從點(diǎn)到線推進(jìn)細(xì)分行業(yè)智能制造

謝兵兵

眾所周知，智能制造涉及諸多技術(shù)，最終走向企業(yè)、行業(yè)用戶時(shí)，最急需的是解決方案，也就是解決問題的方案。其他過多涉及技術(shù)層面的內(nèi)容，其實(shí)企業(yè)并不需要，企業(yè)始終最為需要的是解決問題的解決方案。但這又出現(xiàn)另一個(gè)矛盾——智能制造沒有適用各行各業(yè)的“萬能”解決方案。

目前智能制造行業(yè)內(nèi)的共識(shí)是只有細(xì)分行業(yè)的解決方案。所以，所謂可以滿足全世界、全中國機(jī)械行業(yè)需求的解決方案并不存在，只有滿足特定細(xì)分行業(yè)的解決方案。

具體如何細(xì)分？這又可以按照國民經(jīng)濟(jì)分類分成三級(jí)、四級(jí)行業(yè)的解決方案。因此，細(xì)分行業(yè)解決方案的形成就需要企業(yè)、系統(tǒng)集成商和設(shè)備商、軟件商開發(fā)共同參與、共同制定、共同合作創(chuàng)新。

我們認(rèn)為，沒有企業(yè)和終端行業(yè)用戶的參與，是無法完成以上解決方案的制定的。在眾多細(xì)分行業(yè)中，智能制造又如何推進(jìn)，細(xì)分行業(yè)的智能制造解決方案中的商業(yè)鏈怎樣形成？

今天，以北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所（以下簡(jiǎn)稱“北自所”）所做的工業(yè)案例為例進(jìn)行簡(jiǎn)單剖析和介紹。但是，最終還需要明確的是，每個(gè)企業(yè)、行業(yè)均要形成自己的解決方案。

化纖長絲制造全流程智能化團(tuán)隊(duì)的智能制造之路

北自所成立于1954年，現(xiàn)有900余人，成立以來一直是從事自動(dòng)化、信息化、集成化和智能化的專業(yè)機(jī)構(gòu)。目前共有10個(gè)團(tuán)隊(duì)，設(shè)立10個(gè)團(tuán)隊(duì)的原因仍是根源于服務(wù)細(xì)分市場(chǎng)的使命和初心。

首先介紹材料、紡織材料、化纖滌綸團(tuán)隊(duì)?；w長絲制造全流程智能化團(tuán)隊(duì)經(jīng)過10年努力，從點(diǎn)到線服務(wù)了十余家骨干企業(yè)，完成了26個(gè)智能制造項(xiàng)目。每個(gè)項(xiàng)目中包含諸多小項(xiàng)目，不論是大至一億元的大項(xiàng)目抑或是小至2000萬元的小項(xiàng)目、小合同，均形成了行業(yè)解決方案，在通過諸多智能化升級(jí)壯大自身團(tuán)隊(duì)同時(shí)，也得到了各方肯定。最近，該團(tuán)隊(duì)的工作成果被評(píng)為2019年紡織聯(lián)合會(huì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)，該團(tuán)隊(duì)也榮獲2019年智能制造系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商殊榮。

眾所周知，化纖是材料，在目前所說的大紡織行業(yè)中，也就是國家紡織協(xié)會(huì)列出的“紡紗、織造、針織、染整、化纖、服裝”五大類，該團(tuán)隊(duì)主攻的正是化纖這一部分?；w材料最主要的成分是滌綸，滌綸又分長絲和短絲，目前該團(tuán)隊(duì)主攻的是長絲的智能制造。雖然企業(yè)規(guī)模看似宏大、復(fù)雜，但其實(shí)企業(yè)的工藝流程是較為簡(jiǎn)單的。購買材料、切片后進(jìn)行拉絲等，這均已有完整成熟的工藝段，設(shè)備技術(shù)均比較成熟。

隨后的落絲、后紡、倉儲(chǔ)流程中，后紡這一部分又分為轉(zhuǎn)運(yùn)、存儲(chǔ)、檢驗(yàn)、分類、包裝、碼垛和倉儲(chǔ)，最后，將整體打包合一的過程叫做“卷裝”作業(yè)。北自所近十年研究和進(jìn)行的主要工作，也可以用院士們對(duì)此工作的總結(jié)來概括，即對(duì)“卷裝”作業(yè)的研究。實(shí)際上，此工序段一旦加入智能制造轉(zhuǎn)型進(jìn)程，整個(gè)車間就互聯(lián)互通了。

