还浑然不知所致!我国在引进后招致失败的厂家不在少数,今后引进项目时一定要警惕。

  电子信息技术发展周期同样影响制约电子信息系统的实施周期。当年二纺机CIMS购买过分先进的计算机设备,结果大部分在还没有应用起来就已淘汰。所以今后应尽可能采用云资源。

  引进技术建立信息系统必须围绕企业目标

  1994年德国大众汽车投资20多亿元建成的CIMS生产线,投产不到24小时,由于无法适应工厂现场的变化就宣布失败。1996年我们去美国最先进的自动化企业AB公司的工厂交流,由企业层完成设计和计划,用光纤将图纸、作业计划、物料单和质检单传送到生产工厂打印,然后发送到部门和工段,通过网络将数控加工程序直接传送到CNC设备,虽然管理还只实现MRP,但工厂生产组织有序高效,关键部件为保证高质量和可靠性,采用计算机控制的专用设备进行全自动化装配和测量,而绝大部分制造作业还是由人操作的设备来完成的。分工专业化程度很高,外购零部件由供应商直接送至工位,测试包装好的产品当天就运往用户,真正实现了零库存。外部物流及企业间互联是十分重要的保障基础。产品均为小批量定制,但由于产品设计模数化、系列化设计水平极高,生产效率是当时中国同类工厂(如上海纺电,当时上海三大电气控制柜生产企业之一)的50倍,而且产品质量极高。宝钢三期工程使用了4500面AB公司电气控制柜,是所有配套厂商中唯一没有出现故障的产品。

  对比当时863的CIMS项目的总体目标和设计显然脱离当时中国工厂的实际情况,片面追求所谓高科技而适得其反。

  不能最终夺取世界技术制高点将面临被淘汰危险

  1992年我国逐步全面开放,中国市场的竞争就是国际竞争,直接面对的就是世界老大。如二纺机引进自动络筒机以后实际就已成为德国赐来福公司的竞争对手,既是一种合作关系更是一种你死我活的竞争关系。二纺机长期以来习惯于计划经济和国内老大自居的思维,市场开放以后,中外企业接受市场同等的优胜劣汰规则,本地企业人才/成本优势已经丧失。

  德国巴马格公司是二纺机在涤纶长丝高速纺丝机方面的合作伙伴,双方还共同成立了合资企业。在与二纺机建立合作关系后,巴马格公司产品逐步战胜日本对手在中国市场占有绝对优势,上世纪90年代末巴马格公司突然提出退出合作,在中国成立独资企业并带走全部技术人员,给二纺机的化纤产品制造带来致命打击。这也是由于二纺机缺乏市场经济思想准备的缘故。

  核心技术是买不来的

  如何走出引进、照抄照搬、进一步落后、仿造、衰败、淘汰的恶性循环?如何从引进、消化创新、差异化优势、原创、强势,一直到走向世界一流?

  世界纺机强国德国、瑞士、日本的重要标志是:重大创新和持续领先,有多个世界著名企业和国际著名品牌产品,若干品类纺机的技术水平长期处于世界领先,有多项开拓性(世界首创)的纺机和制造工艺,有多个对纺机发展产生重大影响的国际标准。

  要实现突破必须技术跨越。根据世界著名的Triz创新理论,工程创新分成5个级别:第1-2等级是依赖本人和本行业内的知识,也是我们纺机行业目前的方法,没有实质性的创新。第3等级采用新技术克服技术冲突或利用其他行业的知识对主功能进行实质性改进,实现整机效能的显着提升。第4等级通过应用其他学科领域知识对核心原理进行创新,实现系统重大突破。第5等级是划时代的重大技术发明, 开辟全新的技术领域(仅占发明总量的1%,一般往往是由科学家首先从基础理论上进行突破),如电话、飞机、半导体、激光、尼龙等等。中国纺机要实现突破,必须而且主要在第3-4等级层面上从概念设计上进行创新,才有可能实现技术跨越。

  从工业3.0向工业4.0的跨越,不仅是技术上的跨越,产品技术从自动化到智能化、从机电一体化到CPS的跨越,更是理念上和思想上的跨越。

  正如CIMS有赖于外部物流,不可能在一个厂建成;工业4.0有赖于社会生态,也不可能在一个地区和一个行业建成。二纺机的失败发生在从工业2.0到工业3.0的跨越过程中。在历史的的转折点上,跨越时往往会发生坠落。因此,今天中国要工业2.0、工业3.0和工业4.0并行发展。回顾二纺机失败的教训,温故而知新,对于今天的中国企业还是有参考意义的。

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