從點到線推進細分行業智能制造

謝兵兵

眾所周知，智能制造涉及諸多技術，最終走向企業、行業用戶時，最急需的是解決方案，也就是解決問題的方案。其他過多涉及技術層面的內容，其實企業并不需要，企業始終最為需要的是解決問題的解決方案。但這又出現另一個矛盾——智能制造沒有適用各行各業的“萬能”解決方案。

目前智能制造行業內的共識是只有細分行業的解決方案。所以，所謂可以滿足全世界、全中國機械行業需求的解決方案并不存在，只有滿足特定細分行業的解決方案。

具體如何細分？這又可以按照國民經濟分類分成三級、四級行業的解決方案。因此，細分行業解決方案的形成就需要企業、系統集成商和設備商、軟件商開發共同參與、共同制定、共同合作創新。

我們認為，沒有企業和終端行業用戶的參與，是無法完成以上解決方案的制定的。在眾多細分行業中，智能制造又如何推進，細分行業的智能制造解決方案中的商業鏈怎樣形成？

今天，以北京機械工業自動化研究所（以下簡稱“北自所”）所做的工業案例為例進行簡單剖析和介紹。但是，最終還需要明確的是，每個企業、行業均要形成自己的解決方案。

化纖長絲制造全流程智能化團隊的智能制造之路

北自所成立于1954年，現有900余人，成立以來一直是從事自動化、信息化、集成化和智能化的專業機構。目前共有10個團隊，設立10個團隊的原因仍是根源于服務細分市場的使命和初心。

首先介紹材料、紡織材料、化纖滌綸團隊。化纖長絲制造全流程智能化團隊經過10年努力，從點到線服務了十余家骨干企業，完成了26個智能制造項目。每個項目中包含諸多小項目，不論是大至一億元的大項目抑或是小至2000萬元的小項目、小合同，均形成了行業解決方案，在通過諸多智能化升級壯大自身團隊同時，也得到了各方肯定。最近，該團隊的工作成果被評為2019年紡織聯合會科學技術進步一等獎，該團隊也榮獲2019年智能制造系統解決方案供應商殊榮。

眾所周知，化纖是材料，在目前所說的大紡織行業中，也就是國家紡織協會列出的“紡紗、織造、針織、染整、化纖、服裝”五大類，該團隊主攻的正是化纖這一部分。化纖材料最主要的成分是滌綸，滌綸又分長絲和短絲，目前該團隊主攻的是長絲的智能制造。雖然企業規模看似宏大、復雜，但其實企業的工藝流程是較為簡單的。購買材料、切片后進行拉絲等，這均已有完整成熟的工藝段，設備技術均比較成熟。

隨后的落絲、后紡、倉儲流程中，后紡這一部分又分為轉運、存儲、檢驗、分類、包裝、碼垛和倉儲，最后，將整體打包合一的過程叫做“卷裝”作業。北自所近十年研究和進行的主要工作，也可以用院士們對此工作的總結來概括，即對“卷裝”作業的研究。實際上，此工序段一旦加入智能制造轉型進程，整個車間就互聯互通了。

圖1 化纖長絲卷裝作業智能化解決方案的形成路徑。來源：北京機械工業自動化研究所

以上是從企業角度理解工藝流程和作業狀態。也可以看出，北自所是從人工操作、人工作業、人工管理起步，那么，又該如何進行智能制造？所以，北自所需要從當下現狀出發，逐步推進智能制造。當時，材料行業又遇到一個突出問題——人力成本過高。某個產量為40萬噸的工廠需要3000名工人，但幾年前在浙江省附近很難招到人，這并非意味著沒有工人或勞動力，而是勞動力并不愿意從事這項工作。對于當下年輕一代來說，此項工作是臟活累活，大多數人不愿意從事。比如，每小時要搬幾十次單次質量為15公斤的絲餅，這是很多年輕人不會從事的工作。

另外還會導致管控不利，化纖產品的特殊性決定了不同批號的產品不可以混合發貨，如果發生混批現象，會給后續織布企業造成巨大的經濟損失。傳統的生產管理模式都是人工管控，由于絲餅外觀基本一致很難分辨，因此經常發生混批現象，每年化纖生產企業均面臨大量的客戶索賠。

