柔性制造的真招實效

秦倫

“生產(chǎn)線越來越短，越來越簡，設(shè)備投資越來越少；中間庫存越來越少，場地利用率越來越高；生產(chǎn)周期越來越短，交貨速度越來越快；各類損耗越來越少，效率越來越高……”這是我們展望未來制造業(yè)時提出的一系列“合理”要求，柔性制造無疑是逐漸實現(xiàn)這些目標(biāo)的重要方法，當(dāng)越來越多的生產(chǎn)環(huán)節(jié)被科技賦能，以個性化生產(chǎn)見長的柔性制造席卷各個細(xì)分產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，實現(xiàn)柔性制造滿足更多個性化生產(chǎn)需求成為眾多制造業(yè)企業(yè)的愿望，需要真切落實。

智能生產(chǎn)需“以柔補(bǔ)剛”

去年疫情沖擊下眾多企業(yè)快速完成產(chǎn)線切換、快速調(diào)整戰(zhàn)略，為疫情防控生產(chǎn)必要物資的情形讓人們印象深刻，實則這些企業(yè)大多擁有先進(jìn)的自動化、數(shù)字化、智能化水平，背后蘊(yùn)藏著強(qiáng)大的“柔性制造”能力。

大批量的剛性生產(chǎn)與多品種、小批量的柔性制造共同構(gòu)筑起制造業(yè)的多元發(fā)展局面。柔性制造以足量的自動化設(shè)備保障生產(chǎn)效率，以技術(shù)賦能供應(yīng)鏈管理，讓企業(yè)的生產(chǎn)線保持一定的延展性，根據(jù)市場變化和客戶需求對產(chǎn)品進(jìn)行適時調(diào)整，調(diào)和解決制造業(yè)企業(yè)“自制”和“外包”過程中越來越多的矛盾。

發(fā)展柔性制造具有重要意義，也因此得到諸多政策支持。工信部出臺的《關(guān)于促進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量提升的實施意見》鼓勵企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，開展個性化定制、柔性生產(chǎn)，豐富產(chǎn)品種類，滿足差異化消費需求；國家發(fā)改委等15部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于推動先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合發(fā)展的實施意見》要求推廣柔性化定制。工信部日前發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021-2023年）》提出，“鼓勵消費品、汽車、鋼鐵等行業(yè)企業(yè)基于用戶數(shù)據(jù)分析挖掘個性需求，打造模塊化組合、大規(guī)?；炀€生產(chǎn)等柔性生產(chǎn)體系，促進(jìn)消費互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打通，推廣需求驅(qū)動、柔性制造、供應(yīng)鏈協(xié)同的新模式?！?/p>

目前柔性制造應(yīng)用較多的是汽車、家電、3C數(shù)碼等生產(chǎn)批量大、頭部企業(yè)集中的行業(yè)，以及個性化需求顯著的時裝行業(yè)。不同行業(yè)的企業(yè)對柔性制造的“柔性”理解與應(yīng)用并不相同，相同之處如關(guān)注成本的節(jié)約，差異之處如對負(fù)載、精度要求區(qū)別較大。有行業(yè)重器如三一重工位于長沙的18號工廠，擁有亞洲最大的智能化制造車間實現(xiàn)了生產(chǎn)中人、設(shè)備、物料、工藝等各要素的柔性融合，8條裝配線可實現(xiàn)69種產(chǎn)品的混裝柔性生產(chǎn)；10萬平方米的車間里每一條生產(chǎn)線可同時混裝30多種的機(jī)械設(shè)備，馬力全開可支撐300億產(chǎn)值。有小而美的典范如上海紡織集團(tuán)和上海工程技術(shù)大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的“服裝智能定制1.0”，采用多視圖融合技術(shù)和穹頂設(shè)計，通過體感采集器、網(wǎng)絡(luò)集線器，僅需5秒完成數(shù)據(jù)采集，運用點云數(shù)據(jù)網(wǎng)格化算法和基于點云擬合的圍度參數(shù)修正算法，形成全彩3D可360度旋轉(zhuǎn)的人體模型，同時計算出人體各部位的尺寸，形成基本服裝生產(chǎn)所需數(shù)據(jù)，30秒即可傳送到制作間，客戶通過移動端下單，2小時可實現(xiàn)快速成衣定制。

