從“燈塔工廠”看數實融合

孫媛媛

新一代信息技術與工業、制造業深度融合創新，將推動各領域生產方式、發展模式和企業形態發生根本性變革。

當前，中國制造業正處于轉型關鍵期?！盁羲S”由世界經濟論壇和麥肯錫咨詢公司共同遴選，旨在選出具有榜樣意義的“全球工業4.0”示范者。因其在生產網絡和更加廣泛的領域積極推廣先進技術，同時提升生產效率、系統韌性和可持續性，代表當今全球制造業領域智能制造和數字化最高水平，被譽為“世界上最先進的工廠”，已累計評選出132個先進工廠標桿，其中中國50家，居全球首位，“燈塔”引領效應顯著。

在智能化時代來臨的今天，數字化轉型不是中國制造業的“選擇題”，而是關乎企業長遠發展的“必修課”。面對產品訂單的大量性、差異性及快速生產等實際生產問題，怎樣利用數字產線、柔性產線等新的生產技術，探索中國制造業實現更高水平數字化轉型的新路徑，構建自身競爭力，已成為當前全球智能制造研究的重要內容之一。

加快數實融合步伐，推動新型工業化發展

黨的二十大報告指出，堅持把發展經濟的著力點放在實體經濟上，推進新型工業化，加快建設制造強國、質量強國、航天強國、交通強國、網絡強國、數字中國。當前，5G、大數據、人工智能等技術正不斷與工業融合發展。這不僅是新興技術與傳統技術的融合，更是新型生產要素與傳統要素的融合。從工業制造到工業“智造”，數字經濟和實體經濟的深度融合正推動傳統產業加快轉型升級，催生新產業、新業態、新模式，積極建設現代化產業體系，為構建新發展格局和推動經濟高質量發展提供有力支撐。

各地紛紛“出招”推進制造業數字化轉型，以“鼎新”帶動“革故”。安徽標明未來3年“數字安徽”的行動路徑，提出到2025年，實現全省重點行業規模以上制造業企業數字化改造全覆蓋、規模以下制造業企業數字化應用全覆蓋；江蘇明確加快制造業數字化轉型，其中蘇州市今年將安排專項資金24億元用于產業核心技術攻關、智能化改造等；上海計劃到2025年，工業機器人密度提高100臺/萬人。

據了解，“燈塔工廠”的四項評選標準包括實現重大影響、成功整合多個案例、擁有可擴展的技術平臺、在關鍵推動因素方面表現優異。尤其是近年來，“燈塔工廠”的評選標準增加了“減少溫室氣體排放”和“準時交貨率提高”，更注重大規模數字化轉型和可持續發展，充分反映當下全球地緣政治風險、數字化發展趨勢、氣候變化等重大議題挑戰對先進制造提出的新要求。

新技術加持，為智能制造“提速”

面對激烈的成本和質量競爭，以及巨大的需求波動和不斷增長的產品定制需求，聯想集團合肥產業基地（以下簡稱聯寶科技）作為全球最大的智能計算設備研發和制造基地，是面對“超大規模、超級離散、超快速度”挑戰疊加的“三超工廠”。通過部署30多個4IR柔性自動化和數字化用例，在每天處理8000筆客戶訂單，且80%都是單筆小于5臺的定制化需求情況下，它仍然實現了45%的勞動生產率提升。

聯寶科技智能制造群組和智能制造解決方案群組總經理曲松濤接受《小康》雜志、中國小康網采訪時表示，聯寶科技在常年應對波峰波谷交織的復雜交付需求過程中，逐步構建起了獨特的“聯想尖峰制造模式LPM”，打造兼具柔性、敏捷性和高質量保障的智能制造標桿工廠，成為“燈塔工廠”網絡中極具全球競爭力的中國制造業模式之一。

據其介紹，2017年，聯寶科技開啟智能制造的發展之路，分為自動化階段、從自動化到數字化階段以及從數字化到智能化階段。目前經過十余年的深耕，已完成了從自動化到數字化的轉化，正處在向智能化過渡的階段，在全產業鏈結各方面均取得了階段性成果。