基于以上種種問題，我們認為，智能制造需要一步一步完成。北自所的化纖長絲制造全流程智能化團隊為此進行了十年左右的研究，這也是將智能制造當成30年、20年、10年后的愿景的原因。但是智能化過程的轉型則是從當下就可以立即起步的，只不過某個團隊需要5年才能建成比較理想的智能制造工廠。

這十年間，北自所化纖長絲制造全流程智能化團隊也不斷發展，從14個人的規模發展到現在50多人的規模，其中諸多安裝工作已經通過外包完成。從2家企業用戶發展到現在擁有13家企業用戶，從最開始的一個訂單額只有幾百萬元，到現在單筆訂單額過億元的規模而在產品方面，也通過十年研究形成了相對標準化的產品。

智能制造化解決方案的形成路徑

其實，這一路徑是經過十年研究和探索后所做的梳理，一開始并沒有類似成果，只有一步一步走過之后，再次回顧歷史時才能梳理出來的。主要是圍繞“用工荒、招工難”、“作業效率低”、“智能化水平差、管理水平落后”三大問題展開研究和探索，提出化纖長絲卷裝全流程高效作業的智能制造新模式，研制了適用于化纖長絲卷裝柔性體作業核心裝備，開發了具有多源異構特征的卷裝作業全流程實時智能管控系統。

從北自所探索以上三大問題解決方案的經歷和經驗來看，我們認為智能制造新模式不是不可觸及的。比如從人工管控到自動化就是一次模式創新，很少有可以直接照搬的現成成果。如果需要實現全新模式創新，就必需配備自動化、智能化的裝備，所以，裝備是根本。如果提及智能制造時脫離裝備，那就是無源之水。裝備之后，需要建立智能管控系統，也就是覆蓋作業模式、自動化裝備到智能管控系統，最終逐步形成解決方案。此前的紡織聯合會上也有專家對其中的三大創新點十分肯定，而這三大創新正是作業新模式、自動化裝備，智能管控系統。

智能制造的實現，最關鍵的一步是作業模式的升級。但是，作業模式又必須由行業用戶和設備供應商、集成商一起完成。在和很多行業用戶探討這一過程時，我們發現是很多時候是用戶告訴我們如何進行，是雙方團隊共同攜手完成的，絕不可能寄希望于某一個人單打獨斗完成。核心裝備、管控系統、大數據分析、智能決策支撐、人工智能應用等是后續的一系列過程，但作業模式是重要基礎，在此基礎上繼續進行的工作也是北自所未來的重點方向。

在此過程中，團隊也在不斷成長。一開始時面臨諸多困難，甚至兩三年才簽訂一兩個合同，但隨后越做越大。今年，以化纖長絲制造全流程智能化團隊為核心成立了專業化的公司，力爭三年以后上市。目前，一個業務的營業額已經超過8億元了，因此再過幾年，整體營業額達到十幾億元是不成問題的。

從點到線，做透一點

如何從點到線，我們認為離不開兩點。首先需要做透一“點”。為此，我們與一兩家企業深度合作，合作后把標準化產品成形、量產，然后再去推廣應用，“點”的選擇因此十分關鍵。比如，現在和江中制藥的合作是我們一個全新的“點”，也許今后做大做強以后還需要感謝他們，感謝他們給了我們這個“點”的機會。

完成一次樣板工程試點示范的“點”的合作，是我們團隊一直努力的目標，因為試點示范的成功絕不是開會就能達成的。

其次，是瞄準細分行業。前期工作十分艱難，但后續工作會越來越順利，完成第一次試點后就會形成影響力，特別是同行之間也會相互回避。在做成“點”之后，就可連成“線”，再做一兩條“線”就成“面”了。

回到做透“點”的話題，當時并不是我們選擇了2家企業，而是企業選擇了我們。

江蘇盛虹和浙江天圣兩家企業選擇了我們。盛虹從2008年、2009年就開始做后紡。浙江天圣是從落絲起家的。對于浙江天圣，我們開發定制了全自動落絲系統的開發和定型。為此也組織了專家對這一成果進行鑒定，專家均評價很高。

