李堯

福特汽車公司創(chuàng)立者亨利·福特說，“如果你總是按部就班，那么你的得到的也會一成不變?！碑a(chǎn)業(yè)界顯然將這位汽車大王的話奉為圭臬，多年來都熱衷于投身生產(chǎn)技術(shù)及流程的升級改進(jìn)，特別是在得到互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的加持后發(fā)展迭代尤為迅疾，讓關(guān)于未來工廠的想象一再被實(shí)現(xiàn)與刷新。

未來工廠是自動化和數(shù)字化的高度融合，并充分實(shí)現(xiàn)價(jià)值鏈的開放。當(dāng)智能制造成為全球制造業(yè)變革和科技創(chuàng)新的制高點(diǎn)，智能互聯(lián)工廠實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的智能自動化和系統(tǒng)的高度集成并互聯(lián)互通，對未來工廠的進(jìn)一步探行便成了一場由制造業(yè)源始的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展使能之舉，關(guān)于其理念、應(yīng)用、模式等的探索折射出各國對于未來產(chǎn)業(yè)愿景的深遠(yuǎn)訴求。

持續(xù)演化

實(shí)際上，關(guān)于未來工廠的演進(jìn)一直都在進(jìn)行，并卓有成效，不同時(shí)期的成果俱有亮色。

《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》在一份報(bào)告中指出，“數(shù)字化生產(chǎn)為制造商提供了至關(guān)重要的靈活性，并帶來更高的生產(chǎn)效率”，并認(rèn)為“網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)流對生產(chǎn)進(jìn)行控制和優(yōu)化，使小批量制造和定制生產(chǎn)成為可能。由此，它可讓制造公司更具靈活性，從而更好地對市場需求做出響應(yīng)?！丙溈襄a全球董事合伙人Anil Sikka也認(rèn)為全自動生產(chǎn)線的誕生能讓工廠融入供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)，如此便可在提供增值服務(wù)的同時(shí)加快商業(yè)模式創(chuàng)新，“未來工廠將擁有海量數(shù)據(jù)，使用強(qiáng)大而新穎的分析工具挖掘數(shù)十億數(shù)據(jù)點(diǎn)，釋放人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的潛力。我們預(yù)計(jì)：生產(chǎn)線效率取得的突破將促使產(chǎn)出翻番;更加嚴(yán)格的績效管理可以將質(zhì)量問題減少一半;而先進(jìn)的預(yù)見性維護(hù)則能大幅縮短機(jī)器停機(jī)時(shí)間。”

有觀點(diǎn)指出，備受關(guān)注的燈塔工廠即是未來工廠的部分現(xiàn)實(shí)具現(xiàn)。世界經(jīng)濟(jì)論壇曾在2018年評選出9家全球制造業(yè)燈塔工廠，并在當(dāng)年的夏季達(dá)沃斯論壇上正式提出該概念，以凸顯制造業(yè)的標(biāo)桿性先進(jìn)技術(shù)代表，拜耳生物制藥（意大利加巴納特）、博世汽車（中國無錫）、海爾（中國青島）、強(qiáng)生DePuy Synthes（愛爾蘭科克）、菲尼克斯電氣（德國巴特皮爾蒙特和布隆伯格）、寶潔Rakona（捷克）、施耐德電氣（法國勒沃德勒伊）、西門子工業(yè)自動化產(chǎn)品（中國成都）及UPS Fast Radius（美國芝加哥）入選第一批燈塔工廠。彼時(shí)業(yè)界專家這樣評述它們的重要意義，“第四次工業(yè)技術(shù)革命已經(jīng)到來。工人和管理人員都能從技術(shù)中獲益。這些燈塔工廠的業(yè)績比普通工廠高出20%至50%，形成競爭優(yōu)勢。它們擁有敏銳的團(tuán)隊(duì)，匯集因特網(wǎng)域、分析、物聯(lián)網(wǎng)及軟件開發(fā)方面的專家，正在迅速創(chuàng)新生產(chǎn)車間。它們還開發(fā)出共用數(shù)據(jù)平臺或物聯(lián)網(wǎng)平臺，正在開展的應(yīng)用多達(dá)15項(xiàng)。這些企業(yè)著眼規(guī)?；l(fā)展，行動敏捷，將為制造業(yè)樹立新標(biāo)桿?！苯刂聊壳?，入選世界經(jīng)濟(jì)論壇的燈塔工廠已達(dá)16家（其中5家位于中國），來自各個(gè)行業(yè)，雖然規(guī)模大小各異，但無不是各自所處領(lǐng)域與地區(qū)的制造業(yè)翹楚。