圖1 化纖長絲卷裝作業(yè)智能化解決方案的形成路徑。來源：北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所

以上是從企業(yè)角度理解工藝流程和作業(yè)狀態(tài)。也可以看出，北自所是從人工操作、人工作業(yè)、人工管理起步，那么，又該如何進(jìn)行智能制造？所以，北自所需要從當(dāng)下現(xiàn)狀出發(fā)，逐步推進(jìn)智能制造。當(dāng)時(shí)，材料行業(yè)又遇到一個(gè)突出問題——人力成本過高。某個(gè)產(chǎn)量為40萬噸的工廠需要3000名工人，但幾年前在浙江省附近很難招到人，這并非意味著沒有工人或勞動(dòng)力，而是勞動(dòng)力并不愿意從事這項(xiàng)工作。對(duì)于當(dāng)下年輕一代來說，此項(xiàng)工作是臟活累活，大多數(shù)人不愿意從事。比如，每小時(shí)要搬幾十次單次質(zhì)量為15公斤的絲餅，這是很多年輕人不會(huì)從事的工作。

另外還會(huì)導(dǎo)致管控不利，化纖產(chǎn)品的特殊性決定了不同批號(hào)的產(chǎn)品不可以混合發(fā)貨，如果發(fā)生混批現(xiàn)象，會(huì)給后續(xù)織布企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理模式都是人工管控，由于絲餅外觀基本一致很難分辨，因此經(jīng)常發(fā)生混批現(xiàn)象，每年化纖生產(chǎn)企業(yè)均面臨大量的客戶索賠。

基于以上種種問題，我們認(rèn)為，智能制造需要一步一步完成。北自所的化纖長絲制造全流程智能化團(tuán)隊(duì)為此進(jìn)行了十年左右的研究，這也是將智能制造當(dāng)成30年、20年、10年后的愿景的原因。但是智能化過程的轉(zhuǎn)型則是從當(dāng)下就可以立即起步的，只不過某個(gè)團(tuán)隊(duì)需要5年才能建成比較理想的智能制造工廠。

這十年間，北自所化纖長絲制造全流程智能化團(tuán)隊(duì)也不斷發(fā)展，從14個(gè)人的規(guī)模發(fā)展到現(xiàn)在50多人的規(guī)模，其中諸多安裝工作已經(jīng)通過外包完成。從2家企業(yè)用戶發(fā)展到現(xiàn)在擁有13家企業(yè)用戶，從最開始的一個(gè)訂單額只有幾百萬元，到現(xiàn)在單筆訂單額過億元的規(guī)模而在產(chǎn)品方面，也通過十年研究形成了相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。

智能制造化解決方案的形成路徑

其實(shí)，這一路徑是經(jīng)過十年研究和探索后所做的梳理，一開始并沒有類似成果，只有一步一步走過之后，再次回顧歷史時(shí)才能梳理出來的。主要是圍繞“用工荒、招工難”、“作業(yè)效率低”、“智能化水平差、管理水平落后”三大問題展開研究和探索，提出化纖長絲卷裝全流程高效作業(yè)的智能制造新模式，研制了適用于化纖長絲卷裝柔性體作業(yè)核心裝備，開發(fā)了具有多源異構(gòu)特征的卷裝作業(yè)全流程實(shí)時(shí)智能管控系統(tǒng)。

從北自所探索以上三大問題解決方案的經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)來看，我們認(rèn)為智能制造新模式不是不可觸及的。比如從人工管控到自動(dòng)化就是一次模式創(chuàng)新，很少有可以直接照搬的現(xiàn)成成果。如果需要實(shí)現(xiàn)全新模式創(chuàng)新，就必需配備自動(dòng)化、智能化的裝備，所以，裝備是根本。如果提及智能制造時(shí)脫離裝備，那就是無源之水。裝備之后，需要建立智能管控系統(tǒng)，也就是覆蓋作業(yè)模式、自動(dòng)化裝備到智能管控系統(tǒng)，最終逐步形成解決方案。此前的紡織聯(lián)合會(huì)上也有專家對(duì)其中的三大創(chuàng)新點(diǎn)十分肯定，而這三大創(chuàng)新正是作業(yè)新模式、自動(dòng)化裝備，智能管控系統(tǒng)。