那么，以上解決方案為什么前后經歷十年時間才得以完成？這是因為每一次創新研究都是一步一步的探索得來的，從1.0、2.0、3.0到當前的4.0。當時，2008年時是零起點狀態，完全是人工作業、人工管理等。于是，我們最初切入時就瞄準這一痛點，相反如果起步之時不存在問題，那也不必要起步研究。只有朝著解決問題的目標努力，并且看到效益，才能激勵團隊繼續做下去。于是，從解決用工問題和質量難追溯問題入手，我們為此制定了1.0、2.0、3.0三個解決方案，循序漸進地從局部到整體工序，從子系統到大系統，從設備到管理、到調度，最終形成解決方案的整體。

總結來看，做透一“點”，首先需要不斷推進標準化、模塊化和平臺化，由此提高生產效率、軟件標準化、裝備標準化程度、方案模塊化和平臺化水平。其次，不斷采用新技術，特別是當今新技術供給十分充分，更加需要不斷地在新場景中應用新技術，比如RFID技術等等。第三，不斷研發全新自動化裝備。自動化裝備、智能化裝備是關鍵和核心，也是最難的部分和投資最多的部分。不斷升級系統解決方案，逐步增加自動化、智能化環節，由此延伸業務邊界，才能不斷滿足更廣闊的需求。“逐步”，這兩個字需要特別強調，因為很多過程并非一蹴而就的。

對于效果而言同樣重要，如果缺乏效果就意味著“點”沒有做透，也不會有后續的“線”。以企業實際生產數據為例，如果產線用工量減少60%，那么每年節約人工成本約1800萬元;如果產品優等率提高2%，就意味著每年增加利潤750萬元;多重信息綁定后就可對制造過程全程追溯，便于質量問題原因查找定位，而生產過程的全程監控和可視化可使得生產調度更加靈活、精準和及時。

打通“線”在最開始時是十分艱難的，只有一步一步經過前面兩三年的緩慢推進之后，才有行業用戶逐漸信任這一成果。參與其中的企業大多是龍頭領先企業，而且大部分是民營企業，創新精神比較強。所以競爭對手一旦投入，其也會緊隨其后跟上。

今后，還需要發揮“點”的樣板示范作用，在行業內不斷推廣，這已經不僅僅是技術問題，更需要利用組織、協會、政府平臺共同推進。接下來，仍將會持續發揮樣板“點”企業的示范作用，在行業內大力宣傳推介智能制造;發揮成功解決方案的引導作用，推進行業內企業實施智能制造;以項目質量和水平作保障，確保智能制造項目解決問題創造價值。

我們認為智能制造新模式不是不可觸及的。比如從人工管控到自動化就是一次模式創新，很少有可以直接照搬的現成成果。如果需要實現全新模式創新，就必需配備自動化、智能化的裝備，所以，裝備是根本。如果提及智能制造時脫離裝備，那就是無源之水。

結語

第一智能制造是大勢所趨，方向正確，制造業大有可為，而且必須有可為。

第二制造業數字化、自動化、信息化、網絡化、智能化可并行推進，具體項目側重點不同而已。

第三對于零起點、低起點的行業，智能制造必須從關鍵工藝優化和單元自動化改造入手。

第四智能制造解決方案可大可小，可高可低，是不斷迭代升級的，很難一步到位。

第五智能傳統行業推進智能制造需要從“點”開始，從點到線，從線到面是有效途徑。

第六細分行業推進智能制造的基礎是做透一“點”。現在智能制造做“點”的有很多，但是做通一“線”的很少。

第七從點到線的推進的最佳解決方案是80%的標準化、模塊化和20%的定制化。

第八“問題導向、合作創新，集成融合、方案落地”是推進智能制造有效途徑。

第九解決方案供應商如果能在細分行業實現從點到線的突破，則自身也能逐漸發展。

第十地方政府對其主產業可以采取“點線面”的推進路徑。

（根據2019江西新余智能制造高端論壇速記整理，未經本人確認。）