从点到线推进细分行业智能制造

2019-02-07谢兵兵

互联网经济 2019年10期

谢兵兵

众所周知，智能制造涉及诸多技术，最终走向企业、行业用户时，最急需的是解决方案，也就是解决问题的方案。其他过多涉及技术层面的内容，其实企业并不需要，企业始终最为需要的是解决问题的解决方案。但这又出现另一个矛盾——智能制造没有适用各行各业的“万能”解决方案。

目前智能制造行业内的共识是只有细分行业的解决方案。所以，所谓可以满足全世界、全中国机械行业需求的解决方案并不存在，只有满足特定细分行业的解决方案。

具体如何细分？这又可以按照国民经济分类分成三级、四级行业的解决方案。因此，细分行业解决方案的形成就需要企业、系统集成商和设备商、软件商开发共同参与、共同制定、共同合作创新。

我们认为，没有企业和终端行业用户的参与，是无法完成以上解决方案的制定的。在众多细分行业中，智能制造又如何推进，细分行业的智能制造解决方案中的商业链怎样形成？

今天，以北京机械工业自动化研究所（以下简称“北自所”）所做的工业案例为例进行简单剖析和介绍。但是，最终还需要明确的是，每个企业、行业均要形成自己的解决方案。

化纤长丝制造全流程智能化团队的智能制造之路

北自所成立于1954年，现有900余人，成立以来一直是从事自动化、信息化、集成化和智能化的专业机构。目前共有10个团队，设立10个团队的原因仍是根源于服务细分市场的使命和初心。

首先介紹材料、纺织材料、化纤涤纶团队。化纤长丝制造全流程智能化团队经过10年努力，从点到线服务了十余家骨干企业，完成了26个智能制造项目。每个项目中包含诸多小项目，不论是大至一亿元的大项目抑或是小至2000万元的小项目、小合同，均形成了行业解决方案，在通过诸多智能化升级壮大自身团队同时，也得到了各方肯定。最近，该团队的工作成果被评为2019年纺织联合会科学技术进步一等奖，该团队也荣获2019年智能制造系统解决方案供应商殊荣。

众所周知，化纤是材料，在目前所说的大纺织行业中，也就是国家纺织协会列出的“纺纱、织造、针织、染整、化纤、服装”五大类，该团队主攻的正是化纤这一部分。化纤材料最主要的成分是涤纶，涤纶又分长丝和短丝，目前该团队主攻的是长丝的智能制造。虽然企业规模看似宏大、复杂，但其实企业的工艺流程是较为简单的。购买材料、切片后进行拉丝等，这均已有完整成熟的工艺段，设备技术均比较成熟。

随后的落丝、后纺、仓储流程中，后纺这一部分又分为转运、存储、检验、分类、包装、码垛和仓储，最后，将整体打包合一的过程叫做“卷装”作业。北自所近十年研究和进行的主要工作，也可以用院士们对此工作的总结来概括，即对“卷装”作业的研究。实际上，此工序段一旦加入智能制造转型进程，整个车间就互联互通了。

图1 化纤长丝卷装作业智能化解决方案的形成路径。来源：北京机械工业自动化研究所

以上是从企业角度理解工艺流程和作业状态。也可以看出，北自所是从人工操作、人工作业、人工管理起步，那么，又该如何进行智能制造？所以，北自所需要从当下现状出发，逐步推进智能制造。当时，材料行业又遇到一个突出问题——人力成本过高。某个产量为40万吨的工厂需要3000名工人，但几年前在浙江省附近很难招到人，这并非意味着没有工人或劳动力，而是劳动力并不愿意从事这项工作。对于当下年轻一代来说，此项工作是脏活累活，大多数人不愿意从事。比如，每小时要搬几十次单次质量为15公斤的丝饼，这是很多年轻人不会从事的工作。

另外还会导致管控不利，化纤产品的特殊性决定了不同批号的产品不可以混合发货，如果发生混批现象，会给后续织布企业造成巨大的经济损失。传统的生产管理模式都是人工管控，由于丝饼外观基本一致很难分辨，因此经常发生混批现象，每年化纤生产企业均面临大量的客户索赔。

基于以上种种问题，我们认为，智能制造需要一步一步完成。北自所的化纤长丝制造全流程智能化团队为此进行了十年左右的研究，这也是将智能制造当成30年、20年、10年后的愿景的原因。但是智能化过程的转型则是从当下就可以立即起步的，只不过某个团队需要5年才能建成比较理想的智能制造工厂。

这十年间，北自所化纤长丝制造全流程智能化团队也不断发展，从14个人的规模发展到现在50多人的规模，其中诸多安装工作已经通过外包完成。从2家企业用户发展到现在拥有13家企业用户，从最开始的一个订单额只有几百万元，到现在单笔订单额过亿元的规模而在产品方面，也通过十年研究形成了相对标准化的产品。

智能制造化解决方案的形成路径

其实，这一路径是经过十年研究和探索后所做的梳理，一开始并没有类似成果，只有一步一步走过之后，再次回顾历史时才能梳理出来的。主要是围绕“用工荒、招工难”、“作业效率低”、“智能化水平差、管理水平落后”三大问题展开研究和探索，提出化纤长丝卷装全流程高效作业的智能制造新模式，研制了适用于化纤长丝卷装柔性体作业核心装备，开发了具有多源异构特征的卷装作业全流程实时智能管控系统。

