秦云龍

“燈塔工廠”，被譽為“世界上最先進的工廠”，相當(dāng)于電影界的“奧斯卡金像獎”，是由世界經(jīng)濟論壇和麥肯錫咨詢公司共同選出的“數(shù)字化制造”和“全球化4.0”的示范標(biāo)桿。這些工廠代表了全球制造業(yè)領(lǐng)域智能化和數(shù)字化的最高水平，更代表著前沿和方向，如同茫茫大海上的明亮燈塔，為其他制造企業(yè)指明了前進航程。目前，全球有153家企業(yè)入選“燈塔工廠”，中國有62家，其中江蘇12家有7家在蘇州。去年年底，位于蘇州市吳江區(qū)的亨通集團光纖光棒智能制造工廠成為全球光通信行業(yè)首座“燈塔工廠”，而這也是江蘇省民營企業(yè)第一家入選者。

光纖，顧名思義是光導(dǎo)纖維，它就像一條超細的“信息高速公路”，每天承載著海量的信息數(shù)據(jù)在飛馳，是現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。拉制光纖的預(yù)制棒，簡稱“光棒”，它不僅決定著光纖的關(guān)鍵性能，還占據(jù)了光纖70%的成本，是棒纖纜產(chǎn)業(yè)鏈上的“明珠”。2010年之前，光棒技術(shù)基本掌握在美國、日本等企業(yè)手中。2010年亨通光纖自主研發(fā)出我國第一根國產(chǎn)光棒，2015年打破國外技術(shù)壟斷，顛覆了以四氯化硅為原料的傳統(tǒng)技術(shù)路線，率先成功自主研發(fā)出新一代綠色光棒技術(shù)及裝備，于2016年快速實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，成功打造了全球單體規(guī)模最大、技術(shù)領(lǐng)先的光纖光棒智能化制造工廠。

探秘“黑燈工廠”

“燈塔工廠”也被形象地稱為“黑燈工廠”，當(dāng)然并不是黑燈，也不是無人，而是指工廠的高度自動化和智能化。全球光通信行業(yè)首個“燈塔工廠”——亨通光纖光棒智能制造工廠位于蘇州吳江經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)，走進這里，《經(jīng)濟》雜志記者看到，一個個智能智造奇跡正在上演。這座全球最大的光纖預(yù)制棒智能制造基地，占地10多萬平方米，每天能生產(chǎn)出足夠環(huán)繞地球4圈半的光纖。在3萬平方米，上下3層樓的第二代光纖生產(chǎn)車間內(nèi)，一臺臺精密設(shè)備高效運轉(zhuǎn)，一架架重型桁架機器人有序穿梭，在十幾名工作人員輕松操控下的近400臺大型設(shè)備，經(jīng)過二氧化硅沉積、高溫?zé)Y(jié)、芯棒延伸等上百道工序，最終將一根重達百斤的透明光棒，拉成了直徑僅125微米、細如發(fā)絲的高性能光纖。值得一提的是，這一系列復(fù)雜的流程，大部分都是在“數(shù)字大腦”的精準(zhǔn)指揮下自動完成。

