解讀“未來工廠”，構(gòu)建智造新范式

信文｜孫體忠

“未來工廠”沒有終極形態(tài)，其內(nèi)在要求在動(dòng)態(tài)變化，內(nèi)涵和外延也在不斷豐富。為此，浙江省經(jīng)信廳組織專家和企業(yè)代表進(jìn)一步迭代研究“未來工廠”定義、內(nèi)涵和架構(gòu)，并按照分級推進(jìn)建設(shè)的思路進(jìn)一步完善了《“未來工廠”建設(shè)導(dǎo)則》

當(dāng)前，智能制造越來越受到國內(nèi)外制造業(yè)的關(guān)注，“燈塔工廠”憑借世界經(jīng)濟(jì)論壇的影響力，迅速滲透中國市場。在此背景下，我國科技自立自強(qiáng)和制造業(yè)安全可控也面臨新的挑戰(zhàn)，要實(shí)現(xiàn)從制造大國向制造強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變，必須建立中國制造的話語體系和自主可控的技術(shù)裝備體系。為此，浙江省結(jié)合制造強(qiáng)國戰(zhàn)略目標(biāo)，率先提出了“未來工廠”建設(shè)，旨在引導(dǎo)企業(yè)貫徹新發(fā)展理念，使用自主可控的技術(shù)裝備和軟件系統(tǒng)，采用系統(tǒng)工程理論方法，打造中國特色的智能制造新標(biāo)桿，構(gòu)建智造新范式，形成有國際影響力的數(shù)字經(jīng)濟(jì)“金名片”。

那么，“未來工廠”與“燈塔工廠”有何不同？該如何建設(shè)？又將給浙江乃至全國帶來怎樣的變化？2021年，基于建設(shè)“未來工廠”的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并對標(biāo)國內(nèi)外智能制造先進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，浙江發(fā)布了《“未來工廠”建設(shè)導(dǎo)則》。然而，“未來工廠”沒有終極形態(tài)，其內(nèi)在要求在動(dòng)態(tài)變化，內(nèi)涵和外延也在不斷豐富。為此，浙江省經(jīng)信廳組織專家和企業(yè)代表進(jìn)一步迭代研究“未來工廠”定義、內(nèi)涵和架構(gòu)，并按照分級推進(jìn)建設(shè)的思路進(jìn)一步完善了《“未來工廠”建設(shè)導(dǎo)則》。

如何定義“未來工廠”

“未來工廠”的定義是隨著新技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)模式演進(jìn)而持續(xù)迭代更新的，經(jīng)過三次迭代后，目前可以理解為：“未來工廠”是企業(yè)圍繞未來發(fā)展戰(zhàn)略，構(gòu)建與產(chǎn)業(yè)大腦互聯(lián)共生的數(shù)字化生態(tài)圈，以模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)企業(yè)生產(chǎn)方式、組織形態(tài)和商業(yè)模式變革，持續(xù)追求價(jià)值鏈與核心競爭力提升的現(xiàn)代化新型組織。

“未來工廠”是持續(xù)追求的目標(biāo)，根據(jù)建設(shè)水平，分為數(shù)智規(guī)范級（數(shù)字化車間）、集成優(yōu)化級（智能工廠）、創(chuàng)新引領(lǐng)級（“未來工廠”）三個(gè)層級，企業(yè)可結(jié)合自身實(shí)際分級推進(jìn)建設(shè)。

如何理解“未來工廠”

“未來工廠”永遠(yuǎn)在路上，企業(yè)要把握新技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)變革趨勢，準(zhǔn)確理解“未來工廠”持續(xù)變革、互聯(lián)共生、自我進(jìn)化、減熵增效、可持續(xù)發(fā)展的深刻內(nèi)涵，抓住模型驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的核心特征，持續(xù)推動(dòng)“未來工廠”建設(shè)，努力提升核心競爭力，以達(dá)成企業(yè)未來愿景。

從未來視角推動(dòng)持續(xù)變革。企業(yè)圍繞未來發(fā)展戰(zhàn)略，在數(shù)字化的基礎(chǔ)上全面集成資源、技術(shù)、信息、組織和人文，從未來視角審視當(dāng)前存在的問題，持續(xù)推進(jìn)生產(chǎn)方式、組織形態(tài)和商業(yè)模式變革，提升綜合經(jīng)濟(jì)效益和核心競爭力，以適應(yīng)未來市場環(huán)境變化，掌握未來發(fā)展主動(dòng)權(quán)。

與產(chǎn)業(yè)大腦形成互聯(lián)共生?！拔磥砉S”與產(chǎn)業(yè)大腦建立互聯(lián)共生關(guān)系，構(gòu)建數(shù)字化生態(tài)圈，通過共享產(chǎn)業(yè)大腦資源和數(shù)字化能力，提高“未來工廠”建設(shè)效率。“未來工廠”形成的模型組件和行業(yè)解決方案反哺增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)大腦能力，對外輸出數(shù)字化產(chǎn)品和服務(wù)，促進(jìn)大中小企業(yè)融通發(fā)展。

