智能制造離我們還有多遠(yuǎn)?

智能制造并非遠(yuǎn)在天邊的想象，數(shù)字工廠已然到來。誰帶來了這種改變，又會(huì)走向何方？中國制造業(yè)正陷入轉(zhuǎn)型陣痛之中。

改革開放40年來，中國經(jīng)濟(jì)得到了持續(xù)快速增長(zhǎng)，背后的根本原因是，起初確立了一套十分契合我國國情的制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，因此成為了名副其實(shí)的“世界工廠”。

如今中國制造業(yè)卻面臨著多重挑戰(zhàn)，隨著人口結(jié)構(gòu)變化，一直以來賴以發(fā)展的勞動(dòng)力成本優(yōu)勢(shì)逐漸喪失，導(dǎo)致勞動(dòng)密集型制造業(yè)開始流向東南亞等國家。

同期，世界范圍內(nèi)掀起了新一輪工業(yè)革命，一些先進(jìn)制造業(yè)大國紛紛出臺(tái)面向制造業(yè)的國家戰(zhàn)略，如德國工業(yè)4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等。

在此背景下，無論是從國家戰(zhàn)略出發(fā)，還是企業(yè)自身生存發(fā)展需求而言，制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)刻不容緩。

01 智能制造的誤區(qū)和挑戰(zhàn)

智能制造的終極目標(biāo)，是將工業(yè)系統(tǒng)與信息系統(tǒng)融合，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式，推動(dòng)工業(yè)效率和產(chǎn)能的進(jìn)一步提升。

從中國逾35萬1制造業(yè)企業(yè)進(jìn)行改革的需求來看，中國智能制造是具有很大潛力的藍(lán)海市場(chǎng)。

期間，也吸引了諸如日立這樣的外資企業(yè)一起參與到中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)中來，為中國企業(yè)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備。

當(dāng)然，制造業(yè)的復(fù)雜性，注定了這條路將極其漫長(zhǎng)，智能化轉(zhuǎn)型不是一件輕而易舉的事情。

實(shí)際上，目前制造行業(yè)存在一個(gè)明顯誤區(qū)，以為只要把智能制造解決方案隨便往傳統(tǒng)工廠身上一套，就完成了轉(zhuǎn)型升級(jí)。

同時(shí)，很多智能制造解決方案提供者因?yàn)闆]有產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)客戶業(yè)務(wù)缺乏足夠了解，升級(jí)效果并不理想。

要知道，任何一個(gè)行業(yè)或企業(yè)，智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的痛點(diǎn)及難點(diǎn)都是不一樣的，因此要因行業(yè)或企業(yè)而異。

而在這個(gè)過程中，一個(gè)更大的挑戰(zhàn)是大規(guī)模個(gè)性化定制需求日盛，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，市場(chǎng)逐漸從賣方市場(chǎng)轉(zhuǎn)向由買方主導(dǎo)。

這種小單量個(gè)性化定制的模式越來越盛行，客戶對(duì)于產(chǎn)品定制化的要求更加多樣化。

放眼整個(gè)制造行業(yè)，任何一個(gè)工廠肯定都喜歡一次性接個(gè)大單批量化生產(chǎn)，而高頻次大規(guī)模的個(gè)性化定制模式，在成本、品質(zhì)和效率上往往都很難控制。

這無疑于對(duì)傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)模式帶來了巨大挑戰(zhàn)，所有的制造行業(yè)所面臨的痛苦巨大，要么按需升級(jí)，要么等待被無情淘汰。

02 如何打造一座“未來工廠”？

于是，柔性制造就登上了歷史舞臺(tái)。

采用柔性的生產(chǎn)模式，制造企業(yè)才能更好地抓住復(fù)雜多變的市場(chǎng)，這意味著，傳統(tǒng)工廠要對(duì)自身的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行深度改造。

傳統(tǒng)制造屬于剛性制造流水線，即通過對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和制造流程的高度標(biāo)準(zhǔn)化，流水線系統(tǒng)可在保持質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)單一產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。

剛性制造的問題是，制造企業(yè)實(shí)際上無形中承擔(dān)了大部分前期調(diào)研、巨大的開發(fā)成本和市場(chǎng)預(yù)判的風(fēng)險(xiǎn)。

與剛性制造相對(duì)，柔性制造是為了滿足定制化需求而產(chǎn)生的新型制造模式，可以靈活制造和排產(chǎn)，制造企業(yè)可對(duì)用戶的定制化需求實(shí)現(xiàn)即時(shí)反饋。

