智能制造離我們還有多遠?

智能制造并非遠在天邊的想象，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)濟得到了持續(xù)快速增長，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)展的勞動力成本優(yōu)勢逐漸喪失，導致勞動密集型制造業(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，一些先進制造業(yè)大國紛紛出臺面向制造業(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，是將工業(yè)系統(tǒng)與信息系統(tǒng)融合，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的方式，推動工業(yè)效率和產(chǎn)能的進一步提升。

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

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)型升級中來，為中國企業(yè)提供了寶貴的經(jīng)驗和先進的技術(shù)、設(shè)備。

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

實際上，目前制造行業(yè)存在一個明顯誤區(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。

同時，很多智能制造解決方案提供者因為沒有產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗，對客戶業(yè)務(wù)缺乏足夠了解，升級效果并不理想。

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

而在這個過程中，一個更大的挑戰(zhàn)是大規(guī)模個性化定制需求日盛，隨著經(jīng)濟發(fā)展，市場逐漸從賣方市場轉(zhuǎn)向由買方主導。

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

放眼整個制造行業(yè)，任何一個工廠肯定都喜歡一次性接個大單批量化生產(chǎn)，而高頻次大規(guī)模的個性化定制模式，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，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。

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，這意味著，傳統(tǒng)工廠要對自身的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行深度改造。

傳統(tǒng)制造屬于剛性制造流水線，即通過對生產(chǎn)設(shè)備和制造流程的高度標準化，流水線系統(tǒng)可在保持質(zhì)量的同時，實現(xiàn)對單一產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。

剛性制造的問題是，制造企業(yè)實際上無形中承擔了大部分前期調(diào)研、巨大的開發(fā)成本和市場預(yù)判的風險。

與剛性制造相對，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)可對用戶的定制化需求實現(xiàn)即時反饋。

伴隨著工業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)的進步，智慧工廠的愿景終將照進現(xiàn)實。智慧工廠的一個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床制造商大隈株式會社，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)，實現(xiàn)了對復(fù)雜度極高的機床、磨床實現(xiàn)柔性制造，成為智能工廠建設(shè)的一個典型范例。

對于數(shù)控機床而言，要實現(xiàn)大規(guī)模的個性化定制尤為不易，要知道機床制造動輒需要加工、組裝和制造成千上萬個零部件。

為了實現(xiàn)這一目標，日本大隈和日立進行了協(xié)同創(chuàng)新，也就是將日立的軟硬件技術(shù)優(yōu)勢與自身的制造經(jīng)驗巧妙結(jié)合。

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

同時，在車間控制周期高速化和促進整體優(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標簽）等技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。

該技術(shù)可實時采集并運用作業(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)驗進行了有效融合。

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

這樣做的結(jié)果是，柔性制造的“Dream Site2”在進一步縮短開發(fā)周期的同時，可以更加靈活地應(yīng)對緊急計劃調(diào)整。

與此同時，智慧工廠的另一個典型特征是設(shè)備狀態(tài)的可預(yù)測性，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，通常單個設(shè)備故障都有可能造成整個產(chǎn)線停機，帶來的經(jīng)濟損失更無法估量。

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

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

這背后的關(guān)鍵是對工廠的數(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各種數(shù)據(jù)進行大數(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)量約占全球市場份額的15%。

在電動汽車、手機等產(chǎn)業(yè)迎來大爆發(fā)時，這也要求無錫村電電子自身做到產(chǎn)能上的升級換代，以應(yīng)對市場的大規(guī)模需求。

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

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了解生產(chǎn)設(shè)備的運行狀態(tài)。

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

實際上，這樣的案例在中國并不在少數(shù)，以日立和中國華潤三九醫(yī)藥有限公司（以下簡稱華潤三九）的合作為例，深刻詮釋了制造業(yè)智能升級中協(xié)同創(chuàng)新的重要性。

早在2015年，華潤三九觀瀾生產(chǎn)基地乳膏劑車間便開始與日立合作，通過導入MES，來增強企業(yè)核心競爭力和行業(yè)優(yōu)勢。

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，日立團隊就深入生產(chǎn)現(xiàn)場了解各項流程，過程中雙方克服了重重困難，前后經(jīng)過了長達兩年的時間。

2017年10月，完成了系統(tǒng)導入驗收，華潤三九觀瀾基地乳膏劑車間MES系統(tǒng)通過GMP認證，成為全程使用電子批生產(chǎn)記錄的醫(yī)藥生產(chǎn)車間。

當時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，華潤三九實現(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)記錄的及時性。

在2020年5月，華潤三九觀瀾基地因此獲評為“2020中國標桿智能工廠”，是行業(yè)對華潤三九智能制造水平的權(quán)威認可。

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解決方案提供商，更是一個貫穿始終的協(xié)創(chuàng)者，通過雙方不懈努力，助力華潤三九觀瀾工廠實現(xiàn)了華麗蛻變。

當然這只是第一步，隨著時間推移，相信日立與華潤三九的協(xié)同創(chuàng)新之路還會越走越遠。

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

連續(xù)三屆參會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，給參會者帶來了很多驚喜和啟發(fā)。

03 日立社會創(chuàng)新 讓世界充滿活力

智能制造并非遠在天邊的想象，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)驗成為其他企業(yè)的指路明燈，為突圍升級提供更加專業(yè)的指南，從而促進中國制造行業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)地優(yōu)化。

在此過程中，社會創(chuàng)新至關(guān)重要，人們都希望在更加舒適·安心·健康的社會中生活。抱著這樣的憧憬，日立努力解決社會所面臨的各種難題，去實現(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，實現(xiàn)環(huán)境友好型社會，提升客戶的企業(yè)價值和改善人們的QoL（Quality of Life：生活質(zhì)量）。這既能解決當下的課題，也將成為讓未來煥發(fā)活力的動力。
責任編輯：YYX