亨通光纖科技有限公司總經(jīng)理劉振華介紹，在數(shù)字新技術(shù)賦能下，亨通自主研發(fā)出了新一代綠色光棒技術(shù)及裝備，實現(xiàn)了光棒制造尺寸最大、沉積效率最快、制造精度最高、質(zhì)量最優(yōu)、成本最低、綠色化的目標(biāo)?！?010年之前，進口光纖的成本高達每公里2000元至3000元。而隨著亨通光纖在2010年自主研發(fā)出第一根國產(chǎn)光棒后，這一局面發(fā)生了翻天覆地的變化。如今，每公里光纖成本降至不足30元?！眲⒄袢A自豪地說。據(jù)他介紹，過去進口光棒的尺寸較小，僅1米長且外徑只有80毫米，一根光棒在半天內(nèi)便可完全拉制完畢，如今亨通光纖生產(chǎn)的大型光棒長達6米，外徑達到200毫米，單根光棒能夠在高溫拉絲爐中連續(xù)作業(yè)長達6天，可連續(xù)拉制長達15000公里的光纖，“這相當(dāng)于從北京到上海往返7次之多?，F(xiàn)在的拉絲速度也極為驚人，每分鐘可生產(chǎn)約3000米的光纖，這相當(dāng)于以時速180公里的速度在狂飆。”時至今日，亨通光纖的光棒年產(chǎn)量已達到2500噸，如果完全轉(zhuǎn)化為光纖則是1億芯公里，足以環(huán)繞地球赤道2000多圈。通過技術(shù)創(chuàng)新和自主研發(fā)，不僅大幅降低了光纖的生產(chǎn)成本，還顯著提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)量，實現(xiàn)了從依賴進口到自給自足，不僅在全球光纖市場中站穩(wěn)了腳跟，還實現(xiàn)了引領(lǐng)。

近年來，亨通光纖大力實施智能化改造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，先進分析技術(shù)、機器視覺和人工智能技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用，27個先進用例被部署實施，覆蓋了銷售、設(shè)計、生產(chǎn)和測量等多個業(yè)務(wù)領(lǐng)域，涵蓋了生產(chǎn)全過程。同時，該公司還對外發(fā)布了5項創(chuàng)新的重大專利技術(shù)，涵蓋了機器學(xué)習(xí)、智能優(yōu)化、標(biāo)識解析和人工智能視覺等領(lǐng)域。在智能化、數(shù)字化的有力加持下，亨通光纖的產(chǎn)能、成本效率、產(chǎn)值以及單位能耗等關(guān)鍵指標(biāo)均實現(xiàn)了兩位數(shù)的顯著提升。正是因為在數(shù)字化轉(zhuǎn)型與分析、智能自動化、可持續(xù)發(fā)展等領(lǐng)域的卓越表現(xiàn)，亨通光纖光棒智能制造工廠在去年年底被評為全球光通信行業(yè)首個“燈塔工廠”。實際上，亨通“燈塔工廠”的申報之路并非一帆風(fēng)順，“我們第一次申報連第一階段的網(wǎng)絡(luò)申請都沒有通過”。劉振華介紹，第一次失敗后，在蘇州各級政府的大力支持和全集團的努力下，開始深入復(fù)盤前次失敗的原因，并邀請行業(yè)專家團隊協(xié)助分析?！昂髞戆l(fā)現(xiàn)是我們發(fā)掘的深度和廣度不夠，以及與中西方的表達方式差異有關(guān)。去年再次申報時，外國評審沒有提出任何問題，就成功了。”

創(chuàng)新成就硬實力

在亨通的光棒光纖生產(chǎn)過程中，到處都閃現(xiàn)著科技之光，數(shù)字化、智能化要素?zé)o處不在，而這一切都源于亨通光纖26年對精益制造、管理信息化、生產(chǎn)智能化的專注和厚積薄發(fā)。

制造光棒最重要的兩個工序是沉積和燒結(jié)，當(dāng)一顆顆二氧化硅沉積起來，形成白色圓柱狀的芯棒疏松體，運往下一道制造工序進行燒結(jié)，桁架機器人便開始發(fā)揮關(guān)鍵作用?！八邆?60度定點定位功能，能夠精準(zhǔn)對接工序，在執(zhí)行任務(wù)時，不僅能進行4種聯(lián)動的微距調(diào)整，還必須在超過1000攝氏度的高溫環(huán)境下，‘拿捏像煙灰一樣易碎的芯棒疏松體，這要求精確掌控力學(xué)，消除震動，確保精確抓取，這是人類根本無法完成的?！眲⒄袢A介紹，得益于如攝像機鏡頭、保溫涂膜等技術(shù)的進步，以及我國綜合能力的提升，這一高難度工序才得以實現(xiàn)。此外，桁架機器人還配備有“智慧大腦”，能分析每臺設(shè)備的沉積工藝狀況和良品率，然后根據(jù)算力自動優(yōu)先向表現(xiàn)最佳的設(shè)備派發(fā)任務(wù)，顯著提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。劉振華表示，真正的挑戰(zhàn)在于如何讓這些設(shè)備變得更高效、更聰明，“通過對AI的訓(xùn)練和修正，將性能從95分提升至99分，甚至99.9分，這是通過建立仿真平臺，鎖定關(guān)鍵維度和方向，不斷試錯、糾錯和持續(xù)優(yōu)的過程，需要大量時間和不斷努力。”