伴隨著工業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)的進(jìn)步，智慧工廠的愿景終將照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。智慧工廠的一個(gè)典型特征是柔性制造，工廠靈活性更大，效率更高，成本更低。

比如擁有約120年悠久歷史的綜合機(jī)床制造商大隈株式會(huì)社，此前就打造出了一座這樣的柔性制造工廠“Dream Site2”，生產(chǎn)多樣化的中小型車床、磨床。

該工廠大量應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜度極高的機(jī)床、磨床實(shí)現(xiàn)柔性制造，成為智能工廠建設(shè)的一個(gè)典型范例。

對(duì)于數(shù)控機(jī)床而言，要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的個(gè)性化定制尤為不易，要知道機(jī)床制造動(dòng)輒需要加工、組裝和制造成千上萬個(gè)零部件。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，日本大隈和日立進(jìn)行了協(xié)同創(chuàng)新，也就是將日立的軟硬件技術(shù)優(yōu)勢(shì)與自身的制造經(jīng)驗(yàn)巧妙結(jié)合。

解決方案是，“Dream Site2”通過運(yùn)用機(jī)器人和FMS（靈活制造系統(tǒng)，flexible manufacturing system）來有效提高生產(chǎn)效率。

同時(shí)，在車間控制周期高速化和促進(jìn)整體優(yōu)化的生產(chǎn)可視化方面，采用了日立制作所?大甕事業(yè)所建立的RFID（無線IC標(biāo)簽）等技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。

該技術(shù)可實(shí)時(shí)采集并運(yùn)用作業(yè)人員（Man）、設(shè)備（Machine）、材料/零部件（Material）的3M.信息，成功將代表性產(chǎn)品的開發(fā)周期縮短一半。

而真正大幅提高生產(chǎn)效率的根本原因是，日立將OT（Operational Technology）與IT（Information Technology）方面的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了有效融合。

此外，“Dream Site2”還采用了日立物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)“Lumada”的生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化解決方案。

這樣做的結(jié)果是，柔性制造的“Dream Site2”在進(jìn)一步縮短開發(fā)周期的同時(shí)，可以更加靈活地應(yīng)對(duì)緊急計(jì)劃調(diào)整。

與此同時(shí)，智慧工廠的另一個(gè)典型特征是設(shè)備狀態(tài)的可預(yù)測(cè)性，要知道在傳統(tǒng)工廠中，設(shè)備故障發(fā)生的頻率比人們想象的要難以預(yù)測(cè)，通常單個(gè)設(shè)備故障都有可能造成整個(gè)產(chǎn)線停機(jī)，帶來的經(jīng)濟(jì)損失更無法估量。

而智慧工廠則將以往的這種被動(dòng)維護(hù)方式，即只有設(shè)備出問題才去維護(hù)，變成了事先提前的可預(yù)防性維護(hù)。

主要是通過構(gòu)建一套可有效判斷設(shè)備運(yùn)行狀況的數(shù)據(jù)模型，對(duì)不同種類故障進(jìn)行預(yù)判，防患于未然，有效減少設(shè)備故障帶來的損失，從而實(shí)現(xiàn)工廠的24小時(shí)不停機(jī)。

這背后的關(guān)鍵是對(duì)工廠的數(shù)據(jù)采集，以及工廠設(shè)備的互聯(lián)互通有較高的要求，需要通過多種傳感器來手機(jī)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析、建模。

但這也是傳統(tǒng)企業(yè)尤為欠缺的技能，日立此前還幫助位于江蘇無錫的村電電子有限公司打造了這樣一座智能工廠。

無錫村電電子是全球主要的MLCC（貼片陶瓷電容）生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)量約占全球市場(chǎng)份額的15%。

在電動(dòng)汽車、手機(jī)等產(chǎn)業(yè)迎來大爆發(fā)時(shí)，這也要求無錫村電電子自身做到產(chǎn)能上的升級(jí)換代，以應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的大規(guī)模需求。

不過相比于對(duì)于機(jī)器設(shè)備狀態(tài)的提前預(yù)測(cè)，這座智能工廠的能耐可不止這一點(diǎn)。

比如，從成本和備品管理優(yōu)化的角度來看，無錫村電電子的智能工廠還做到了能夠真實(shí)了解生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

未來還將打通各個(gè)工廠實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展，通過一根網(wǎng)線、一個(gè)平臺(tái)就實(shí)現(xiàn)了對(duì)多個(gè)工廠的統(tǒng)籌管理，成為一座真正意義上的“未來工廠”。