以模型驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自我進(jìn)化?！拔磥砉S”基于AI技術(shù)，創(chuàng)建貫穿企業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)全過程的業(yè)務(wù)流程模型、過程控制模型、管理決策模型，來定義、執(zhí)行、控制和管理企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營全過程，形成模塊化、通用化、易理解、可預(yù)測的自主管理和自主優(yōu)化能力，使得企業(yè)能夠迅速反映市場變化、穿越經(jīng)濟(jì)周期、活到未來并且活得最好。

浙江省經(jīng)信廳副廳長厲敏為《導(dǎo)則》參編單位代表授牌。

以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)減熵增效?！拔磥砉S”采集產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)，建立企業(yè)數(shù)據(jù)集、行業(yè)數(shù)據(jù)集，并對跨區(qū)域、跨車間、跨業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成管理和價(jià)值挖掘。數(shù)據(jù)與工藝技術(shù)、業(yè)務(wù)流程、組織管理相互作用后轉(zhuǎn)化為知識和能力，不僅驅(qū)動(dòng)研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)營、管理決策的有序化、精益化和智能化，提高運(yùn)行效率、降低運(yùn)營成本，而且驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)流程再造和組織形態(tài)變革，激活組織活力、重構(gòu)商業(yè)模式，提升企業(yè)的核心競爭力。

以先進(jìn)理念引領(lǐng)可持續(xù)發(fā)展。“未來工廠”應(yīng)以高端化、智能化、綠色化、精益化、人本化的發(fā)展理念為引領(lǐng)，圍繞價(jià)值鏈向高端攀升，融合精益管理持續(xù)推動(dòng)智能化升級和綠色化轉(zhuǎn)型，加強(qiáng)企業(yè)文化和人才隊(duì)伍建設(shè)，建設(shè)黨建引領(lǐng)、以人為本、靈活高效的中國式現(xiàn)代化新型組織，提升員工獲得感和客戶體驗(yàn)感，以適應(yīng)生產(chǎn)力變革并努力實(shí)現(xiàn)高水平的可持續(xù)發(fā)展。

如何打造“未來工廠”

打造“未來工廠”，重在體系建設(shè)，需整體規(guī)劃、系統(tǒng)推進(jìn)。為此，應(yīng)從體系上整體改善，從系統(tǒng)中總結(jié)模型，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行建設(shè)與探索創(chuàng)新。

在體系架構(gòu)上，“未來工廠”貫徹高端化、智能化、綠色化、精益化、人本化的發(fā)展理念，企業(yè)基于產(chǎn)業(yè)大腦數(shù)字化生態(tài)圈的賦能，融合應(yīng)用新一代信息技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)，按照基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺數(shù)據(jù)層、場景應(yīng)用層進(jìn)行搭建，同步推進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、質(zhì)量管理體系、安全防護(hù)體系、文化與組織保障建設(shè)，持續(xù)提升企業(yè)核心競爭力?！拔磥砉S”的基礎(chǔ)設(shè)施層包括廠房（園區(qū)）設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施和裝備設(shè)施。平臺數(shù)據(jù)層基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)采集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、物流、財(cái)務(wù)、供應(yīng)鏈等數(shù)據(jù)，建設(shè)數(shù)據(jù)平臺，并基于AI模型、知識圖譜、工具組件等構(gòu)建企業(yè)大腦，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)制造和運(yùn)營管理的智能管控與智能決策。場景應(yīng)用層按照數(shù)智規(guī)范級、集成優(yōu)化級、創(chuàng)新引領(lǐng)級三個(gè)層級，建設(shè)相應(yīng)層級和水平的應(yīng)用場景，包括數(shù)字化設(shè)計(jì)、智能化生產(chǎn)、綠色化制造、精益化管理、高端化產(chǎn)品、模型化發(fā)展、智慧供應(yīng)鏈、個(gè)性化定制、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、服務(wù)化延伸等十大場景。

此外，“未來工廠”應(yīng)建立完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、質(zhì)量管理體系、安全防護(hù)體系，建立與“未來工廠”相適應(yīng)的企業(yè)文化、組織結(jié)構(gòu)和制度規(guī)范。應(yīng)堅(jiān)持開放合作、生態(tài)賦能，積極融入產(chǎn)業(yè)大腦、行業(yè)（區(qū)域）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺等外部數(shù)字化生態(tài)圈，融合應(yīng)用好新一代信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)等。

“未來工廠”是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，建設(shè)“未來工廠”應(yīng)使用系統(tǒng)工程理論方法進(jìn)行整體規(guī)劃和建設(shè)，宜采用“V”字模型方法對核心業(yè)務(wù)進(jìn)行拆解、分析和重塑，集成應(yīng)用軟件定義的方法將行業(yè)應(yīng)用技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，完成模型的定義和設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)換成可復(fù)用、可封裝、通用化的行業(yè)應(yīng)用模型、設(shè)備模型、功能模型、決策模型等，通過模型化設(shè)計(jì)和模型化發(fā)展形成自我進(jìn)化的核心能力，耦合產(chǎn)業(yè)大腦,可以面向行業(yè)進(jìn)行共享輸出和定制推廣。