最近，亨通集團正在開發(fā)一套機器學(xué)習(xí)閉環(huán)系統(tǒng)，主要用于特種光纖的配方研發(fā)?！肮饫w雖細如發(fā)絲，但內(nèi)部需形成精確的高斯曲線，我們的沉積配方由一萬層去堆砌，每層僅0.4微米厚。傳統(tǒng)方法是在檢測完成后拉絲，之后再檢測是否合格，現(xiàn)在則通過數(shù)字化標(biāo)定工序，使用檢測設(shè)備逐點掃描生成數(shù)字化圖像進行核對?！眲⒄袢A介紹，因受震動、溫度等因素影響，這項工作要求的誤差在萬分之三以內(nèi)，否則就會出現(xiàn)產(chǎn)品畸變和良品率下降?！袄脵C器學(xué)習(xí)閉環(huán)系統(tǒng)逐層檢測，發(fā)現(xiàn)問題能迅速定位原因，這與傳統(tǒng)的操作方法截然不同?！币郧?，這項工作由人工完成，檢測一次大概需要一周的時間，而現(xiàn)在只需3秒，效率得到極大提升。亨通集團運營中心負責(zé)人張征平表示，這一切看上去似乎很簡單，實際上讓機器設(shè)備變得更聰明、更精準(zhǔn)好用，是一個漫長而艱難的過程?！霸谖覀兊挠^點中，將規(guī)劃付諸實踐并不會帶來多少興奮感。執(zhí)行時，需要收集數(shù)據(jù)，為機器學(xué)習(xí)制定規(guī)則并訓(xùn)練它，這需要領(lǐng)導(dǎo)和員工都具備耐心，要持續(xù)嘗試和糾正錯誤，才能讓機器變得更加智能。我們無法確切知道何時或者是否會出現(xiàn)好的結(jié)果。這個過程就像撫養(yǎng)一個孩子，從小學(xué)到大學(xué)需要不斷去教育，只有當(dāng)他能夠獨立工作，那時候才是真正令人興奮的?！?/p>

時至今日，亨通的光棒光纖智能生產(chǎn)車間的設(shè)備、配套工藝、軟件和信息化平臺均由自主設(shè)計開發(fā)，經(jīng)過26年的持續(xù)自主研發(fā)和對AI的不斷訓(xùn)練與修正，亨通集團各種先進分析技術(shù)、機器視覺和人工智能技術(shù)全面覆蓋生產(chǎn)流程，使得工廠效率提升了66％、單位制造成本降低了21％、單位能耗也下降至33%，不良率更是降低了52％。

“燈塔工廠”的育成之路

談及亨通光纖的“燈塔工廠”的育成之路，劉振華用“一內(nèi)一外，一上一下”來總結(jié)其背后的推動力量?！巴獠縼砜矗覈腿鐣荚谧陨隙?，積極推動智能化改造、數(shù)字化轉(zhuǎn)型；內(nèi)部而言，亨通光纖經(jīng)過多年發(fā)展，在技術(shù)迭代、產(chǎn)品質(zhì)量保證和控制，以及環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展等方面均面臨挑戰(zhàn)，需要通過新的路徑實現(xiàn)更低成本、更快速的產(chǎn)品交付，并提高產(chǎn)品全生命周期的質(zhì)量保證和控制，我們存在自下而上、實實在在的改革需求?！?/p>

