“工廠革命”來了嗎？

白玉潔

從第一代“工業(yè)革命”說起

18世紀(jì)60年代，以棉紡織業(yè)的技術(shù)革新為始，瓦特蒸汽機(jī)的改良和廣泛使用為樞紐，第一代“工業(yè)革命”在英國開始。英國工業(yè)革命影響了全世界的工業(yè)發(fā)展，它標(biāo)志著世界整體化新高潮的到來。工業(yè)革命從開始到完成，大致經(jīng)歷了一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間。英國工業(yè)革命的主要表現(xiàn)是大機(jī)器工業(yè)代替手工業(yè)，機(jī)器工廠代替手工工廠。

因?yàn)楣I(yè)革命，英國這個(gè)曾經(jīng)落后的農(nóng)業(yè)國家在短短的幾十年間一躍成為世界上先進(jìn)的資本主義頭號(hào)工業(yè)強(qiáng)國，曾經(jīng)號(hào)稱“世界工廠”，稱霸世界達(dá)半個(gè)世紀(jì)之久。

工業(yè)革命完成的主要標(biāo)志是工廠制度的終確立。英國工業(yè)革命使英國社會(huì)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)關(guān)系發(fā)生重大改變，生產(chǎn)力迅速提高。

1913年，作為在工業(yè)發(fā)展中一項(xiàng)創(chuàng)舉，乃至直到現(xiàn)在依舊偉大的流水線作業(yè)在美國福特汽車公司誕生，這一創(chuàng)舉使福特“T”型車產(chǎn)量達(dá)到了1500萬輛，締造了至今未被打破的記錄。因此，福特先生也被譽(yù)為“為世界裝上輪子”的人。長(zhǎng)期以來，流水線作業(yè)依然霸占著工業(yè)生產(chǎn)中高效的生產(chǎn)力頭銜……但世間沒有什么是永恒不變的，工業(yè)進(jìn)步的車輪也并沒有止于此。

如今，工業(yè)制造產(chǎn)業(yè)正站在轉(zhuǎn)型升級(jí)的十字路口，智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這兩股勢(shì)不可擋的浪潮，正在深入到制造業(yè)的毛細(xì)血管。

2020年9月17日，在2020中關(guān)村論壇主論壇上，小米創(chuàng)始人雷軍透露，小米在北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的高端手機(jī)智能工廠目前正在計(jì)劃二期。雷軍稱，該工廠建成投產(chǎn)后，一個(gè)工廠可能只有100個(gè)人，全是工程師，但一年可能實(shí)現(xiàn)600、700億產(chǎn)值。

據(jù)悉，目前格力電器在全國有8個(gè)基地，基本都實(shí)現(xiàn)了無人工廠。

在寶鋼工廠，空無一人的行車的操作室、數(shù)字化的鋼卷、不知疲倦的機(jī)器人正在創(chuàng)造新的奇跡……

從整個(gè)大環(huán)境來看，智能制造業(yè)告訴發(fā)展的時(shí)代已經(jīng)悄悄來臨。自從進(jìn)入新世紀(jì)，信息系技術(shù)及科學(xué)技術(shù)的更新進(jìn)步推動(dòng)力整個(gè)智能制造產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展，智能制造企業(yè)數(shù)量也在逐年攀升：2017年新增企業(yè)763家，2018年新增530家，智能制造的生產(chǎn)模式已經(jīng)應(yīng)用到多個(gè)行業(yè)中去。同時(shí)，制造業(yè)生產(chǎn)模式、日常運(yùn)營(yíng)模式的變化、消費(fèi)者需求的改變等，都在要求制造業(yè)成本管理方式發(fā)生相應(yīng)的變革。

我國明確了智能制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要方向是實(shí)現(xiàn)智能制造，以推動(dòng)新信息技術(shù)與傳統(tǒng)制造業(yè)深度融合發(fā)展主線，實(shí)現(xiàn)我國制造業(yè)由達(dá)變強(qiáng)的歷史性跨越。而《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》則提出了發(fā)展實(shí)施智能制造的“兩步走”戰(zhàn)略規(guī)劃。并在工信部的大力支持下，我國智能制造是試點(diǎn)示范項(xiàng)目的企業(yè)數(shù)量在2018年已經(jīng)超過100個(gè)。除此之外，為響應(yīng)國家智能制造政策的號(hào)召，多個(gè)省市也陸續(xù)發(fā)布了相關(guān)政策，以加大原材料、裝備、消費(fèi)品等重點(diǎn)行業(yè)在智能制造領(lǐng)域的推廣力度。