从北自所探索以上三大问题解决方案的经历和经验来看，我们认为智能制造新模式不是不可触及的。比如从人工管控到自动化就是一次模式创新，很少有可以直接照搬的现成成果。如果需要实现全新模式创新，就必需配备自动化、智能化的装备，所以，装备是根本。如果提及智能制造时脱离装备，那就是无源之水。装备之后，需要建立智能管控系统，也就是覆盖作业模式、自动化装备到智能管控系统，最终逐步形成解决方案。此前的纺织联合会上也有专家对其中的三大创新点十分肯定，而这三大创新正是作业新模式、自动化装备，智能管控系统。

智能制造的实现，最关键的一步是作业模式的升级。但是，作业模式又必须由行业用户和设备供应商、集成商一起完成。在和很多行业用户探讨这一过程时，我们发现是很多时候是用户告诉我们如何进行，是双方团队共同携手完成的，绝不可能寄希望于某一个人单打独斗完成。核心装备、管控系统、大数据分析、智能决策支撑、人工智能应用等是后续的一系列过程，但作业模式是重要基础，在此基础上继续进行的工作也是北自所未来的重点方向。

在此过程中，团队也在不断成长。一开始时面临诸多困难，甚至两三年才签订一两个合同，但随后越做越大。今年，以化纤长丝制造全流程智能化团队为核心成立了专业化的公司，力争三年以后上市。目前，一个业务的营业额已經超过8亿元了，因此再过几年，整体营业额达到十几亿元是不成问题的。

从点到线，做透一点

如何从点到线，我们认为离不开两点。首先需要做透一“点”。为此，我们与一两家企业深度合作，合作后把标准化产品成形、量产，然后再去推广应用，“点”的选择因此十分关键。比如，现在和江中制药的合作是我们一个全新的“点”，也许今后做大做强以后还需要感谢他们，感谢他们给了我们这个“点”的机会。

完成一次样板工程试点示范的“点”的合作，是我们团队一直努力的目标，因为试点示范的成功绝不是开会就能达成的。

其次，是瞄准细分行业。前期工作十分艰难，但后续工作会越来越顺利，完成第一次试点后就会形成影响力，特别是同行之间也会相互回避。在做成“点”之后，就可连成“线”，再做一两条“线”就成“面”了。

回到做透“点”的话题，当时并不是我们选择了2家企业，而是企业选择了我们。

江苏盛虹和浙江天圣两家企业选择了我们。盛虹从2008年、2009年就开始做后纺。浙江天圣是从落丝起家的。对于浙江天圣，我们开发定制了全自动落丝系统的开发和定型。为此也组织了专家对这一成果进行鉴定，专家均评价很高。

那么，以上解决方案为什么前后经历十年时间才得以完成？这是因为每一次创新研究都是一步一步的探索得来的，从1.0、2.0、3.0到当前的4.0。当时，2008年时是零起点状态，完全是人工作业、人工管理等。于是，我们最初切入时就瞄准这一痛点，相反如果起步之时不存在问题，那也不必要起步研究。只有朝着解决问题的目标努力，并且看到效益，才能激励团队继续做下去。于是，从解决用工问题和质量难追溯问题入手，我们为此制定了1.0、2.0、3.0三个解决方案，循序渐进地从局部到整体工序，从子系统到大系统，从设备到管理、到调度，最终形成解决方案的整体。

总结来看，做透一“点”，首先需要不断推进标准化、模块化和平台化，由此提高生产效率、软件标准化、装备标准化程度、方案模块化和平台化水平。其次，不断采用新技术，特别是当今新技术供给十分充分，更加需要不断地在新场景中应用新技术，比如RFID技术等等。第三，不断研发全新自动化装备。自动化装备、智能化装备是关键和核心，也是最难的部分和投资最多的部分。不断升级系统解决方案，逐步增加自动化、智能化环节，由此延伸业务边界，才能不断满足更广阔的需求。“逐步”，这两个字需要特别强调，因为很多过程并非一蹴而就的。

对于效果而言同样重要，如果缺乏效果就意味着“点”没有做透，也不会有后续的“线”。以企业实际生产数据为例，如果产线用工量减少60%，那么每年节约人工成本约1800万元;如果产品优等率提高2%，就意味着每年增加利润750万元;多重信息绑定后就可对制造过程全程追溯，便于质量问题原因查找定位，而生产过程的全程监控和可视化可使得生产调度更加灵活、精准和及时。

打通“线”在最开始时是十分艰难的，只有一步一步经过前面两三年的缓慢推进之后，才有行业用户逐渐信任这一成果。参与其中的企业大多是龙头领先企业，而且大部分是民营企业，创新精神比较强。所以竞争对手一旦投入，其也会紧随其后跟上。

今后，还需要发挥“点”的样板示范作用，在行业内不断推广，这已经不仅仅是技术问题，更需要利用组织、协会、政府平台共同推进。接下来，仍将会持续发挥样板“点”企业的示范作用，在行业内大力宣传推介智能制造;发挥成功解决方案的引导作用，推进行业内企业实施智能制造;以项目质量和水平作保障，确保智能制造项目解决问题创造价值。