智能制造的實(shí)現(xiàn)，最關(guān)鍵的一步是作業(yè)模式的升級(jí)。但是，作業(yè)模式又必須由行業(yè)用戶和設(shè)備供應(yīng)商、集成商一起完成。在和很多行業(yè)用戶探討這一過程時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)是很多時(shí)候是用戶告訴我們?nèi)绾芜M(jìn)行，是雙方團(tuán)隊(duì)共同攜手完成的，絕不可能寄希望于某一個(gè)人單打獨(dú)斗完成。核心裝備、管控系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析、智能決策支撐、人工智能應(yīng)用等是后續(xù)的一系列過程，但作業(yè)模式是重要基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行的工作也是北自所未來的重點(diǎn)方向。

在此過程中，團(tuán)隊(duì)也在不斷成長。一開始時(shí)面臨諸多困難，甚至兩三年才簽訂一兩個(gè)合同，但隨后越做越大。今年，以化纖長絲制造全流程智能化團(tuán)隊(duì)為核心成立了專業(yè)化的公司，力爭(zhēng)三年以后上市。目前，一個(gè)業(yè)務(wù)的營業(yè)額已經(jīng)超過8億元了，因此再過幾年，整體營業(yè)額達(dá)到十幾億元是不成問題的。

從點(diǎn)到線，做透一點(diǎn)

如何從點(diǎn)到線，我們認(rèn)為離不開兩點(diǎn)。首先需要做透一“點(diǎn)”。為此，我們與一兩家企業(yè)深度合作，合作后把標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品成形、量產(chǎn)，然后再去推廣應(yīng)用，“點(diǎn)”的選擇因此十分關(guān)鍵。比如，現(xiàn)在和江中制藥的合作是我們一個(gè)全新的“點(diǎn)”，也許今后做大做強(qiáng)以后還需要感謝他們，感謝他們給了我們這個(gè)“點(diǎn)”的機(jī)會(huì)。

完成一次樣板工程試點(diǎn)示范的“點(diǎn)”的合作，是我們團(tuán)隊(duì)一直努力的目標(biāo)，因?yàn)樵圏c(diǎn)示范的成功絕不是開會(huì)就能達(dá)成的。

其次，是瞄準(zhǔn)細(xì)分行業(yè)。前期工作十分艱難，但后續(xù)工作會(huì)越來越順利，完成第一次試點(diǎn)后就會(huì)形成影響力，特別是同行之間也會(huì)相互回避。在做成“點(diǎn)”之后，就可連成“線”，再做一兩條“線”就成“面”了。

回到做透“點(diǎn)”的話題，當(dāng)時(shí)并不是我們選擇了2家企業(yè)，而是企業(yè)選擇了我們。

江蘇盛虹和浙江天圣兩家企業(yè)選擇了我們。盛虹從2008年、2009年就開始做后紡。浙江天圣是從落絲起家的。對(duì)于浙江天圣，我們開發(fā)定制了全自動(dòng)落絲系統(tǒng)的開發(fā)和定型。為此也組織了專家對(duì)這一成果進(jìn)行鑒定，專家均評(píng)價(jià)很高。

那么，以上解決方案為什么前后經(jīng)歷十年時(shí)間才得以完成？這是因?yàn)槊恳淮蝿?chuàng)新研究都是一步一步的探索得來的，從1.0、2.0、3.0到當(dāng)前的4.0。當(dāng)時(shí)，2008年時(shí)是零起點(diǎn)狀態(tài)，完全是人工作業(yè)、人工管理等。于是，我們最初切入時(shí)就瞄準(zhǔn)這一痛點(diǎn)，相反如果起步之時(shí)不存在問題，那也不必要起步研究。只有朝著解決問題的目標(biāo)努力，并且看到效益，才能激勵(lì)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)做下去。于是，從解決用工問題和質(zhì)量難追溯問題入手，我們?yōu)榇酥贫?.0、2.0、3.0三個(gè)解決方案，循序漸進(jìn)地從局部到整體工序，從子系統(tǒng)到大系統(tǒng)，從設(shè)備到管理、到調(diào)度，最終形成解決方案的整體。