工廠本身正在掀起一場(chǎng)數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的革命。制造過程正變得可感知、可預(yù)測(cè)、可控制，當(dāng)這一切變成聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)之后，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更深層次的變化發(fā)生了：生產(chǎn)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈互聯(lián)互通，通過精密制造和智能算法，實(shí)現(xiàn)制造資源的優(yōu)化配置。

航天斯達(dá)：

氨綸行業(yè)的、智能化改革

為了對(duì)智能化工廠更深入地了解，我們采訪了中國航天科技集團(tuán)公司第一研究院第七〇二研究所的全資子公司——北京航天斯達(dá)科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“航天斯達(dá)”）副主任蘇武會(huì)。

蘇武會(huì)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“基于8軸專用機(jī)器人設(shè)計(jì)的化纖工業(yè)智能柔性工廠整體解決方案”，目前已應(yīng)用于我國氨綸生產(chǎn)行業(yè)。

氨綸是指聚氨酯（PU）纖維，含有聚氨基甲酸酯質(zhì)量比85%以上，具有線性段結(jié)構(gòu)的高分子化合物制成的彈性纖維，國外稱為Spandex纖維。該種纖維具有比重輕、斷裂強(qiáng)度高、斷裂伸長(zhǎng)高和彈性回復(fù)好等特點(diǎn)，而且具有高單性保型性、高強(qiáng)度、耐光照、耐水洗等優(yōu)點(diǎn)，在我國主要應(yīng)用于生產(chǎn)針織和機(jī)織彈力纖維，能夠顯著的改善織物的性能，被稱為紡織品的“味精”。氨綸原先主要應(yīng)用在傳統(tǒng)的服裝行業(yè)，如衣服領(lǐng)口、袖口和襪口等，近年來應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大，從防治領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展到了醫(yī)療、消防、通信等領(lǐng)域，包括應(yīng)用在醫(yī)用繃帶、保健用品、汽車內(nèi)飾、休閑運(yùn)動(dòng)用具以及人工器官上的材料等，應(yīng)用前景廣闊。

我國是全球最大的氨綸消費(fèi)國。近幾年，我國氨綸行業(yè)消費(fèi)量大幅上漲，從2013年的36萬噸提升到了2018年的65萬噸。其從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，氨綸在中短期內(nèi)難以被替代。

航天斯達(dá)所研發(fā)的整體解決方案包括智能柔性工廠及智能裝備系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)從卷絲車間絲餅生產(chǎn)到入庫之間的所有工序的全自動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)，完成生產(chǎn)計(jì)劃管理、設(shè)備管理、質(zhì)量管理、現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、看板管理、生產(chǎn)優(yōu)化等功能，具體包括：智能管理平臺(tái)MES系統(tǒng)、卷絲車間取絲上筒系統(tǒng)、包裝車間檢測(cè)與自動(dòng)包裝系統(tǒng)、產(chǎn)品匯流與入庫系統(tǒng)、AGV絲餅轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)等。

該解決方案在氨綸行業(yè)首次實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)化、信息化、智能化。

航天斯達(dá)開發(fā)的高速8軸專用落筒機(jī)器人一改傳統(tǒng)的6軸通用機(jī)器人技術(shù)，利用高精度伺服控制技術(shù)、無線通訊技術(shù)、精加工技術(shù)等開發(fā)出獨(dú)具特色的專用機(jī)器人，不僅精度高效率高，而且實(shí)現(xiàn)水性柔性生產(chǎn)，該技術(shù)攻克了氨綸行業(yè)自動(dòng)化升級(jí)中化纖取絲上筒難的困境，給化纖取絲上筒生產(chǎn)車間帶來新的希望。該項(xiàng)目管理系統(tǒng)在傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造執(zhí)行的基礎(chǔ)上更上一個(gè)層次，不僅實(shí)現(xiàn)了整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的計(jì)劃、制造、執(zhí)行管理、質(zhì)量管控等，更重要的是實(shí)現(xiàn)了企業(yè)資源的最優(yōu)配置，讓整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)形成了技術(shù)迭代。

如今，該項(xiàng)目已經(jīng)如期完成研發(fā)與中試工作，并已經(jīng)在某化纖企業(yè)投入應(yīng)用。今年內(nèi)，該項(xiàng)目產(chǎn)品將進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化。