自動化方面，聯寶科技建有自動化原材料和成品倉儲系統，實現原材與成品的高效有序作業；打造無縫對接物流網絡，產品銷往全球126個國家和270多個重點城市。按照工業互聯網理念設計建造擁有完整自主知識產權的智能標桿線“哪吒線”、“水星線”，其數字化、智能化、自動化水平處于行業領先地位。在智能制造領域已獲得121項授權專利。建設過程中，通過對非標自動化設備進行模塊化、標準化設計，采用樂高模組式線體快速組合、搭建，實現毫秒級響應及微米級精準運動控制，進而實現同系混產、快速換型，以強大的柔性制造能力支撐來自全球客戶的多樣少量的大規模定制需求。

數字化方面，聯寶科技實現了智造端到端的數字化運營管理，以IoT、5G、AR/VR、大數據、人工智能等技術為基礎，全面采集工廠端到端運營數據，對制造運營指標進行多維度、多層級的實時分析與動態管理，以數據驅動業務流程重構及生產資源合理再分配，實現關鍵運用場景的數字化、可視化管理。

質量方面，聯寶科技秉承“智能驅動、源頭預防”理念，運用智能化、數字化技術構建質量管理生態，通過質量云平臺、統計過程控制、智能測試系統等實現質量風險預警與動態監測。它擁有國家CNAS認證的權威實驗室，可執行16大類1000多項測試，覆蓋產品全生命周期測試需求。

新工藝技術方面，聯寶科技開發低溫焊接技術、芯片低溫后焊技術及液態無基保護膜技術等，助力關鍵物料供應、生產效率提升與綠色制造。低溫焊接技術大大降低了產品生產環節的能源消耗和溫室氣體排放，全面應用后每年將為基地節省電能340余萬千瓦，二氧化碳排放減少超過2400噸，相當于每年植樹13萬棵。生產調度系統智能排產根據訂單情況進行生產調度的調整，減少了生產線的閑置，每年可以節省2700兆瓦的電力，每年可減少2000多噸二氧化碳的排放，相當于種植了11萬棵樹。

產業鏈數字化方面，聯寶科技落地聯合排產、供應云、質量云平臺等數字化解決方案，采用精準計劃、智能排產和供應協同云平臺等系統，通過智能生產調度，生成最優資產規劃和人力規劃，并滿足定制需求，提供業界領先的交付能力。并同生態系統內的300+供應商建立戰略合作伙伴關系，將數字化、智能化解決方案輸出給上下游供應商和合作伙伴。

打造4小時產業圈，帶動上下游供應商發展，助力合肥先進制造產業集群建設和區域經濟發展。目前，追隨聯寶科技到安徽聯動發展的產業鏈合作伙伴已達70余家，實現60%以上的機構料件本地化供應，不斷優化產業集群效應，帶動當地經濟發展。

為行業打造可復制、可推廣的先進制造“范本”，深入實施智能制造工程，鞏固優勢產業領先地位，打造中國制造新名片貢獻力量，依托千億級產業規模及全球高效的供應鏈等優勢，聯寶科技于2019年成為NVIDIAJetson生態全球推薦的合作伙伴，并攜手生態伙伴共同推出了覆蓋智慧交通、AMR、智能制造、智慧安防等行業眾多應用場景的解決方案。

重工業制造的數智化迭代

當前，全球重工業僅有兩家“燈塔工廠”，且這兩家均由三一重工打造。

根據公開信息，三一重工的數字化涉及燈塔工廠建設、電動化無人設備研發、工業軟件應用、業務流程數字化、數字中臺建設、組織模式創新。過去三年，三一重工將超過150億元的研發費用投入到新產品、新技術中，這一投入比例在重工業中位居前列。

入選“燈塔工廠”的三一重工長沙18號工廠，世界經濟論壇官網上給出的理由為，“應對重工行業市場周期性波動、多品種小批量及重型部件生產挑戰，三一充分利用柔性自動化生產、人工智能和規?；腎IoT，建立數字化柔性的重型設備制造系統。最終實現工廠產能擴大123%，生產率提高98%，單位制造成本降低29%”。麥肯錫燈塔工廠專家團隊認為，該工廠在最難的領域，在無先例情況下，用創造性思維打通了核心技術，難能可貴。