劉振華介紹，亨通光纖信息化、智能化、數(shù)字化建設(shè)歷程實際上可分為4個階段：2002年至2003年建廠初期，年產(chǎn)能為200萬芯。當(dāng)時主要聚焦于實現(xiàn)檢測功能、推行無紙化辦公以及信息錄入等基礎(chǔ)工作，為后續(xù)的數(shù)字化建設(shè)打下堅實基礎(chǔ)。2006年至2008年，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大和需求的增加，建立了全生產(chǎn)流程追蹤系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了對生產(chǎn)過程的全面監(jiān)控、追溯和系統(tǒng)管理，數(shù)字化建設(shè)完成進階。2009年至2014年，進一步細化了生產(chǎn)管理，將信息化滲透到每一個角落，正式進入了信息化融合階段。2015年，亨通光纖全面開啟數(shù)字化進程，通過引入先進的數(shù)字技術(shù)和設(shè)備，實現(xiàn)了生產(chǎn)流程的自動化、智能化管理?！皩嶋H上亨通集團1998年就上了第一套系統(tǒng)，但我認(rèn)為公司真正的數(shù)字化元年應(yīng)是2015年，當(dāng)時集團啟動了三化建設(shè)——工廠智能化、管理信息化、制造精益化，這為后續(xù)智轉(zhuǎn)數(shù)改的順利變革奠定了堅實基礎(chǔ)。”

如今，亨通集團已經(jīng)部署了40多套系統(tǒng)，構(gòu)建起了具有亨通特色、能夠滿足自我需求的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，面向集團內(nèi)70多家公司開放。智改數(shù)轉(zhuǎn)領(lǐng)域能夠取得今天的成就，劉振華直言與亨通集團創(chuàng)始人崔根良的前瞻性有關(guān)，“早在1998年，就上了ERP系統(tǒng)，2015年董事長開始推動三化建設(shè)，他認(rèn)為這是實現(xiàn)智能化、數(shù)字化的基石和必由之路”。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮中，許多企業(yè)之所以難以有效推進或效果不佳，劉振華認(rèn)為，主要是因為其信息化基礎(chǔ)尚未穩(wěn)固，設(shè)備自動化程度不足，生產(chǎn)流程和管理尚未精益化，“沒有這些基礎(chǔ)，就急于求成進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，自然難以成功”。

經(jīng)過33年的發(fā)展，亨通集團已成為全球領(lǐng)先的光通信與能源系統(tǒng)解決方案服務(wù)商，擁有70家子公司，13個海外產(chǎn)業(yè)基地及2萬多名員工，業(yè)務(wù)覆蓋通信、電力、海洋通信、海洋能源及先進新能源材料五大領(lǐng)域。其重要組成部分亨通光纖，在光棒和光纖制造方面掌握四大自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)路線，產(chǎn)品涵蓋通信、激光、傳感三大領(lǐng)域。展望未來，劉振華表示，亨通光纖希望成為“燈塔工廠”的排頭兵和新質(zhì)生產(chǎn)力的倡導(dǎo)者與領(lǐng)跑者。為此，亨通光纖聚焦業(yè)務(wù)全流程，識別各項管理要素，共整理出86項可以數(shù)據(jù)化、可測量、可改善、可實施的評價指標(biāo)，搭建了一套完整的“燈塔工廠”評價體系。未來3年計劃培養(yǎng)出20名評估專家、30名數(shù)字化專家，并挖掘超過100個亮點案例和10個典型應(yīng)用場景，再復(fù)制出一個“燈塔工廠”?！拔覀兂蔀榈谝?，也希望更多的人，能夠加入我們，成為燈塔?！眲⒄袢A說。