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未来工厂蓝图:自动化?无人化?个性化?
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实现自动化,几乎是业内一致认同的未来工厂的雏形。

我们对未来工厂的期望并不是多么的高大上,就是朴素地希望通过智能化技术的运用减少用工,降低成本,未来吸引更多高水平的员工做更有价值的工作。江苏大生科技部部长赵瑞芝在接受记者采访时坦言。

对很多传统行业而言,劳动强度大、工资收入低,因而招工难、人员流动性大都是普遍问题,已有122年历史的江苏大生集团有限公司也不例外。

为了解决这些问题,大生集团于2015年建成国内纺织行业第一条全流程国产设备示范生产线大生数字化纺纱车间,并入选今年10月国家工信部公示的2017年智能制造试点示范项目。

我们做了智能的纺织设备、物流系统和监控系统,把传统上分为多个工序的棉纺装备通过集成为一个智能化的整体进行管理。赵瑞芝说,这一整套智能化解决方案,提升了效率,目前大生集团的智能制造车间规模为4.56万锭,下一步的目标是10万锭。

记者接触的各类人工智能企业、传统制造商都开始有选择性地规划自己设想中的未来工厂蓝图,这幅蓝图中的元素各式各样,但都有着一些共同的特征。

在他们的规划中,未来工厂不再只是由大型设备堆砌起来的机械巨兽,制造工厂追求的不再是规模化的生产、千篇一律的产品,而是个性化的优质产品,这种需求带来的复杂变化已不是传统工厂能够实现。

在技术和需求的叠加作用下,资本也开始涌入,社会对于未来工厂的想象正在一步步实现。中投顾问的报告指出,2015年我国智能制造产值在1万亿元左右,2020年有望超过3万亿元,年复合增长率约20%。

但技术落地还有很长的过程,而在这个过程中,对企业本身的管理、领导者的理念以及政府的政策等,都提出了更高的要求。

未来工厂蓝图

如果要给未来工厂划定几个关键词,那么在受访的企业界、投资界和学术界人士看来,一定会包括自动化、数字化、智能化、个性化等。

汽车生产设备供应商上海德梅柯汽车装备制造有限公司,近期刚被列入工信部第一批智能制造系统解决方案供应商推荐目录,其从装配到焊装车间都已换成自动线。这类公司在利用创新提高生产效率方面已走在前列。

但从自动化到真正的未来工厂还有很多其它的元素,比如智能化、个性化等。

前KUKA机器人公司CEO、现德梅柯CEO孔兵在接受记者采访时表示,未来工厂的关键在于生产组织模式,产品所有最终的信息、不同产品之间的切换、生产后订单的自动分解、分解后怎么下派到公司去生产,都要实现信息化管理。

这个过程的实现,正如西门子(中国)有限公司执行副总裁、数字化工厂集团总经理王海滨所说,需要数字化企业软件套件、工业通讯网络、全面的自动化安全和面向特定业务的工业服务这四大支柱互相支撑。

未来工厂是自动化、无人化、标准化的,其中也包括材料供给、SMT、后工程组装等关键环节的智能化。松下电器机电(中国)公司战略企划部经理殷小恒在接受记者采访时说。

而未来更值得期待的是工厂的个性化定制,比如一个包装盒,1000个人有1000种不同的需求,要实现这种个性化需求,并对整个生产流程进行追踪,需要有大量的信息汇集,而这种信息汇集靠人是难以实现的。孔兵说。

华泰证券机械行业首席分析师章诚强调,这种未来工厂的实现要满足云、网、端三个层面的提升,即工业数据的互联互通、工厂内部和产业链的网络构建以及以机器人为代表的自动化投入。

对于未来工厂的设想或许并没有固定的范式,但毋庸置疑的是,对未来工厂的设想已经提上日程。

波士顿咨询公司(BCG)近期所做的关于描绘2030年未来工厂的蓝图的研究指出,工业企业非常渴望能够提高工厂效率,85%的受访者认为自己能从未来工厂元素的实施中受益,有74%表示公司已经引入或计划在未来五年内引入未来工厂元素。

技术+资本的竞逐

在这种需求的趋动下,各类技术企业和投资人都开始布局智能制造行业,从全球机器人四大家族,到西门子、松下等全球领先的制造业企业,再到中国本土的汽车、纺织等传统企业以及各类互联网企业。

今年以来工业机器人的销量同比增幅将近百分之七十,这预示着中国制造业在增加对智能制造的投资。章诚指出,这是非常明显的趋势。尤其在制造业最发达的长三角和珠三角地区,只要能用机器人,就不用人的理念已成为业界共识。