實(shí)際上，這樣的案例在中國并不在少數(shù)，以日立和中國華潤(rùn)三九醫(yī)藥有限公司（以下簡(jiǎn)稱華潤(rùn)三九）的合作為例，深刻詮釋了制造業(yè)智能升級(jí)中協(xié)同創(chuàng)新的重要性。

早在2015年，華潤(rùn)三九觀瀾生產(chǎn)基地乳膏劑車間便開始與日立合作，通過導(dǎo)入MES，來增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力和行業(yè)優(yōu)勢(shì)。

在協(xié)同創(chuàng)新的過程中，從數(shù)據(jù)收集和業(yè)務(wù)考察開始，日立團(tuán)隊(duì)就深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)了解各項(xiàng)流程，過程中雙方克服了重重困難，前后經(jīng)過了長(zhǎng)達(dá)兩年的時(shí)間。

2017年10月，完成了系統(tǒng)導(dǎo)入驗(yàn)收，華潤(rùn)三九觀瀾基地乳膏劑車間MES系統(tǒng)通過GMP認(rèn)證，成為全程使用電子批生產(chǎn)記錄的醫(yī)藥生產(chǎn)車間。

當(dāng)時(shí)這樣的全車間電子批記錄醫(yī)藥生產(chǎn)車間在國內(nèi)也是屈指可數(shù)，通過協(xié)同創(chuàng)新，華潤(rùn)三九實(shí)現(xiàn)了醫(yī)藥生產(chǎn)的智能制造，開創(chuàng)性地引領(lǐng)行業(yè)潮流。

2018年10月，華潤(rùn)三九觀瀾基地乳膏劑車間還和日立開展了ERP （企業(yè)資源計(jì)劃）、WMS（倉庫管理系統(tǒng)）、QMS（質(zhì)量管理系統(tǒng)）以及DMS（文檔管理系統(tǒng)）等其他信息化系統(tǒng)全面集成。

后續(xù)，日立還參與實(shí)施了與數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）及設(shè)備控制系統(tǒng)集成，提高了設(shè)備數(shù)據(jù)記錄的及時(shí)性。

在2020年5月，華潤(rùn)三九觀瀾基地因此獲評(píng)為“2020中國標(biāo)桿智能工廠”，是行業(yè)對(duì)華潤(rùn)三九智能制造水平的權(quán)威認(rèn)可。

協(xié)同創(chuàng)新，智能制造。這一系列過程期間，可以看到日立并不只是一個(gè)解決方案提供商，更是一個(gè)貫穿始終的協(xié)創(chuàng)者，通過雙方不懈努力，助力華潤(rùn)三九觀瀾工廠實(shí)現(xiàn)了華麗蛻變。

當(dāng)然這只是第一步，隨著時(shí)間推移，相信日立與華潤(rùn)三九的協(xié)同創(chuàng)新之路還會(huì)越走越遠(yuǎn)。

近期開展的2020上海進(jìn)博會(huì)，是全球外資企業(yè)展現(xiàn)自身開放創(chuàng)新理念的一個(gè)重要平臺(tái)。

連續(xù)三屆參會(huì)的日立再次帶來其在智能制造、醫(yī)療健康、智慧城市等領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)和設(shè)備，給參會(huì)者帶來了很多驚喜和啟發(fā)。

03 日立社會(huì)創(chuàng)新 讓世界充滿活力

智能制造并非遠(yuǎn)在天邊的想象，數(shù)字工廠已然到來。誰帶來了這種改變，又會(huì)走向何方？

可以預(yù)想的是，日立通過協(xié)同創(chuàng)新的模式打造智能工廠的成功案例，今后還將給予更多企業(yè)以更多參考和啟迪。

可以讓這些領(lǐng)先者的經(jīng)驗(yàn)成為其他企業(yè)的指路明燈，為突圍升級(jí)提供更加專業(yè)的指南，從而促進(jìn)中國制造行業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)地優(yōu)化。

在此過程中，社會(huì)創(chuàng)新至關(guān)重要，人們都希望在更加舒適·安心·健康的社會(huì)中生活。抱著這樣的憧憬，日立努力解決社會(huì)所面臨的各種難題，去實(shí)現(xiàn)人們所向往的“美好”。這就是日立與諸多合作伙伴協(xié)力共創(chuàng)的“社會(huì)創(chuàng)新”。

而如何讓世界充滿活力，日立將匯聚全球的智慧與創(chuàng)意，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型社會(huì)，提升客戶的企業(yè)價(jià)值和改善人們的QoL（Quality of Life：生活質(zhì)量）。這既能解決當(dāng)下的課題，也將成為讓未來煥發(fā)活力的動(dòng)力。
責(zé)任編輯：YYX