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九、压缩空气系统设备数字化转型
1.空压系统设备行业制造特点
压缩空气系统设备的特点：多品种、小批量、零部件多、需求波动大；
1) 多品种，小批量的生产模式：生产方式以订单为主，生产周期长；
2) 品种少，大批量生产的生产模式：生产方式以预测或压库为主，极易受到市场需求变化和波动等不确定因素的影响，往往年底盘点：不赚钱，赚的是库存；
3) 零部件多，BOM复杂：供应链长且复杂，容易受到市场波动和卡脖子；
4) 需求波动大：产品开发和生产，永远跟不上市场需求的变化。
2.数字研发可以提高开发效率
1) 产品的数字研发包含：性能数字化设计、结构数字化设计、质量数字化评估、机电一体数字化、数字化设计BOM及模型；
2) 设计模型 从前端研发到仿真再到试验的流通，确保模型一致性；
3) 数字化工艺贯穿于整个生产过程，并不断优化调整，杜绝人为因素；
4) 智能制造确保研发、工艺、BOM在线传递，确保数据一致性；
5) 数字化服务来源于可追溯性、信息在线传递、数据一致及服务及时准确。
如螺杆空压机油分离系统的设计与校核数字化（见图13）。
3.智能制造实现柔性生产能够缩短交货时间，降低成本
如果压缩空气系统设备以数字精益为核心变革生产制造管理，就能实现按客户需求大规模短周期柔性订制。在多品种少批量的复杂离散装备制造业中实现自动化、数字化和智能化的精益制造，达到提质、增效、降本、减存的目的。
以下是某国际品牌在压缩空气干燥器生产中引入精益化管理来实现利益最大化（见图14）。
4.数字供应链实现全面连接，敏捷高效，提高周转
压缩空气系统设备企业和供应链端对端，实现供应商、制造、仓储、物流、销售、服务上下游 信息透明可视、全面连接、高效协同、智能决策，降低库存，提升周转。
在汽车行业，许多供应链都在整车厂的周边，为什么？就是能实现供应链快速周转，甚至通过数字化管理，达到零库存，大大降低了库存成本，实现双赢（见图15）。
5.数字化转型的核心-收集数据、分析数据、应用数据
1) 压缩空气系统设备在研发设计中必须保证BOM的完整性、可靠性和准确性（见图16）；
2) 压缩空气系统设备全周期需要ERP系统支持，所有数据必须完整和准确（见图17）；
3) 通过对ERP系统原始数据分析，每个部门分析得到相关的信息和结果（见图18）；
4) 通过精益管理及质量管理体系制定相应的KPI考核规则，实现数据说话，数据考核，数据执行（见图19）。
十、压缩空气系统设备精益设计
1.压缩空气系统设备产品设计是由三种经营策略决定：
1) 成本中心思想：根据成本和计划利润决定售价，是卖方市场。比如大型离心机、高压力工艺气体压缩机、高品质净化设备等等。
2) 售价中心思想：利润根据售价变动，属于被动利润型，是买方市场。现有的国内大部分压缩空气系统设备供应商都属于这个范畴，赚多赚少甚至亏本都要看市场的脸色，因此在四个同质化的红海市场中只有拼价格。
3) 利润中心思想：根据售价变化，主动降低成本，是压缩空气系统设备行业未来之路，即采用精益管理模式来实现降本增效，提高品质。国内少数压缩空气系统设备供应商已经开始实施精益生产管理，保证企业持续发展，尽快进入第二曲线（见图20）。
2.压缩空气系统设备产品设计是由市场定位决定：
这几年，很多行业内的老板们请笔者去帮他们做产品设计如何定位时，笔者通常用吃粥、吃饭、吃鲍鱼来形容。
1) 吃粥的产品，设计投入少，见效快。没有营养（利润）。维持温饱没有问题，可是成长性差；
2) 吃饭的产品，设计投入多，产品品质和数量有一定要求。营养也够，成长性稳定，是大多数企业的未来。