据悉,ABB正在重点打造高效互联的未来智能工厂。其中机器人物流解决方案实现了存储、拾取、分拣三项功能的全自动化操作,将仓储物流系统的处理能力提升40%以上,投资及运营成本降低35%至50%,目前已成功应用于用户的智能物流中心。

另一个国际巨头发那科也在这一领域不断发力。在刚刚过去的第十九届中国国际工业博览会上,发那科展示了在自动化技术积累的基础上进行信息化解决方案,为客户提供完整的基于制造执行系统(MES)的机器人智能制造解决方案。

今年9月,西门子宣布中国将主导公司全球自主机器人的研发工作,并与清华大学在北京建立先进工业机器人联合研究中心,重点围绕新型机电一体化、人机协作及人工智能在机器人控制器中的应用等课题开展研发。

同样,德梅柯在汽车行业通过建立虚拟生产线等技术为很多厂家提供解决方案,并尝试建立整个工厂的信息控制系统,未来甚至要覆盖车型的变换、零件的追踪等。

但未来工厂的场景不是一部科幻大片,他的成形需要大量的知识和资本的投入。对资本而言,在这个时代不懂智能制造,不了解有关未来工厂的最前沿技术,是非常落伍的。

根据前瞻产业研究院的报告,智能制造领域的八大热点分别是:机器人、无人机、人工智能、3D打印、无人驾驶、虚拟现实、智能物流、智能家居。

目前整个行业的投资还是在比较理性的发展过程中。盈利比较好的、和C端贴近、互联网水平比较高的行业增加投资较多。章诚指出。

在技术、资本、政策的竞逐下,智能制造领域的爆发点间隔时间越来越短,机器人在中国从20世纪90年代兴起,21世纪初被接受,直至2010年形成了一个真正的爆发点,今年又是一个爆发点,2020年可能又是一个节点,这会产生新一轮的技术革命。孔兵说。

未来有多远?

在外界看来,未来工厂虽然遥不可及,但随着技术的不断迭代更新,未来工厂正步步临近。然而,未来工厂之路还有许多阻碍。

未来会从自动化到智能化,甚至实现少人化或无人化,技术上的局限是第一道门槛。正如复旦机器人智能实验室主任张文强所说,目前国内的人工智能发展尚处于感知智能的阶段,还未达到认知智能的水平。

孔兵也指出,虽然机器能够反馈简单的故障、运行速率等信息,但在实际生产信息、生产瓶颈、生产环节问题等层面还未实现。以机器人行业为例,中国本土的机器人厂家大概有上千家,但比较分散,没有形成完整的体系。

他强调,在这种技术条件下,要实现个性化的需求,未来5到10年内是比较困难的。

智能化的生产虽然减少了劳动力成本,但对人员各方面的素养要求都在不断提高,人才紧缺是摆在企业面前更大的难题。

记者在采访中了解到,为了破解这一难题,许多企业开始加大研发和人才培育的投入。我们的研发实验室目前处于刚刚起步的阶段,需要有一定的项目来支撑它的发展,所以高档次的人才、资金、设备的配置也在不断的跟进发展。殷小恒说。

去年5月,西门子与教育部签订了新一轮《教育合作备忘录》,将在中德合作框架下面向中国制造2025国家战略培养创新型人才,数字化时代,需要数字化的人才。王海滨说。

但是,很多企业都不具有向智能制造转型的能力储备。麦肯锡的市场调查显示,在中国约有80%-90%的企业还处于工业2.0或接近3.0阶段,只有10%的企业属于工业3.0以上。

中国目前工业机器人的集成及软件发展一年规模在500亿左右,有接近300多家企业在从事这个行业,这意味着很多参与的都是小企业。章诚说。

此外,多位业内受访人士表示,未来工厂的打造、应用都需要企业在精益管理、流程梳理、企业文化等方面的准备,对企业的经营理念与管理模式,尤其是领导人本身的意识和魄力提出了更大的挑战。

但行业的发展依然潜力极大。机器人产业十三五发展规划提出,到2025年,工业机器人年销量将达26万台,保有量达180万台。根据《中国制造2025》重点领域技术路线图,制造业重点领域将全面实现智能化,试点示范项目运营成本降低50%,产品生产周期缩短50%,不良品率降低50%。

中国已经一只脚踏进了未来制造的工厂,但会处于持续动态的变化中,未来究竟什么样,多久能实现,谁也无法预判。


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