凝視數(shù)據(jù)

一份報(bào)告顯示，超過90%的企業(yè)希望通過采用先進(jìn)的技術(shù)來改變現(xiàn)有生產(chǎn)、工作方式，這無比契合“未來工廠”的發(fā)展趨勢：“創(chuàng)造性的思維和打破常規(guī)的思考方式，利用新技術(shù)從而獲得回報(bào)?！?/p>

有此愿力助益，制造業(yè)的前行方向明確。機(jī)器轟鳴、工人流水線作業(yè)的景象已成過去，新一代信息技術(shù)讓智慧工廠越來越多地出現(xiàn)在我們身邊——每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)清晰可見、高度透明，所有車間靜默而高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，智能分析動態(tài)系統(tǒng)時(shí)刻研判、助推遍布全球的員工、顧客和合作伙伴的信息交互往來，整條供應(yīng)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)再無滯點(diǎn)，“機(jī)床、刀具和流程的狀態(tài)都是完全透明——而且是實(shí)時(shí)狀態(tài)?！?/p>

更多的數(shù)據(jù)可帶來更聰明的系統(tǒng)，最大化工廠的效益并最小化支出與損耗。而無論身處何端，企業(yè)都需要對市場變化做出快速的反應(yīng)，生產(chǎn)類企業(yè)尤其需要具備可對全球需求和特定客戶要求做出快速反應(yīng)的能力。漢諾威博覽公司董事約亨·柯克勒認(rèn)為，“在這一系統(tǒng)中，包括工件、機(jī)器到運(yùn)輸系統(tǒng)在內(nèi)的所有環(huán)節(jié)都可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)彼此之間的自由通信，這就是所謂的智能工廠，但達(dá)到智能工廠之前必須進(jìn)行‘產(chǎn)業(yè)集成’?！鄙頌椤豆I(yè)互聯(lián)網(wǎng)：打破智慧與機(jī)器的邊界》報(bào)告里的聚集點(diǎn)所在，通用電氣公司對制造業(yè)邁入新時(shí)代有著自己的解讀，“只有三個(gè)主要的數(shù)字元素（智能設(shè)備、智能系統(tǒng)和智能自動化）與物理機(jī)器、設(shè)施、車隊(duì)和網(wǎng)絡(luò)完全融合起來，才能感受到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的真正威力。到時(shí)候，生產(chǎn)力提升、成本下降以及浪費(fèi)減少等好處會普遍出現(xiàn)在整個(gè)工業(yè)經(jīng)濟(jì)。”其智能平臺部門負(fù)責(zé)人表示數(shù)據(jù)在生產(chǎn)中的作用被重視與進(jìn)一步挖掘是必然之舉，“如今制造業(yè)已出現(xiàn)了巨大轉(zhuǎn)變。由于出現(xiàn)新技術(shù)、更智能的資產(chǎn)和更智能的設(shè)備，今天的先進(jìn)工廠實(shí)際上已儼然變成了促進(jìn)信息在整個(gè)企業(yè)順暢流動的數(shù)據(jù)中心。以前，如果你看一下制造業(yè)軟件，會發(fā)現(xiàn)它們是孤立的系統(tǒng);這些系統(tǒng)無法彼此聯(lián)系;它們無法溝通，無法聯(lián)絡(luò)，所以工廠經(jīng)理無法將本工廠的業(yè)績與另一家工廠作一番比較。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)后，一切都改變了……在我看來，這就是未來的方向，即這樣一種互聯(lián)世界概念：所有設(shè)備都在匯總數(shù)據(jù)，而你只管分析數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)經(jīng)過分析后，可以根據(jù)使用者的角色，會在合適的時(shí)間提供給合適的使用者——這就是未來的智能工廠?！?/p>