3) 吃鲍鱼的产品，必须有巨大的设计投入，有引领性的产品和品质。利润高但是市场量相对小（不是每个客户都能付得起鲍鱼的钱），要不断地投入，但是占据竞争市场的顶端，回报率高（见图21）。
各位老板如果想评估自家产品的定位，可以用以上三种方式来测定。
1.压缩空气系统设备产品设计决定产品质量
压缩空气系统设备产品质量故障一半来源于设计（见图22）：
·美国贝尔实验室统计，在引起产品故障的原因中，设计技术占40%以上；
·日本对产品故障原因调查表明，一半的故障是由于设计问题引起的；
·我国某研究所对设备故障分析发现，设计不当造成故障占总故障65.5%。
就像质量杠杆所看到的：越重视产品设计，产品质量就越容易保障（见图23）。
2.压缩空气系统设备产品设计需要做质量设计（QFD设计方法）
一个完整的质量设计应包括6个部分：顾客需求、技术特性、关系矩阵、竞品分析、MS输出、技术评价（见图24）。
QFD设计方法已经得到许多制造业及国际型企业认证和使用，非常实用和有效。压缩空气系统设备领域也有企业开始使用了，好处不是一点点。
3.压缩空气系统设备产品QFD设计方法实施时机
1) 一个新产品设计；
2) 产品改进；
3) 特殊产品设计；
4) 降低要求（客户对产品的需求：品质/成本/功能）。
4.压缩空气系统设备产品QFD设计方法适用于：
1) 新产品设计
2) 产品对顾客有很多不便或顾客以产品不满意的情况
3) 市场占有率持续下降或不继续上涨
4) 过度的设计，即解决问题或是高难度的开发期间迟延
5) 因把顾客的要求和期待在产品开发上复杂化，失去方向性时
6) 产品开发部门之间沟通交流不好时
7) 产品开发联合作业没有效率性、效果性时
8) 对品质改善的特性不太了解的情况
5.压缩空气系统设备产品精益设计实施方法
QFD设计方法是精益设计管理的一个内容，其实施必须要通过由设计中心组织一个PCM team全员参与，成员包括企业内与产品有关的部门相关人员（甚至供应链的商家及客户）。Team的作用：
1) 按项目计划负责某一阶段；
2) 定期组织会议；
3) 定期组织评审；
4) 项目在这一阶段以设计中心为主（见图25）。
6.压缩空气系统设备产品精益设计方向
建立精益设计思想，实施精益设计管理，实现精益设计的三个目标：提升品质，降低成本，缩短交货周期（见图26）。
1) 标准化：减少无价值的新零件；
2) 功能模块化：找出相同功能并独立出来；
3) 简单化，装配容易；
4) 规范化：一切按文件执行（包括标准）；
5) 优化设计：把客户不愿意多付钱的功能性设计去掉。
7.压缩空气系统设备产品精益设计要求和规范
1) 根据项目要求设计参数和要求
2) 产品模型的三维图库
3) BOM
4) 零部件图（包括外购件）
5) 爆炸图
6) 产品使用说明书
7) 零件手册
8) 市场优势及主要零部件清单
9) 关键工序
10) 测试要求
十一、压缩空气系统设备精益生产
1.压缩空气系统设备精益生产目标
压缩空气系统设备精益生产追求3个极限目标：交货期、成本、质量（见图27）。
2.压缩空气系统设备生产现状
目前国内压缩空气系统设备企业大约有60%企业为原始装配方式（单打独斗），大约25%企业为流水作业（协作完成），15%企业步入精益生产模式（像汽车，家电等行业）（见图28）。
从客户角度来看：虽然我不懂空压机，但我也是从事制造业，产品的品质如何，生产过程的先进与规范一眼就能甄别。
行业有句行话：产品可以模仿，但生产工艺却不是那么容易被COPY的。因此，可以看到许多模仿产品，外观和结构很相似，但品质及客户满意度却很难得到认同。
为什么？因为没有精益生产管理！
1.压缩空气系统设备精益生产核心