18號工廠占地10萬平方米，是我國工信部首批智能制造試點示范工廠。2018年，三一在18號工廠最先啟動“燈塔工廠”建設，邁出探索智能制造轉型的第一步。在投入5億元資金、突破55項關鍵技術、攻克上千項難題后，18號燈塔工廠項目于2020年圓滿達產。與改造前相比，18號工廠產能提升123%，人員效率提升98%，整體自動化率升至76%，可生產多達263種機型。工廠的多項原創技術方案迅速在三一集團其他45個工廠全面推廣。目前，基于樹根互聯工業互聯網平臺，18號工廠里9大工藝、32個典型場景均實現了“聰明作業”。

在機加中心，運用數字孿生技術，閥塊機加作業的精度誤差由0.1毫米刷新至10微米級；裝配中心，大到72米長的臂架，小到2毫米的螺絲等，全部由機器人自動化裝配完成；智能物流系統，可實現10萬多種不同類型零件的自動搬運和上下料，準時交貨率達99.2%；鋼板的切割和分揀完全交由擁有3D視覺的人工智能機器人完成，將精度提升至1毫米的同時，生產周期縮短60%。

在攻克設備難關、技術壁壘，實現生產智能化、數字化的同時，三一集團又把目光投向管理體系建設。隨著遠程辦公軟件使用的不斷深入，工廠已將其應用到更多的生產環節中。在落實企業6S（整理、整頓、清掃、清潔、素養、安全）體系時，受制于互聯網設備的延遲和作業環境的復雜，現場突發的異常很難被準確捕捉并推送給責任人。為解決這個問題，三一集團在18號工廠安裝了630個攝像頭，全天候觀察廠區出現的突發情況并自動抓拍，再通過遠程辦公軟件上傳至云平臺（三一數智化底座）自動推送給系統管理員。6S專員、管理人員和班組長都會及時收到消息提示。

“建立健全6S體系，既能對生產過程中的浪費嚴加約束，又能幫助建立更為安全、可靠的操作環境。6S體系已經成為我們管理工廠的基礎性指標?！比恢毓ぶ悄苤圃炜偛扛笨偙O劉巖表示，對比6S體系建成前后泵送指標發現，人均產值提升127%，生產交付周期縮短51.6%，單位產值制造費用占比下降至43%。

啟動數字化轉型以來，三一集團依托工業互聯網操作系統，以“燈塔工廠”建設為核心，構建了智能產品、智能制造、智能運營等場景，以數智化重構并驅動業務發展，提升企業整體數智化能力與核心競爭力。

“身處工程機械這一周期性比較強的行業，數字化是穿越周期、應對挑戰的法寶?！比患瘓F董事長梁穩根說。

在智能產品方面，三一集團打造了5G遙控挖掘機、無人起重機、無人壓路機和無人攪拌車；在智能運營方面，企業實現了互聯網營銷、智能供應鏈、智能設計；在智能服務方面，企業通過對70余萬臺海量設備的工況等狀態進行數據分析，將服務延伸至世界各地的客戶終端市場，并持續創造更大價值。同時，通過深入挖掘、分析大數據，三一集團基于工業互聯網操作系統，打造了業內著名的“挖掘機指數”，在實現智能服務的同時，為行業發展走勢提供判斷依據。

工業互聯網是推動中國制造向中國智造升級的重要支撐。近5年來，中國工業互聯網全面融入45個國民經濟大類，產業規模邁過萬億元大關，行業賦能、賦值、賦智作用日益凸顯。

中國工業互聯網研究院總工程師張曉彤說，從更深層次看，工業互聯網與新一代信息技術的同頻共振，正拓展出融合創新的廣闊前景，賦能更多行業煥發出高質量發展的蓬勃生機。

業內專家預計，今后15年，將是中國“工業互聯網”和“智能制造”等新一輪工業革命核心技術發展的關鍵時期，中國制造將迎來跨越式發展。