全面實現(xiàn)從剛到柔的升級

生產(chǎn)方式從生產(chǎn)者驅(qū)動變?yōu)橄M者驅(qū)動后，需精準(zhǔn)滿足客戶需求，而柔性制造系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)個性化定制在成本、效率方面的劣勢，使得個性化定制的成本下降，降低個性化消費的門檻，并且，“柔性快反的供應(yīng)鏈不僅能及時響應(yīng)市場需求，還避免了傳統(tǒng)模式因為生產(chǎn)現(xiàn)貨導(dǎo)致庫存積壓的問題?！?/p>

面對用工短缺、原材料成本上漲等不利因素，企業(yè)紛紛從傳統(tǒng)制造轉(zhuǎn)向柔性制造，以提升利潤增長點。但目前相當(dāng)部分的中國工廠，尤其是涉及高端制造的工廠離“柔性制造”還有相當(dāng)遙遠(yuǎn)的距離。應(yīng)該說，高端裝備制造才是柔性制造的最終目標(biāo)，對此中國企業(yè)任重道遠(yuǎn)。

生產(chǎn)能力的柔性反應(yīng)與供應(yīng)鏈的反應(yīng)能力是柔性制造的兩大核心點，中國制造想要實現(xiàn)從剛到柔的升級，不能局限于關(guān)注生產(chǎn)層面，還需全面開發(fā)上下游產(chǎn)業(yè)的柔性。

北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所有限公司首席專家蔣明煒指出，在實際生產(chǎn)中支撐柔性化制造和個性化定制需要一系列相關(guān)技術(shù)的支撐，“首先，應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)深入挖掘不同客戶的需求，為產(chǎn)品設(shè)計、精準(zhǔn)營銷、客戶服務(wù)提供科學(xué)依據(jù)；其次，在設(shè)計知識庫、工藝知識庫的支持下，正確應(yīng)用建模技術(shù)、專家系統(tǒng)，根據(jù)客戶個性化需求，快速進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計和工藝設(shè)計、模擬仿真，大幅度縮短產(chǎn)品設(shè)計周期，快速響應(yīng)需求；第三，在一系列智能裝備、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)的支持下構(gòu)建柔性制造系統(tǒng)，進(jìn)行個性化定制產(chǎn)品的柔性化生產(chǎn)，創(chuàng)造出批量剛性流水線的效率和成本；第四，個性化定制需要建立敏捷的供應(yīng)鏈系統(tǒng)，最大限度減少庫存；此外，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、專家系統(tǒng)的支持下為客戶提供貼心、周到、個性化的服務(wù)，提高用戶體驗。”

在此過程中，為實現(xiàn)更加靈活的生產(chǎn)線智能化改造，應(yīng)用者的反饋極具代表性，“我們主要通過搭積木的方式去做生產(chǎn)線的整體規(guī)劃，確保其有可重構(gòu)空間，能夠快速低成本重構(gòu)。自主研發(fā)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺通過對工廠數(shù)據(jù)的分類聚合處理，提高設(shè)備的工作效率，讓生產(chǎn)線更加智能?！敝圃鞓I(yè)需要各種生產(chǎn)方式并行，正如明珞裝備董事長姚維兵所指出的，“柔性生產(chǎn)的定制性不意味消滅標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)消費者的個性化需求實現(xiàn)定制化固然是趨勢，但柔性生產(chǎn)要做的不是無限定制化。柔性生產(chǎn)也是相對的，我們要做的，是通過智能制造實現(xiàn)整個生產(chǎn)線的精益、柔性、數(shù)字、智能。要做好產(chǎn)業(yè)協(xié)同，在標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上根據(jù)需要開發(fā)不同的產(chǎn)品，同時在制造上實現(xiàn)盡量柔性制造?！?/p>