智能制造實(shí)踐路徑：從機(jī)器換人到大數(shù)據(jù)工廠

導(dǎo)讀：在新一輪科技革命、產(chǎn)業(yè)變革與中國(guó)加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式形成的歷史性交匯點(diǎn)，智能制造和智能產(chǎn)品的重要性已經(jīng)凸顯。

當(dāng)新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合時(shí)，影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)變革已經(jīng)啟動(dòng)，新的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)正在涌現(xiàn)。在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與中國(guó)加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式形成的歷史性交匯點(diǎn)，智能制造和智能產(chǎn)品的重要性已經(jīng)凸顯。

人力資源是中國(guó)制造轉(zhuǎn)型過(guò)程中必須認(rèn)真思考和解決的問(wèn)題。在中國(guó)人力成本日益高企的背景下，德國(guó)的做法或許能給中國(guó)企業(yè)帶來(lái)一些啟示。

“隨著年齡的增長(zhǎng)，工人的經(jīng)驗(yàn)、質(zhì)量意識(shí)等在不斷提高。與此同時(shí)，他們的體力、聽力、視力等卻逐漸衰退?！盋onrat Juan-Ignocio博士表示，工業(yè)4.0可以幫助工人保持優(yōu)勢(shì)，讓員工與協(xié)作機(jī)器人并肩工作，既可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，還可以更好地保護(hù)員工的健康。

同時(shí)，工業(yè)4.0可以有效改造傳統(tǒng)僵化的大規(guī)模生產(chǎn)方式，讓生產(chǎn)更加高效和靈活。Conrat Juan-Ignocio博士提供的數(shù)據(jù)顯示，在工業(yè)4.0項(xiàng)目的實(shí)踐中，博西家電過(guò)去5年內(nèi)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的能源消耗降低了25%。

實(shí)踐智能制造

如果說(shuō)，德國(guó)是在工業(yè)3.0的基礎(chǔ)上向4.0探索，那么中國(guó)制造企業(yè)則要2.0、3.0、4.0同步并行展開。中國(guó)制造2025的出臺(tái)，為中國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略提供了第一個(gè)10年的行動(dòng)綱領(lǐng)。在踐行中國(guó)制造2025的道路上，中國(guó)家電行業(yè)正在努力向前。

從2008年至今，海爾實(shí)現(xiàn)了從產(chǎn)品到制造模塊化升級(jí)，從傳統(tǒng)制造到無(wú)人生產(chǎn)線、黑燈工廠、數(shù)字化工廠、互聯(lián)網(wǎng)工廠的逐步改造升級(jí)?！霸谶@個(gè)過(guò)程中，海爾實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、質(zhì)量效益、綠色制造、服務(wù)型制造四大轉(zhuǎn)變。這正好與中國(guó)制造2025的戰(zhàn)略目標(biāo)高度契合?！焙柤瘓F(tuán)智能制造總監(jiān)張維杰表示，互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代對(duì)制造行業(yè)提出了巨大挑戰(zhàn)，很多行業(yè)都在面臨這個(gè)新課題，家電業(yè)當(dāng)然也不例外，海爾的辦法就是建設(shè)互聯(lián)網(wǎng)工廠，打造以用戶為中心的開放生態(tài)系統(tǒng)。

談到中國(guó)制造2025實(shí)踐過(guò)程中的體會(huì)，張維杰表示，企業(yè)在開展智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的時(shí)候，絕對(duì)不是簡(jiǎn)單的機(jī)器換人，企業(yè)要面對(duì)的問(wèn)題是如何在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代應(yīng)對(duì)用戶的需要，在用戶端實(shí)現(xiàn)高創(chuàng)新，并在企業(yè)端實(shí)現(xiàn)高效率。“智能制造之路沒有成熟的模式可以借鑒，海爾將持續(xù)創(chuàng)新迭代，創(chuàng)造用戶最佳生活體驗(yàn)。”他坦言。