總結(jié)來看，做透一“點(diǎn)”，首先需要不斷推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和平臺(tái)化，由此提高生產(chǎn)效率、軟件標(biāo)準(zhǔn)化、裝備標(biāo)準(zhǔn)化程度、方案模塊化和平臺(tái)化水平。其次，不斷采用新技術(shù)，特別是當(dāng)今新技術(shù)供給十分充分，更加需要不斷地在新場(chǎng)景中應(yīng)用新技術(shù)，比如RFID技術(shù)等等。第三，不斷研發(fā)全新自動(dòng)化裝備。自動(dòng)化裝備、智能化裝備是關(guān)鍵和核心，也是最難的部分和投資最多的部分。不斷升級(jí)系統(tǒng)解決方案，逐步增加自動(dòng)化、智能化環(huán)節(jié)，由此延伸業(yè)務(wù)邊界，才能不斷滿足更廣闊的需求?！爸鸩健?，這兩個(gè)字需要特別強(qiáng)調(diào)，因?yàn)楹芏噙^程并非一蹴而就的。

對(duì)于效果而言同樣重要，如果缺乏效果就意味著“點(diǎn)”沒有做透，也不會(huì)有后續(xù)的“線”。以企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)為例，如果產(chǎn)線用工量減少60%，那么每年節(jié)約人工成本約1800萬元;如果產(chǎn)品優(yōu)等率提高2%，就意味著每年增加利潤750萬元;多重信息綁定后就可對(duì)制造過程全程追溯，便于質(zhì)量問題原因查找定位，而生產(chǎn)過程的全程監(jiān)控和可視化可使得生產(chǎn)調(diào)度更加靈活、精準(zhǔn)和及時(shí)。

打通“線”在最開始時(shí)是十分艱難的，只有一步一步經(jīng)過前面兩三年的緩慢推進(jìn)之后，才有行業(yè)用戶逐漸信任這一成果。參與其中的企業(yè)大多是龍頭領(lǐng)先企業(yè)，而且大部分是民營企業(yè)，創(chuàng)新精神比較強(qiáng)。所以競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手一旦投入，其也會(huì)緊隨其后跟上。

今后，還需要發(fā)揮“點(diǎn)”的樣板示范作用，在行業(yè)內(nèi)不斷推廣，這已經(jīng)不僅僅是技術(shù)問題，更需要利用組織、協(xié)會(huì)、政府平臺(tái)共同推進(jìn)。接下來，仍將會(huì)持續(xù)發(fā)揮樣板“點(diǎn)”企業(yè)的示范作用，在行業(yè)內(nèi)大力宣傳推介智能制造;發(fā)揮成功解決方案的引導(dǎo)作用，推進(jìn)行業(yè)內(nèi)企業(yè)實(shí)施智能制造;以項(xiàng)目質(zhì)量和水平作保障，確保智能制造項(xiàng)目解決問題創(chuàng)造價(jià)值。

我們認(rèn)為智能制造新模式不是不可觸及的。比如從人工管控到自動(dòng)化就是一次模式創(chuàng)新，很少有可以直接照搬的現(xiàn)成成果。如果需要實(shí)現(xiàn)全新模式創(chuàng)新，就必需配備自動(dòng)化、智能化的裝備，所以，裝備是根本。如果提及智能制造時(shí)脫離裝備，那就是無源之水。

結(jié)語

第一智能制造是大勢(shì)所趨，方向正確，制造業(yè)大有可為，而且必須有可為。

第二制造業(yè)數(shù)字化、自動(dòng)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化可并行推進(jìn)，具體項(xiàng)目側(cè)重點(diǎn)不同而已。

第三對(duì)于零起點(diǎn)、低起點(diǎn)的行業(yè)，智能制造必須從關(guān)鍵工藝優(yōu)化和單元自動(dòng)化改造入手。

第四智能制造解決方案可大可小，可高可低，是不斷迭代升級(jí)的，很難一步到位。

第五智能傳統(tǒng)行業(yè)推進(jìn)智能制造需要從“點(diǎn)”開始，從點(diǎn)到線，從線到面是有效途徑。

第六細(xì)分行業(yè)推進(jìn)智能制造的基礎(chǔ)是做透一“點(diǎn)”?，F(xiàn)在智能制造做“點(diǎn)”的有很多，但是做通一“線”的很少。

第七從點(diǎn)到線的推進(jìn)的最佳解決方案是80%的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和20%的定制化。

第八“問題導(dǎo)向、合作創(chuàng)新，集成融合、方案落地”是推進(jìn)智能制造有效途徑。

第九解決方案供應(yīng)商如果能在細(xì)分行業(yè)實(shí)現(xiàn)從點(diǎn)到線的突破，則自身也能逐漸發(fā)展。

第十地方政府對(duì)其主產(chǎn)業(yè)可以采取“點(diǎn)線面”的推進(jìn)路徑。

（根據(jù)2019江西新余智能制造高端論壇速記整理，未經(jīng)本人確認(rèn)。）