未来·工厂

姚冬琴

作为第四次工业革命的重要方向，智能制造正在成为全球制造业变革和科技创新的制高点。

机器轰鸣、工人流水线作业的景象，逐渐成为过去，智慧工厂越来越多地出现在我们身边。比如，宝钢、格力、海尔等公司的“黑灯工厂”，没有工人，也就无需开灯，穿梭的机器人自动取货、搬运、装配，自动运行，完成生产操作……新一代信息技术让制造拥有更多可能。

未来工厂什么样？

“智能制造与传统产业变革”是2018天津夏季达沃斯论坛的12项分议题之一。河北工业大学人工智能与数据科学学院研究员、河北省大数据计算重点实验室副主任刘晶的研究团队认为，当前以互联网、大数据、云计算、人工智能等为代表的新一代信息技术已完成对消费环节的布局，正在加速向制造环节扩散，帮助企业实现智能化生产、网络化协同、个性化定制与服务化转型。“生产过程将由新型传感器、智能控制系统、机器人、自动化成套生产线组成，‘无人工厂数量将不断增加。”

今年全国两会期间，格力电器董事长董明珠就曾透露，格力全国有8个基地基本都实现了无人工厂的生产，用机器替代了人的操作。

自动化制造是智慧工厂的基础。而智慧工厂却不仅仅局限于自动化。通过网络化协同，在全球范围内调用资源，以及个性化定制与服务化转型，也是智慧工厂的重要特点。

例如，在海尔，已经搭建起“先订单，后制造”的产品定制平台，用户根据个人喜好，自由选择产品的机身材质、用料、喷涂颜色、图案等等，有定制需求的部件可以按照个人需求进行选择。然后，这些外观全个性化、部件部分可定制的个人订单，通过工业4.0的智能智造实现柔性量产。

刘晶团队认为，智能制造使行业组织和形态从生产制造转变为面向服务的制造，并使制造公司从产品供应商转变为产品和服务提供商。

智慧工厂将给传统制造业带来哪些改变？麦肯锡全球董事合伙人Anil Sikka认为，机器人、协作机器人 （Cobot）、自动驾驶汽车不仅能创造出全自动生产线，而且还能把工厂融入一个供应商生态系统，既能大幅增加增值服务，又能大幅加快商业模式创新。

“这些未来工厂将拥有海量数据，使用强大而新颖的分析工具挖掘数十亿数据点，释放人工智能和机器学习的潜力。我们预计：生产线效率取得的突破将促使产出翻番;更加严格的绩效管理可以将质量问题减少一半;而先进的预见性维护则能大幅缩短机器停机时间。”Anil Sikka說。

由于与供应商的整合更加密切，生产厂商可以预测到零组件层面的生产需求，从下游供应商开始，逐步延伸至原始设备制造商，最后到客户。“我们认为，这种透明度可以把预测精度提高三分之一，而且与整个供应链的生产数据实时共享技术结合起来之后，库存持有成本可以降低 20%～40%，交付周期也可以缩短最多15个星期。”Anil Sikka认为。

对于投资方来说，还有一个好消息在于，让机器人从事最具挑战的手动任务，可让多达90%的一线工厂工人接受再培训，而他们从事更高回报和更高附加值的工作所产生的净效，约可将劳动生产率提高70%。总的来看，这些改进意味着对未来工厂进行的投资有可能在两年内就能收回。

中国仍将领跑制造业未来趋势

在2018天津夏季达沃斯论坛上，“制造业灯塔工厂”网络被正式提出。此前，世界经济论坛于9月初评选出了9家全球“制造业灯塔工厂”。

灯塔用以指引船只方向，顾名思义，“制造业灯塔工厂”象征了目前制造业标杆性的先进技术代表。

这9家全球“制造业灯塔工厂”分别是，拜耳生物制药（意大利加巴纳特）、博世汽车（中国无锡）、海尔（中国青岛）、强生DePuy Synthes（爱尔兰科克）、菲尼克斯电气（德国巴特皮尔蒙特和布隆伯格）、宝洁Rakona（捷克）、施耐德电气（法国勒沃德勒伊）、西门子工业自动化产品（中国成都）和UPS Fast Radius（美国芝加哥）。

协助世界经济论坛完成此次评选活动的麦肯锡咨询公司合伙人兼制造业全球负责人Enno de Boer表示：“第四次工业技术革命已经到来。工人和管理人员都能从技术中获益。这些灯塔工厂的业绩比普通工厂高出20%至50%，形成竞争优势。它们拥有敏锐的团队，汇集因特网域、分析、物联网及软件开发方面的专家，正在迅速创新生产车间。它们还开发出共用数据平台或物联网平台，正在开展的应用多达15项。这些企业着眼规模化发展，行动敏捷，将为制造业树立新标杆。”

值得提出的是，从全球1000多家先进工厂中评选出的9家“制造业灯塔工厂”，其中有3家工厂位于中国，并全面部署了大量第四次工业革命技术。

“发动机是汽车最重要的零件之一，如人的心脏。而电控柴油高压共轨系统则相当于柴油发动机的‘心脏，其品质决定着发动机的使用效能。”博世动力总成解决方案事业部中国区总裁王伟良这样比喻道，“借助智能制造技术，博世成为国内第一批推出电控高压共轨系统并实现国产化的厂商，并且以其可靠品质获得了中国客户的认同。”

在西门子工业自动化产品（中国成都）工厂，员工利用3D模拟、增强现实和其他技术，完善工厂的设计和运营，促使产量提高3倍，缩短了生产周期。

据悉，该工厂是西门子在德国以外建立的首家数字化工厂，也是西门子继德国、美国之后在全球的第三个工业自动化产品的研发中心，实现了从产品设计到制造过程的高度数字化。过去5年内产品质量合格率达到99.999%。

“随着‘工业 4.0推动制造业经历近几十年来最深刻的变革，中国这个制造业大国也面临一个至关重要的问题：它还能否继续保持破竹之势？我们的研究表明，在塑造制造业未来趋势的4项根本性转变中，中国依旧领跑主要的制造业国家。”Anil Sikka如是说。