蘇武會(huì)介紹到，“智能制造的目的是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提升生產(chǎn)效率，降低運(yùn)營(yíng)成本、減少能源資源消耗，并縮短研發(fā)周期。其核心是實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)的智能化，并以網(wǎng)絡(luò)互連為支撐，打造智能工廠為載體。該項(xiàng)目投入產(chǎn)業(yè)化，將對(duì)于我國化纖工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域降低人工成本、提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、提升產(chǎn)品在國際環(huán)境的競(jìng)爭(zhēng)力，起到顯著的作用?！被w工業(yè)是我國傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造領(lǐng)域，通過智能柔性工廠解決方案的實(shí)現(xiàn)，我國化纖行業(yè)的整體制造水平將得到充分提高，并推動(dòng)化纖行業(yè)從“中國制造”到“中國智造”的轉(zhuǎn)變。

機(jī)械手控制器

“未來工廠”會(huì)變成什么樣？

制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國之本與強(qiáng)國之基，但隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國制造業(yè)開始面臨著“大而不強(qiáng)”的問題和挑戰(zhàn)，自動(dòng)化、智能化、信息化改革，正是一場(chǎng)以“邁向中高端”為目標(biāo)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，推動(dòng)著我國傳統(tǒng)，推動(dòng)著我國傳統(tǒng)制造業(yè)進(jìn)入智能制造時(shí)代。

有別于淘寶、京東、拼多多與大眾生活密切相關(guān)、更容易被感知的消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基本隱藏在車間、生產(chǎn)線以及工程師的設(shè)計(jì)方案里，略顯遙遠(yuǎn)和陌生。車間里的一臺(tái)臺(tái)機(jī)器，被植入了精密控制軟件、工業(yè)大數(shù)據(jù)和人工智能算法，整個(gè)生產(chǎn)制造過程不同程度地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化、聯(lián)網(wǎng)上云，一張張無形的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在快速織就。它對(duì)于傳統(tǒng)工廠的深遠(yuǎn)影響，已經(jīng)通過一個(gè)個(gè)案例被證明;對(duì)于國家層面的戰(zhàn)略意義，也正在逐步凸顯出來。

自動(dòng)化智能化工廠

1月13日，工信部官網(wǎng)正式發(fā)布了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展計(jì)劃（2021-2023年）》，明確提出到2023年，覆蓋各地區(qū)、各行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施初步建成，在10個(gè)重點(diǎn)行業(yè)打造30個(gè)5G全連接工廠;打造3～5個(gè)具有國際影響力的綜合型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái);基本建成國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)中心體系，建設(shè)20個(gè)區(qū)域級(jí)分中心和10個(gè)行業(yè)級(jí)分中心。

智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這股勢(shì)不可擋的浪潮，正在深入到制造業(yè)的毛細(xì)血管。

2018年，世界經(jīng)濟(jì)論壇攜手麥肯錫啟動(dòng)全球”“燈塔工廠”“網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目，對(duì)全球多個(gè)行業(yè)的1000多家企業(yè)驚醒評(píng)估，意在甄選出在第四次工業(yè)革命前沿技術(shù)應(yīng)用整合工作方面卓有成效的項(xiàng)目。截止目前，全球燈塔工廠網(wǎng)絡(luò)歷經(jīng)3年擴(kuò)容，總計(jì)54家燈塔工廠入選，其中中國的燈塔工廠增至16家，成為全球擁有”燈塔工廠”最多的國家。海爾、富士康、美的、阿里巴巴等國內(nèi)知名企業(yè)赫然在列，被視為第四次工業(yè)革命的領(lǐng)路者，也是數(shù)字化制造的標(biāo)桿。

但和消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)“贏者通吃”的格局不同，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的空間更加開闊。中國國際經(jīng)濟(jì)交流中心副理事長(zhǎng)黃奇帆有過一個(gè)形象的比喻：產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際的發(fā)展中，是一個(gè)行業(yè)一個(gè)行業(yè)的“小鍋菜”。

在經(jīng)歷這場(chǎng)革命之后，未來工廠會(huì)變成什么樣呢？

工業(yè)富聯(lián)董事長(zhǎng)李軍旗認(rèn)為，五到十年后的未來工廠會(huì)成為可感知、可預(yù)測(cè)、可控制的智能化工廠，成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

聯(lián)想集團(tuán)副總裁、聯(lián)寶科技CEO柏鵬則描摹了更具象的一個(gè)場(chǎng)景：未來工廠像一個(gè)玻璃房子，盡管內(nèi)部運(yùn)作環(huán)節(jié)非常復(fù)雜，生產(chǎn)要素非常多，但數(shù)字化讓這一切變得更加透明。換句話說，整個(gè)工廠其實(shí)就是一個(gè)機(jī)器人，有自己的五官、身體和大腦，智能系統(tǒng)相當(dāng)于大腦，指揮機(jī)械臂工作，各類感應(yīng)器、攝像頭則充當(dāng)了“眼耳鼻喉”，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、信息傳達(dá)，最終達(dá)到整體協(xié)同。