可喜的是，在此次技術(shù)大會(huì)上，圍繞智能制造展開的討論已經(jīng)呈現(xiàn)多點(diǎn)開花的局面。例如，聚焦電子控制系統(tǒng)研發(fā)的電控云、GMCC正在踐行的綠電之路等，都與中國(guó)制造2025的精神高度一致。

機(jī)器換人提速

從機(jī)器人進(jìn)駐珠三角的制造工廠開始，智能工廠的雛形開始出現(xiàn)。在厚街鎮(zhèn)兆生家具的自動(dòng)化工廠里，看不到粉塵，沒有油漆的味道，沒有電鋸刺耳的聲音，各類大型設(shè)備整齊陳列在車間內(nèi)運(yùn)行。公司相關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō)：“家具生產(chǎn)的木工開料、噴涂、包裝三大階段，都是機(jī)器做主角，工廠的生產(chǎn)自動(dòng)化程度已達(dá)60%以上?！边@家建筑面積約15萬(wàn)平方米、年產(chǎn)值達(dá)上億元的工廠，僅需約200名工人，人工成本約占總成本的25%?！皺C(jī)器換人”還降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，使該工廠人員流失率降至7%，而工廠年產(chǎn)值最大可達(dá)3億元以上。

機(jī)器的升級(jí)，是中國(guó)供給側(cè)改革的重要支點(diǎn)。這背后，廣東制造業(yè)正在向柔性化、智能制造方向發(fā)展，智能工廠、無(wú)人車間、協(xié)同制造等正在提升著制造業(yè)的生產(chǎn)效率，降低制造成本。同時(shí)，也提高著企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)核心競(jìng)爭(zhēng)力的提升。

從機(jī)器人進(jìn)駐珠三角的制造工廠開始，智能工廠的雛形開始出現(xiàn)。在厚街鎮(zhèn)兆生家具的自動(dòng)化工廠里，看不到粉塵，沒有油漆的味道，沒有電鋸刺耳的聲音，各類大型設(shè)備整齊陳列在車間內(nèi)運(yùn)行。公司相關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō)：“家具生產(chǎn)的木工開料、噴涂、包裝三大階段，都是機(jī)器做主角，工廠的生產(chǎn)自動(dòng)化程度已達(dá)60%以上。”這家建筑面積約15萬(wàn)平方米、年產(chǎn)值達(dá)上億元的工廠，僅需約200名工人，人工成本約占總成本的25%?！皺C(jī)器換人”還降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，使該工廠人員流失率降至7%，而工廠年產(chǎn)值最大可達(dá)3億元以上。

機(jī)器的升級(jí)，是中國(guó)供給側(cè)改革的重要支點(diǎn)。這背后，廣東制造業(yè)正在向柔性化、智能制造方向發(fā)展，智能工廠、無(wú)人車間、協(xié)同制造等正在提升著制造業(yè)的生產(chǎn)效率，降低制造成本。同時(shí)，也提高著企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)核心競(jìng)爭(zhēng)力的提升。

走向工業(yè)互聯(lián)

互聯(lián)網(wǎng)+和中國(guó)制造2025戰(zhàn)略的提出，伴隨著“無(wú)人工廠”、“大數(shù)據(jù)”、“工業(yè)云平臺(tái)”、“3D打印”、“工業(yè)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)”等全新概念層出不窮，這一切都毫無(wú)疑問(wèn)地昭示著工業(yè)數(shù)字化趨勢(shì)的洶涌之勢(shì)。作為大數(shù)據(jù)應(yīng)用最成熟的一個(gè)行業(yè)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在航空領(lǐng)域落地最早，應(yīng)用得也最為廣泛。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以分為幾個(gè)層面，是面向工業(yè)領(lǐng)域的第一個(gè)基于大數(shù)據(jù)的云平臺(tái)。一個(gè)工業(yè)大數(shù)據(jù)的云平臺(tái)分為三層，底部是提供基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)的IaaS層，中間是平臺(tái)PaaS層，最上端軟件及服務(wù)層SaaS。在今天，有超過(guò)50%的航空公司已經(jīng)在使用云平臺(tái)的SaaS層，另有30%在采購(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施層的服務(wù)。預(yù)計(jì)到2018年，在航空行業(yè)，云平臺(tái)底部的IaaS層使用率將會(huì)達(dá)到88%，也就是大部分要用到的軟件都會(huì)用服務(wù)式的方式在云上提供。而平臺(tái)及服務(wù)層的使用率會(huì)達(dá)到57%，超過(guò)一半。這意味著在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在航空業(yè)的技術(shù)推進(jìn)已經(jīng)非常成熟。