压缩空气系统设备精益生产核心就是消除浪费。大部分行业内的企业想降本增效，第一就是想怎么降低零部件成本，第二就是想扩大产量平摊固定成本，第三就是降低投入（包括资金、场地、设备及人工等等）。
殊不知，浪费才是当今压缩空气系统设备企业最大的降本需求。在上善气体工作室的《压缩空气系统设备精益生产》课程中讲到生产过程中有七种浪费，如果按照精益生产模式去消除浪费，降本20%很容易达到（见图29）。
2.压缩空气系统设备精益生产方式
为什么我们大部分企业生产总是不顺：
1) 订单多一点，大量产品交货期被延误；
2) 采购不是被装配催货，就是被老板骂；
3) 仓库堆满，急的订单零件没有，不急得订单零件一大堆；
4) 客户要的成品没有，不需要的产品没处放等等。
如果看看下面这张图，你就明白生产为什么会不顺了：你是推动式生产还是拉动式生产（见图30）？
3.压缩空气系统设备精益生产要求
精益生产要求就是要产能均衡，压缩空气系统设备生产是多品种，小批量，不像家电行业能大批量生产，因此，产能均衡非常重要，关系到企业的盈亏点（见图31）。
4.压缩空气系统设备精益生产布局
压缩空气系统设备行业内大部分企业没有布局规划，这会影响客户来参观的感受，使得客户对其产品的满意度打折扣。同时生产过程中凌乱、窝工的现象比比皆是，这是造成生产不顺畅的原因之一。压缩空气系统设备精益生产布局应该是：
1) 车间布局分三块，各施其能。
2) IO分离，不堵车，分部装配工位有装配工艺辅助，质量有保证。
3) 加人就可以增加产量，装配流动才是最省空间的（见图32）。
5.压缩空气系统设备精益生产装配工艺流程
压缩空气系统设备生产要转型为数字化和智能化，离不开成熟可靠的生产工艺，而生产工艺的制定前提是生产工艺流程。没有生产工艺流程，数字化和智能化生产就变成了无源之水（见图33）。
6.压缩空气系统设备生产考核
压缩空气系统设备生产要转型为数字化和智能化，必须要有大数据的采集和分析。所谓隔行如隔山，不懂压缩空气系统设备生产所需的数据和分析，再好的数字化和智能化系统也无法实现压缩空气系统设备的工业4.0。
质量数据，安全数据，生产数据，物流数据，场地数据，人工效率数据等等KPI考核是压缩空气系统设备数字化和智能化生产的脉络，同时也是实现工业4.0的基础（见图34）。
7.压缩空气系统设备精益生产实施
工业产品的精益生产最早是丰田公司提出并实施的，经过多年的推广，如今在全世界各行各业取得了重大成效。在我们压缩空气系统设备行业，早在十年前，国外知名品牌早已转型为精益生产，并不断完善和改进。这几年，国内一些企业如汉钟精机、德曼、鲍斯、优耐特斯等也在引入精益生产。对于行业生产转型，这是绕不过去的坎。只有在精益生产的基础之上，才能实现数字化和智能智造，才有工业4.0的远景（见图35）。
结束语
压缩空气系统设备的数字化转型和智能制造迫在眉睫，不做嘛，等死，无目标和准备去做，找死。
就像现在许多压缩空气系统供应商不断为客户提供物联节能服务一样，刚开始，信心满满，过两年，挖坑暴雷。
其原因在于：无论是压缩空气系统设备的数字化转型和智能制造，还是压缩空气系统物联节能服务，他们只是翅膀，其飞行的高度和距离还要依赖于产品的实力。
没有压缩空气系统理论支撑，品质与节能只是昙花一现；没有精益设计理念，产品质量无法保障；没有精益生产管理，客户满意度无从说起。
如果四个同质化不能打破，压缩空气系统设备的数字化转型和智能制造就只能是空中楼阁，纸上谈兵。
<注：本文连载完！>
注：本文为梁柳生高级工程师在2022年12月20日全国压缩机协会净化分会年会上的演讲报告内容精选。
来源：本站原创
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九、压缩空气系统设备数字化转型