對于企業(yè)來說，應(yīng)結(jié)合自身實(shí)際情況，定位選擇建設(shè)數(shù)智規(guī)范級（數(shù)字化車間）、集成優(yōu)化級（智能工廠）或創(chuàng)新引領(lǐng)級（“未來工廠”）。如果定位為數(shù)智規(guī)范（數(shù)字化車間），應(yīng)圍繞數(shù)字化設(shè)計(jì)、智能化生產(chǎn)、綠色化制造、精益化管理、高端化產(chǎn)品五大場景進(jìn)行建設(shè)。如果定位為集成優(yōu)化級（智能工廠），除滿足數(shù)字化車間能力要求外，還需進(jìn)一步提升建設(shè)水平，實(shí)現(xiàn)對多車間的集成優(yōu)化，在個(gè)性化定制、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、服務(wù)化延伸等新模式方面進(jìn)行探索應(yīng)用。如定位為創(chuàng)新引領(lǐng)級（“未來工廠”），需在建設(shè)智能工廠的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在典型場景建設(shè)、模式創(chuàng)新、新型組織建設(shè)等方面開展創(chuàng)新性探索，建設(shè)智慧供應(yīng)鏈，推進(jìn)模型化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對企業(yè)的系統(tǒng)集成和一體化運(yùn)營管理，并在新模式新業(yè)態(tài)創(chuàng)新方面形成示范引領(lǐng)。

“未來工廠”領(lǐng)航智造方向

“未來工廠”代表著先進(jìn)的生產(chǎn)方式、新型的組織形態(tài)和新的業(yè)態(tài)模式，通過與產(chǎn)業(yè)大腦的耦合共生，形成“產(chǎn)業(yè)大腦+未來工廠”的新范式，突破關(guān)鍵共性技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新發(fā)展，或賦能行業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，或提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性和穩(wěn)定性，或鏈通市場催生新模式新業(yè)態(tài)?？紤]企業(yè)的整體利益和長遠(yuǎn)發(fā)展，建設(shè)“未來工廠”需根據(jù)企業(yè)未來發(fā)展戰(zhàn)略，結(jié)合自身?xiàng)l件和行業(yè)特點(diǎn)選擇適合的類型進(jìn)行建設(shè)。

創(chuàng)新突破領(lǐng)航型“未來工廠”以具有先進(jìn)生產(chǎn)制造水平和大規(guī)模生產(chǎn)能力的領(lǐng)航企業(yè)為主，在技術(shù)突破和場景創(chuàng)新方面具備引領(lǐng)性特征。應(yīng)在工藝裝備、工業(yè)軟件等關(guān)鍵共性技術(shù)方面有重大突破，在生產(chǎn)制造、智能服務(wù)等模式創(chuàng)新方面打造標(biāo)志性場景，具備大規(guī)模、柔性化、智能化的生產(chǎn)制造能力，成為行業(yè)智能制造的典范。

集群示范頭雁型“未來工廠”以產(chǎn)業(yè)集群（行業(yè)）頭部企業(yè)為主，具備模型化凝練和行業(yè)示范帶動(dòng)的特征。應(yīng)圍繞生產(chǎn)制造關(guān)鍵環(huán)節(jié)和運(yùn)營管理難點(diǎn)，通過技術(shù)創(chuàng)新解決行業(yè)共性問題，輸出新技術(shù)新裝備新應(yīng)用，形成易復(fù)制可推廣的數(shù)字化產(chǎn)品和服務(wù)，為產(chǎn)業(yè)集群和細(xì)分行業(yè)提供經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ胶统晒β窂健?/p>

協(xié)同共生鏈主型“未來工廠”以產(chǎn)業(yè)鏈鏈主企業(yè)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)企業(yè)為主建設(shè)，具備產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同共生的特征。應(yīng)建有產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈協(xié)同平臺，立足企業(yè)所在產(chǎn)業(yè)鏈條，推進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈要素資源集聚和動(dòng)態(tài)優(yōu)化配置，面向產(chǎn)業(yè)鏈上中下游企業(yè)提供專業(yè)化服務(wù)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)鏈補(bǔ)鏈，并帶動(dòng)大中小企業(yè)融通發(fā)展。

業(yè)態(tài)變革平臺型“未來工廠”以平臺型和服務(wù)型企業(yè)為主建設(shè)，具備平臺化運(yùn)營管理或服務(wù)延伸的新興業(yè)態(tài)特征。應(yīng)構(gòu)建安全可控的制造業(yè)數(shù)字化平臺，深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對企業(yè)集團(tuán)跨地域生產(chǎn)運(yùn)營的平臺化、智能化管理；或打通生產(chǎn)端、服務(wù)端、消費(fèi)端，為客戶提供產(chǎn)品延伸服務(wù)，引領(lǐng)新興業(yè)態(tài)和新商業(yè)模式變革。