大數(shù)據(jù)工業(yè)升級(jí)

在德國(guó)的工業(yè)4.0中，大數(shù)據(jù)被認(rèn)為是物理與信息融合中的關(guān)鍵技術(shù)。在美國(guó)GE提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，大數(shù)據(jù)分析作為聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)處理分析的核心，被認(rèn)為是重構(gòu)全球工業(yè)、激發(fā)生產(chǎn)力的關(guān)鍵技術(shù)。在我國(guó)提出的《中國(guó)制造2025》中，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)作為新一代的信息技術(shù)，成為兩化融合的關(guān)鍵技術(shù)。無(wú)論是工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還是《中國(guó)制造2025》，智能制造是共同目標(biāo)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是基石，大數(shù)據(jù)是引擎。

制造業(yè)邁入了大數(shù)據(jù)時(shí)代，2012年，GE公司率先明確了“工業(yè)大數(shù)據(jù)”的概念。在制造業(yè)，產(chǎn)品的全生命周期從市場(chǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造、銷售、維護(hù)等過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生大量的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，形成制造業(yè)大數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)符合大數(shù)據(jù)的三“V”的特征：規(guī)模性、多樣性以及高速性。除此以外，制造業(yè)大數(shù)據(jù)還具有多源異構(gòu)、多尺度、不確定、高噪聲等特征。因此，研究和應(yīng)用制造大數(shù)據(jù)更具有挑戰(zhàn)性，主要體現(xiàn)在制造大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理、分析和展示方面。如何充分挖掘工廠中數(shù)據(jù)的價(jià)值，通過(guò)對(duì)制造大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提升數(shù)字化工廠運(yùn)行效率，已成為制約數(shù)字化工廠向智慧工廠發(fā)展的瓶頸。

在德國(guó)的工業(yè)4.0中，大數(shù)據(jù)被認(rèn)為是物理與信息融合中的關(guān)鍵技術(shù)。在美國(guó)GE提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，大數(shù)據(jù)分析作為聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)處理分析的核心，被認(rèn)為是重構(gòu)全球工業(yè)、激發(fā)生產(chǎn)力的關(guān)鍵技術(shù)。在我國(guó)提出的《中國(guó)制造2025》中，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)作為新一代的信息技術(shù)，成為兩化融合的關(guān)鍵技術(shù)。無(wú)論是工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還是《中國(guó)制造2025》，智能制造是共同目標(biāo)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是基石，大數(shù)據(jù)是引擎。

制造業(yè)邁入了大數(shù)據(jù)時(shí)代，2012年，GE公司率先明確了“工業(yè)大數(shù)據(jù)”的概念。在制造業(yè)，產(chǎn)品的全生命周期從市場(chǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造、銷售、維護(hù)等過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生大量的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，形成制造業(yè)大數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)符合大數(shù)據(jù)的三“V”的特征：規(guī)模性、多樣性以及高速性。除此以外，制造業(yè)大數(shù)據(jù)還具有多源異構(gòu)、多尺度、不確定、高噪聲等特征。因此，研究和應(yīng)用制造大數(shù)據(jù)更具有挑戰(zhàn)性，主要體現(xiàn)在制造大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理、分析和展示方面。

借助大數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，依托云計(jì)算平臺(tái)，幫助分析數(shù)字工廠運(yùn)行過(guò)程，提供決策支持，并通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)方式展現(xiàn)。如何充分挖掘工廠中數(shù)據(jù)的價(jià)值，通過(guò)對(duì)制造大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提升數(shù)字化工廠運(yùn)行效率，已成為制約數(shù)字化工廠向智慧工廠發(fā)展的瓶頸。 

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