1.空压系统设备行业制造特点
压缩空气系统设备的特点：多品种、小批量、零部件多、需求波动大；
1) 多品种，小批量的生产模式：生产方式以订单为主，生产周期长；
2) 品种少，大批量生产的生产模式：生产方式以预测或压库为主，极易受到市场需求变化和波动等不确定因素的影响，往往年底盘点：不赚钱，赚的是库存；
3) 零部件多，BOM复杂：供应链长且复杂，容易受到市场波动和卡脖子；
4) 需求波动大：产品开发和生产，永远跟不上市场需求的变化。
2.数字研发可以提高开发效率
1) 产品的数字研发包含：性能数字化设计、结构数字化设计、质量数字化评估、机电一体数字化、数字化设计BOM及模型；
2) 设计模型 从前端研发到仿真再到试验的流通，确保模型一致性；
3) 数字化工艺贯穿于整个生产过程，并不断优化调整，杜绝人为因素；
4) 智能制造确保研发、工艺、BOM在线传递，确保数据一致性；
5) 数字化服务来源于可追溯性、信息在线传递、数据一致及服务及时准确。
如螺杆空压机油分离系统的设计与校核数字化（见图13）。
3.智能制造实现柔性生产能够缩短交货时间，降低成本
如果压缩空气系统设备以数字精益为核心变革生产制造管理，就能实现按客户需求大规模短周期柔性订制。在多品种少批量的复杂离散装备制造业中实现自动化、数字化和智能化的精益制造，达到提质、增效、降本、减存的目的。
以下是某国际品牌在压缩空气干燥器生产中引入精益化管理来实现利益最大化（见图14）。
4.数字供应链实现全面连接，敏捷高效，提高周转
压缩空气系统设备企业和供应链端对端，实现供应商、制造、仓储、物流、销售、服务上下游 信息透明可视、全面连接、高效协同、智能决策，降低库存，提升周转。
在汽车行业，许多供应链都在整车厂的周边，为什么？就是能实现供应链快速周转，甚至通过数字化管理，达到零库存，大大降低了库存成本，实现双赢（见图15）。
5.数字化转型的核心-收集数据、分析数据、应用数据
1) 压缩空气系统设备在研发设计中必须保证BOM的完整性、可靠性和准确性（见图16）；
2) 压缩空气系统设备全周期需要ERP系统支持，所有数据必须完整和准确（见图17）；
3) 通过对ERP系统原始数据分析，每个部门分析得到相关的信息和结果（见图18）；
4) 通过精益管理及质量管理体系制定相应的KPI考核规则，实现数据说话，数据考核，数据执行（见图19）。
十、压缩空气系统设备精益设计
1.压缩空气系统设备产品设计是由三种经营策略决定：
1) 成本中心思想：根据成本和计划利润决定售价，是卖方市场。比如大型离心机、高压力工艺气体压缩机、高品质净化设备等等。
2) 售价中心思想：利润根据售价变动，属于被动利润型，是买方市场。现有的国内大部分压缩空气系统设备供应商都属于这个范畴，赚多赚少甚至亏本都要看市场的脸色，因此在四个同质化的红海市场中只有拼价格。
3) 利润中心思想：根据售价变化，主动降低成本，是压缩空气系统设备行业未来之路，即采用精益管理模式来实现降本增效，提高品质。国内少数压缩空气系统设备供应商已经开始实施精益生产管理，保证企业持续发展，尽快进入第二曲线（见图20）。
2.压缩空气系统设备产品设计是由市场定位决定：
这几年，很多行业内的老板们请笔者去帮他们做产品设计如何定位时，笔者通常用吃粥、吃饭、吃鲍鱼来形容。
1) 吃粥的产品，设计投入少，见效快。没有营养（利润）。维持温饱没有问题，可是成长性差；
2) 吃饭的产品，设计投入多，产品品质和数量有一定要求。营养也够，成长性稳定，是大多数企业的未来。
3) 吃鲍鱼的产品，必须有巨大的设计投入，有引领性的产品和品质。利润高但是市场量相对小（不是每个客户都能付得起鲍鱼的钱），要不断地投入，但是占据竞争市场的顶端，回报率高（见图21）。
