未來工廠初體驗

袁震宇　商意盈　魏一駿等

春風(fēng)動力未來工廠智能車間內(nèi)裝配完畢的發(fā)動機。江漢/新華社

在《車間的競爭優(yōu)勢》一書中，經(jīng)濟學(xué)家威廉·拉佐尼克寫道：歷次工業(yè)革命都是從車間開始的。

如今，浙江的制造車間正在醞釀一場新的變革——未來工廠。

什么是未來工廠？未來工廠什么樣？

與傳統(tǒng)車間里人員忙碌、燈火通明的景象不同，位于浙江省杭州市臨平區(qū)老板電器的未來工廠，偌大的車間里一片昏暗，只有機器與機器之間有條不紊地“交流信息”、生產(chǎn)裝配。

透過微弱的自然光線，依稀可以看到，一條集煙罩自動沖壓成型生產(chǎn)線上，扁平的鋼板經(jīng)過打孔、塑形、剪裁等環(huán)節(jié)變?yōu)槌善罚瑱C械臂把它們放置在一輛平板車上，再由AGV自動運輸小車把擺滿了成品煙罩的平板車拖走。

集煙罩沖壓成型生產(chǎn)線，僅是這家廚電企業(yè)5萬平方米車間里一個很小的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計，這個車間一共設(shè)置了284臺自動化設(shè)備，上萬個“數(shù)據(jù)點位”，16條生產(chǎn)線以及27臺AGV小車。

老板電器外聯(lián)部經(jīng)理于超說，這個耗資超5億元打造的未來工廠，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化改造為主線，采用5G大數(shù)據(jù)感知、采集、邊緣計算技術(shù)，最大程度上與傳統(tǒng)云計算在架構(gòu)、接口、管理等關(guān)鍵能力上實現(xiàn)統(tǒng)一。同時，工廠能實時響應(yīng)客戶需求，動態(tài)調(diào)整設(shè)計、采購、生產(chǎn)和物流方案，實現(xiàn)以用戶為核心、數(shù)據(jù)驅(qū)動業(yè)務(wù)的全價值鏈管理。

運行以來，老板電器的未來工廠達到了顯著的降本增效效果：產(chǎn)品合格率提升至99%，生產(chǎn)效率提升45%，產(chǎn)品研制周期縮短48%，生產(chǎn)成本降低21%，運營成本下降15%。

在占地約20萬平方米的巨石玻璃纖維未來工廠，生產(chǎn)設(shè)備依次排開，成千上萬根玻璃絲從生產(chǎn)設(shè)備頂部傾瀉而下，大量的工業(yè)機器人正在忙碌。以礦石為原料的玻璃絲非常細(xì)，有的直徑只有一根頭發(fā)絲的1/20，這對拉絲技術(shù)要求非常高。

石頭變絲線的“魔法”背后，生產(chǎn)1噸玻璃纖維能耗僅為0.36噸標(biāo)煤，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。此前，生產(chǎn)1噸玻璃纖維理論上需要消耗標(biāo)煤量為1.3噸。

低碳生產(chǎn)凝結(jié)了大量最新科學(xué)技術(shù)，數(shù)字孿生就是其中一種。這種技術(shù)結(jié)合玻璃纖維智能制造系統(tǒng)架構(gòu)，對全流程工藝和關(guān)鍵裝備進行3D仿真建模，可以在虛擬環(huán)境中重現(xiàn)制造工藝全過程、展現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期，實現(xiàn)生產(chǎn)運營的數(shù)字化和智能化。

能耗大大降低的同時，廢絲廢水也得到了最大程度的利用。“廢絲和廢水不再被拋棄或排放，而是實現(xiàn)了循環(huán)利用。既降低了成本，也消除了對環(huán)境的污染。”巨石集團副總經(jīng)理朱惠順說。

在巨石集團寬敞的智能控制中心，碩大的顯示屏布滿了整堵墻，對年產(chǎn)15萬噸的玻璃纖維生產(chǎn)線進行分門別類的數(shù)字化、可視化全流程監(jiān)控。