無限機(jī)遇

固化、龐大的生產(chǎn)系統(tǒng)是新技術(shù)推進(jìn)的巨大障礙，也讓制造業(yè)企業(yè)的成本變得更加高昂，由此實(shí)現(xiàn)效率之上的高精準(zhǔn)，及時(shí)滿足用戶個(gè)性化定制需求便是時(shí)代大勢所趨。

生產(chǎn)領(lǐng)域遍布機(jī)器人，取代工人完成各種操作——這是對未來工廠的最粗略的解讀，甚至可以說，這樣的想象力未免不夠豐富和大膽。人類文明史上曾邁出三次關(guān)鍵性的“第一步”：蒸汽機(jī)，進(jìn)入工業(yè)文明的“第一步”;電力運(yùn)用，邁入電氣化的現(xiàn)代工業(yè)“第一步”;數(shù)據(jù)化，以數(shù)據(jù)智能為核心的智能商業(yè)世界的“第一步”。人類文明中不斷增強(qiáng)的協(xié)同能力被視為整個(gè)時(shí)代的發(fā)展關(guān)鍵，在此語境下暢想未來工廠的模樣，我們既需要有工程師的嚴(yán)謹(jǐn)，也需從社會、文化的視角充分思量。

未來工廠的終極使命仍然是服務(wù)于人類社會，懷揣面向未來的憂患意識，才能真正打造出具有核心競爭力的可持續(xù)制造，實(shí)現(xiàn)價(jià)值鏈的重塑，最終形成智慧、綠色、包容的經(jīng)濟(jì)形態(tài)。未來工廠顯然不會再有密集的工人群體與龐大的生產(chǎn)規(guī)模，基于大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)及人工智能，以各種信息技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化、自動化的柔性制造將成主流。自動化和新技術(shù)可創(chuàng)造新的職業(yè)空間，數(shù)據(jù)顯示，如果讓機(jī)器人從事最具挑戰(zhàn)的手動任務(wù)，將讓多達(dá)90%的一線工廠工人有機(jī)會從枯燥操作中脫身，接受再培訓(xùn)后走上更高回報(bào)和更高附加值的工作崗位，如此所產(chǎn)生的凈效應(yīng)可將勞動生產(chǎn)率提高七成以上。AI是增強(qiáng)生產(chǎn)力的重要手段，“AI在未來的工廠中將無所不在”，這樣的論斷無人想要質(zhì)疑，在AI作為關(guān)鍵驅(qū)動力的作用下，未來工廠將變得更敏捷、更趨定制化。但雄心與現(xiàn)實(shí)之間的差距不可忽視，高水平的人工智能時(shí)代目前仍顯遙遠(yuǎn)，許多企業(yè)仍在傳統(tǒng)生產(chǎn)環(huán)境中徘徊，建筑在云端的個(gè)性化車間不難，但“機(jī)器人接管工廠”還為時(shí)過早。

毫無疑問，未來工廠將擁有海量數(shù)據(jù)，使用強(qiáng)大而新穎的分析工具實(shí)時(shí)挖掘數(shù)十億以上的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并在此過程中充分釋放人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的潛力。不過，盡管現(xiàn)時(shí)的智能工廠與將要持續(xù)進(jìn)化的未來工廠代表了極高效率，但次品、浪費(fèi)、停機(jī)、延誤等問題并不會完全消失無影，它們只是被最大程度的扼殺在了前端。如果只將智能工廠的進(jìn)化創(chuàng)新集中在數(shù)據(jù)運(yùn)用之上，便很可能犯下“見樹不見林”的錯(cuò)誤。