各位老板如果想评估自家产品的定位，可以用以上三种方式来测定。
1.压缩空气系统设备产品设计决定产品质量
压缩空气系统设备产品质量故障一半来源于设计（见图22）：
·美国贝尔实验室统计，在引起产品故障的原因中，设计技术占40%以上；
·日本对产品故障原因调查表明，一半的故障是由于设计问题引起的；
·我国某研究所对设备故障分析发现，设计不当造成故障占总故障65.5%。
就像质量杠杆所看到的：越重视产品设计，产品质量就越容易保障（见图23）。
2.压缩空气系统设备产品设计需要做质量设计（QFD设计方法）
一个完整的质量设计应包括6个部分：顾客需求、技术特性、关系矩阵、竞品分析、MS输出、技术评价（见图24）。
QFD设计方法已经得到许多制造业及国际型企业认证和使用，非常实用和有效。压缩空气系统设备领域也有企业开始使用了，好处不是一点点。
3.压缩空气系统设备产品QFD设计方法实施时机
1) 一个新产品设计；
2) 产品改进；
3) 特殊产品设计；
4) 降低要求（客户对产品的需求：品质/成本/功能）。
4.压缩空气系统设备产品QFD设计方法适用于：
1) 新产品设计
2) 产品对顾客有很多不便或顾客以产品不满意的情况
3) 市场占有率持续下降或不继续上涨
4) 过度的设计，即解决问题或是高难度的开发期间迟延
5) 因把顾客的要求和期待在产品开发上复杂化，失去方向性时
6) 产品开发部门之间沟通交流不好时
7) 产品开发联合作业没有效率性、效果性时
8) 对品质改善的特性不太了解的情况
5.压缩空气系统设备产品精益设计实施方法
QFD设计方法是精益设计管理的一个内容，其实施必须要通过由设计中心组织一个PCM team全员参与，成员包括企业内与产品有关的部门相关人员（甚至供应链的商家及客户）。Team的作用：
1) 按项目计划负责某一阶段；
2) 定期组织会议；
3) 定期组织评审；
4) 项目在这一阶段以设计中心为主（见图25）。
6.压缩空气系统设备产品精益设计方向
建立精益设计思想，实施精益设计管理，实现精益设计的三个目标：提升品质，降低成本，缩短交货周期（见图26）。
1) 标准化：减少无价值的新零件；
2) 功能模块化：找出相同功能并独立出来；
3) 简单化，装配容易；
4) 规范化：一切按文件执行（包括标准）；
5) 优化设计：把客户不愿意多付钱的功能性设计去掉。
7.压缩空气系统设备产品精益设计要求和规范
1) 根据项目要求设计参数和要求
2) 产品模型的三维图库
3) BOM
4) 零部件图（包括外购件）
5) 爆炸图
6) 产品使用说明书
7) 零件手册
8) 市场优势及主要零部件清单
9) 关键工序
10) 测试要求
十一、压缩空气系统设备精益生产
1.压缩空气系统设备精益生产目标
压缩空气系统设备精益生产追求3个极限目标：交货期、成本、质量（见图27）。
2.压缩空气系统设备生产现状
目前国内压缩空气系统设备企业大约有60%企业为原始装配方式（单打独斗），大约25%企业为流水作业（协作完成），15%企业步入精益生产模式（像汽车，家电等行业）（见图28）。
从客户角度来看：虽然我不懂空压机，但我也是从事制造业，产品的品质如何，生产过程的先进与规范一眼就能甄别。
行业有句行话：产品可以模仿，但生产工艺却不是那么容易被COPY的。因此，可以看到许多模仿产品，外观和结构很相似，但品质及客户满意度却很难得到认同。
为什么？因为没有精益生产管理！
1.压缩空气系统设备精益生产核心
压缩空气系统设备精益生产核心就是消除浪费。大部分行业内的企业想降本增效，第一就是想怎么降低零部件成本，第二就是想扩大产量平摊固定成本，第三就是降低投入（包括资金、场地、设备及人工等等）。