朱惠順說，通過工業(yè)大數(shù)據(jù)中心建設(shè)，可以實時采集、高效處理超4萬個點位數(shù)據(jù)，同時與物流等外部平臺無縫銜接。這樣的生產(chǎn)管理體系，已從位于嘉興桐鄉(xiāng)的總部推廣至四川成都、江西九江，甚至是美國南卡，埃及蘇伊士等生產(chǎn)基地，實現(xiàn)了數(shù)字賦能下的制造智能化、產(chǎn)銷全球化、管控精準(zhǔn)化、發(fā)展和諧化。

在正泰低壓電器未來工廠，生產(chǎn)線上一個個斷路器內(nèi)部被分成“四居室”，分布著電磁系統(tǒng)、熱脫扣系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、操作機構(gòu)等零部件。

就在這方寸之間，機械手閃轉(zhuǎn)騰挪，施展硬核“手藝”，無誤差地完成沖壓、焊接、精準(zhǔn)組裝各種細(xì)小零部件等連續(xù)動作。這條企業(yè)自主設(shè)計、制造并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的小型斷路器全制程自動化生產(chǎn)線，生產(chǎn)出一個斷路器只需1.2秒。

除了高效，更讓人感到神奇的是，正在“孕育”中的斷路器可以與生產(chǎn)設(shè)備通信、互動，控制它們自身的制造過程，告知生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)要求是什么、何時需要補充原料、下一步工序是什么，基本實現(xiàn)了產(chǎn)品的“誕生”由斷路器自己說了算。

這種機器與機器高效“對話”的背后，是通過運用物聯(lián)網(wǎng)、5G、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，融合IT/OT數(shù)據(jù)，集成CRM、PLM、虛擬仿真、SRM、MES等系統(tǒng)形成的一體化企業(yè)數(shù)字化平臺，實現(xiàn)從制造核心裝備到生產(chǎn)工業(yè)大數(shù)據(jù)的縱向集成，以及從客戶需求到研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的價值鏈橫向集成。

正泰電器生產(chǎn)運營部總監(jiān)高俊說，正泰未來工廠項目實施后，運營成本降低了43%，生產(chǎn)效率提高335%，產(chǎn)品研制周期縮短22%，能源綜合利用率提高8%，設(shè)計數(shù)字化率與關(guān)鍵工序數(shù)控化率達100%。

“未來工廠不僅是制造模式的升級，更是生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系的重構(gòu)，是向‘未來工場’演進的一個階段。”浙江省發(fā)展規(guī)劃研究院副院長蘭建平說。

未來工廠不僅重新定義了業(yè)務(wù)端到管理端打通的數(shù)字化管理模式，人機協(xié)作、數(shù)據(jù)采集、低碳環(huán)保等新技術(shù)形式，更是重新定義了工廠、工人和整個制造業(yè)，實現(xiàn)了工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)代化。

浙江省民營經(jīng)濟發(fā)達，規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)已達5萬家，同時還有大量小微企業(yè)，以及4000多個專業(yè)市場。這些經(jīng)濟組織如何乘上未來工廠這列快車？一些人士建議，未來工廠的建設(shè)和推進要做好“微積分”，從實際出發(fā)，實現(xiàn)生產(chǎn)方式和組織方式的不斷優(yōu)化。

“讓1%成為邁向未來的最大動力。”蘭建平說，企業(yè)向未來工廠或者更高層次的“未來工場”邁進中，要充分重視1%的力量。產(chǎn)品合格率提升1%，能耗下降1%，資金流轉(zhuǎn)提升1%，人員需要下降1%……成千上萬企業(yè)1%的進步對于整個經(jīng)濟體來說就是巨大的變革和力量。

蘭建平說，“未來工場”將是未來工廠的升級版，一字之差，氣象萬千。“未來工場”不再依賴于物理上的“工廠”概念，而是新一代信息技術(shù)在經(jīng)濟運行過程中的場景化應(yīng)用，是基于數(shù)字技術(shù)的經(jīng)濟增值的基本單元，時時處處都體現(xiàn)著數(shù)字化和數(shù)字文明，可以大量復(fù)制和推廣，從而契合融入經(jīng)濟發(fā)展的各個領(lǐng)域。

百年前，時代的洪流裹挾著工業(yè)文明的光輝劃破長空。看今朝，一個數(shù)字文明的智造新時代正在悄然開啟。在這里，新舊交替;在這里，萬象更新。

（摘自七一網(wǎng) 七一客戶端/《瞭望》）