未來·工廠

姚冬琴

作為第四次工業(yè)革命的重要方向，智能制造正在成為全球制造業(yè)變革和科技創(chuàng)新的制高點。

機器轟鳴、工人流水線作業(yè)的景象，逐漸成為過去，智慧工廠越來越多地出現(xiàn)在我們身邊。比如，寶鋼、格力、海爾等公司的“黑燈工廠”，沒有工人，也就無需開燈，穿梭的機器人自動取貨、搬運、裝配，自動運行，完成生產操作……新一代信息技術讓制造擁有更多可能。

未來工廠什么樣？

“智能制造與傳統(tǒng)產業(yè)變革”是2018天津夏季達沃斯論壇的12項分議題之一。河北工業(yè)大學人工智能與數(shù)據(jù)科學學院研究員、河北省大數(shù)據(jù)計算重點實驗室副主任劉晶的研究團隊認為，當前以互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等為代表的新一代信息技術已完成對消費環(huán)節(jié)的布局，正在加速向制造環(huán)節(jié)擴散，幫助企業(yè)實現(xiàn)智能化生產、網絡化協(xié)同、個性化定制與服務化轉型?！吧a過程將由新型傳感器、智能控制系統(tǒng)、機器人、自動化成套生產線組成，‘無人工廠數(shù)量將不斷增加?！?/p>

今年全國兩會期間，格力電器董事長董明珠就曾透露，格力全國有8個基地基本都實現(xiàn)了無人工廠的生產，用機器替代了人的操作。

自動化制造是智慧工廠的基礎。而智慧工廠卻不僅僅局限于自動化。通過網絡化協(xié)同，在全球范圍內調用資源，以及個性化定制與服務化轉型，也是智慧工廠的重要特點。

例如，在海爾，已經搭建起“先訂單，后制造”的產品定制平臺，用戶根據(jù)個人喜好，自由選擇產品的機身材質、用料、噴涂顏色、圖案等等，有定制需求的部件可以按照個人需求進行選擇。然后，這些外觀全個性化、部件部分可定制的個人訂單，通過工業(yè)4.0的智能智造實現(xiàn)柔性量產。

劉晶團隊認為，智能制造使行業(yè)組織和形態(tài)從生產制造轉變?yōu)槊嫦蚍盏闹圃?，并使制造公司從產品供應商轉變?yōu)楫a品和服務提供商。

智慧工廠將給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來哪些改變？麥肯錫全球董事合伙人Anil Sikka認為，機器人、協(xié)作機器人 （Cobot）、自動駕駛汽車不僅能創(chuàng)造出全自動生產線，而且還能把工廠融入一個供應商生態(tài)系統(tǒng)，既能大幅增加增值服務，又能大幅加快商業(yè)模式創(chuàng)新。

“這些未來工廠將擁有海量數(shù)據(jù)，使用強大而新穎的分析工具挖掘數(shù)十億數(shù)據(jù)點，釋放人工智能和機器學習的潛力。我們預計：生產線效率取得的突破將促使產出翻番;更加嚴格的績效管理可以將質量問題減少一半;而先進的預見性維護則能大幅縮短機器停機時間?！盇nil Sikka說。

由于與供應商的整合更加密切，生產廠商可以預測到零組件層面的生產需求，從下游供應商開始，逐步延伸至原始設備制造商，最后到客戶?！拔覀冋J為，這種透明度可以把預測精度提高三分之一，而且與整個供應鏈的生產數(shù)據(jù)實時共享技術結合起來之后，庫存持有成本可以降低 20%～40%，交付周期也可以縮短最多15個星期?！盇nil Sikka認為。

對于投資方來說，還有一個好消息在于，讓機器人從事最具挑戰(zhàn)的手動任務，可讓多達90%的一線工廠工人接受再培訓，而他們從事更高回報和更高附加值的工作所產生的凈效，約可將勞動生產率提高70%?？偟膩砜?，這些改進意味著對未來工廠進行的投資有可能在兩年內就能收回。

中國仍將領跑制造業(yè)未來趨勢

在2018天津夏季達沃斯論壇上，“制造業(yè)燈塔工廠”網絡被正式提出。此前，世界經濟論壇于9月初評選出了9家全球“制造業(yè)燈塔工廠”。

燈塔用以指引船只方向，顧名思義，“制造業(yè)燈塔工廠”象征了目前制造業(yè)標桿性的先進技術代表。

這9家全球“制造業(yè)燈塔工廠”分別是，拜耳生物制藥（意大利加巴納特）、博世汽車（中國無錫）、海爾（中國青島）、強生DePuy Synthes（愛爾蘭科克）、菲尼克斯電氣（德國巴特皮爾蒙特和布隆伯格）、寶潔Rakona（捷克）、施耐德電氣（法國勒沃德勒伊）、西門子工業(yè)自動化產品（中國成都）和UPS Fast Radius（美國芝加哥）。

協(xié)助世界經濟論壇完成此次評選活動的麥肯錫咨詢公司合伙人兼制造業(yè)全球負責人Enno de Boer表示：“第四次工業(yè)技術革命已經到來。工人和管理人員都能從技術中獲益。這些燈塔工廠的業(yè)績比普通工廠高出20%至50%，形成競爭優(yōu)勢。它們擁有敏銳的團隊，匯集因特網域、分析、物聯(lián)網及軟件開發(fā)方面的專家，正在迅速創(chuàng)新生產車間。它們還開發(fā)出共用數(shù)據(jù)平臺或物聯(lián)網平臺，正在開展的應用多達15項。這些企業(yè)著眼規(guī)?；l(fā)展，行動敏捷，將為制造業(yè)樹立新標桿。”

值得提出的是，從全球1000多家先進工廠中評選出的9家“制造業(yè)燈塔工廠”，其中有3家工廠位于中國，并全面部署了大量第四次工業(yè)革命技術。

“發(fā)動機是汽車最重要的零件之一，如人的心臟。而電控柴油高壓共軌系統(tǒng)則相當于柴油發(fā)動機的‘心臟，其品質決定著發(fā)動機的使用效能?！辈┦绖恿偝山鉀Q方案事業(yè)部中國區(qū)總裁王偉良這樣比喻道，“借助智能制造技術，博世成為國內第一批推出電控高壓共軌系統(tǒng)并實現(xiàn)國產化的廠商，并且以其可靠品質獲得了中國客戶的認同。”

在西門子工業(yè)自動化產品（中國成都）工廠，員工利用3D模擬、增強現(xiàn)實和其他技術，完善工廠的設計和運營，促使產量提高3倍，縮短了生產周期。

據(jù)悉，該工廠是西門子在德國以外建立的首家數(shù)字化工廠，也是西門子繼德國、美國之后在全球的第三個工業(yè)自動化產品的研發(fā)中心，實現(xiàn)了從產品設計到制造過程的高度數(shù)字化。過去5年內產品質量合格率達到99.999%。

“隨著‘工業(yè) 4.0推動制造業(yè)經歷近幾十年來最深刻的變革，中國這個制造業(yè)大國也面臨一個至關重要的問題：它還能否繼續(xù)保持破竹之勢？我們的研究表明，在塑造制造業(yè)未來趨勢的4項根本性轉變中，中國依舊領跑主要的制造業(yè)國家。”Anil Sikka如是說。