殊不知，浪费才是当今压缩空气系统设备企业最大的降本需求。在上善气体工作室的《压缩空气系统设备精益生产》课程中讲到生产过程中有七种浪费，如果按照精益生产模式去消除浪费，降本20%很容易达到（见图29）。
2.压缩空气系统设备精益生产方式
为什么我们大部分企业生产总是不顺：
1) 订单多一点，大量产品交货期被延误；
2) 采购不是被装配催货，就是被老板骂；
3) 仓库堆满，急的订单零件没有，不急得订单零件一大堆；
4) 客户要的成品没有，不需要的产品没处放等等。
如果看看下面这张图，你就明白生产为什么会不顺了：你是推动式生产还是拉动式生产（见图30）？
3.压缩空气系统设备精益生产要求
精益生产要求就是要产能均衡，压缩空气系统设备生产是多品种，小批量，不像家电行业能大批量生产，因此，产能均衡非常重要，关系到企业的盈亏点（见图31）。
4.压缩空气系统设备精益生产布局
压缩空气系统设备行业内大部分企业没有布局规划，这会影响客户来参观的感受，使得客户对其产品的满意度打折扣。同时生产过程中凌乱、窝工的现象比比皆是，这是造成生产不顺畅的原因之一。压缩空气系统设备精益生产布局应该是：
1) 车间布局分三块，各施其能。
2) IO分离，不堵车，分部装配工位有装配工艺辅助，质量有保证。
3) 加人就可以增加产量，装配流动才是最省空间的（见图32）。
5.压缩空气系统设备精益生产装配工艺流程
压缩空气系统设备生产要转型为数字化和智能化，离不开成熟可靠的生产工艺，而生产工艺的制定前提是生产工艺流程。没有生产工艺流程，数字化和智能化生产就变成了无源之水（见图33）。
6.压缩空气系统设备生产考核
压缩空气系统设备生产要转型为数字化和智能化，必须要有大数据的采集和分析。所谓隔行如隔山，不懂压缩空气系统设备生产所需的数据和分析，再好的数字化和智能化系统也无法实现压缩空气系统设备的工业4.0。
质量数据，安全数据，生产数据，物流数据，场地数据，人工效率数据等等KPI考核是压缩空气系统设备数字化和智能化生产的脉络，同时也是实现工业4.0的基础（见图34）。
7.压缩空气系统设备精益生产实施
工业产品的精益生产最早是丰田公司提出并实施的，经过多年的推广，如今在全世界各行各业取得了重大成效。在我们压缩空气系统设备行业，早在十年前，国外知名品牌早已转型为精益生产，并不断完善和改进。这几年，国内一些企业如汉钟精机、德曼、鲍斯、优耐特斯等也在引入精益生产。对于行业生产转型，这是绕不过去的坎。只有在精益生产的基础之上，才能实现数字化和智能智造，才有工业4.0的远景（见图35）。
结束语
压缩空气系统设备的数字化转型和智能制造迫在眉睫，不做嘛，等死，无目标和准备去做，找死。
就像现在许多压缩空气系统供应商不断为客户提供物联节能服务一样，刚开始，信心满满，过两年，挖坑暴雷。
其原因在于：无论是压缩空气系统设备的数字化转型和智能制造，还是压缩空气系统物联节能服务，他们只是翅膀，其飞行的高度和距离还要依赖于产品的实力。
没有压缩空气系统理论支撑，品质与节能只是昙花一现；没有精益设计理念，产品质量无法保障；没有精益生产管理，客户满意度无从说起。
如果四个同质化不能打破，压缩空气系统设备的数字化转型和智能制造就只能是空中楼阁，纸上谈兵。
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注：本文为梁柳生高级工程师在2022年12月20日全国压缩机协会净化分会年会上的演讲报告内容精选。
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