導(dǎo) 讀：當(dāng)前，數(shù)字技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，不斷催生新的產(chǎn)品架構(gòu)、組織形態(tài)、商業(yè)模式、價(jià)值鏈供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)流程，制造業(yè)出現(xiàn)大量新模式?！段磥碇圃欤簲?shù)智化時(shí)代的制造新模式》一書介紹了反向定制（C2M 制造）、用戶參與制造、社群化制造、云制造、柔性制造、太空制造等15種在制造業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)并引起較大關(guān)注的新模式，并結(jié)合具體案例進(jìn)行解讀?！艾F(xiàn)代化新征程叢書（第二輯）”之《未來制造：數(shù)智化時(shí)代的制造新模式》，中國(guó)社會(huì)科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所課題組編著，中國(guó)發(fā)展出版社2024年5月第一版，內(nèi)容略有刪減。

●云制造

摘 要：云制造是一種基于網(wǎng)絡(luò)、面向服務(wù)的智能制造新模式。它融合發(fā)展了現(xiàn)有數(shù)字制造技術(shù)與云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，將各類制造資源和制造能力虛擬化、服務(wù)化，構(gòu)成制造資源和制造能力的服務(wù)云池，并進(jìn)行統(tǒng)一、集中的優(yōu)化管理和經(jīng)營(yíng)，用戶通過云端就能隨時(shí)隨地按需獲取制造資源與能力服務(wù)，進(jìn)而智慧地完成其制造全生命周期的各類活動(dòng)。

新一代數(shù)字技術(shù)的突破和廣泛應(yīng)用將重塑制造業(yè)的技術(shù)體系、生產(chǎn)模式、發(fā)展要素及價(jià)值鏈。與數(shù)字制造、智能制造相關(guān)的各種新范式層出不窮、相互交織，體現(xiàn)為不同程度、不同層次的數(shù)實(shí)融合發(fā)展模式。云計(jì)算的計(jì)算模式和運(yùn)營(yíng)模式為制造業(yè)所采用，形成了以數(shù)據(jù)、算法、計(jì)算為核心的云制造模式。云制造具有制造資源和能力的物聯(lián)化、虛擬化、服務(wù)化、協(xié)同化、智能化等特征，企業(yè)可以基于云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造、采購(gòu)、營(yíng)銷資源和能力的供需對(duì)接，從而滿足用戶個(gè)性化、碎片化的產(chǎn)品和服務(wù)需求。與其他幾種典型模式相比，云制造采用了不同的視角審視與探索先進(jìn)制造的方法。在云制造模式的驅(qū)動(dòng)下，社會(huì)化分工將更加深化和有序，變得更加協(xié)同、有效。適應(yīng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大勢(shì)，數(shù)據(jù)是云制造的戰(zhàn)略資源，算力是云制造的核心生產(chǎn)力。

云制造把制造資源虛擬化，讓制造資源能夠方便地為更多的人使用。未來專業(yè)化的分工只會(huì)越來越細(xì)化，制造云的資源與能力不但可以為企業(yè)自己所用，也可以為其他企業(yè)所用。例如有很多小型工業(yè)設(shè)計(jì)室，創(chuàng)意非常好，但由于資金問題，它可能連專業(yè)的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件都買不起。為此，希望有人共享這些“裝備”，那就需要通過“云”的協(xié)同方式在一個(gè)數(shù)字化平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。擁有生產(chǎn)設(shè)備與設(shè)計(jì)軟件的人或者企業(yè)可以在資源閑置的時(shí)候?qū)⑺鼈儭白狻背鋈?，從而提升了資源的使用效率。過去，企業(yè)與企業(yè)之間“協(xié)同”需要打電話、見面，這些都會(huì)產(chǎn)生交易成本，如果有了“云”的平臺(tái)，協(xié)同效率會(huì)大幅提升。

一、以用戶需求為中心的網(wǎng)絡(luò)化制造

云制造模式可以將各類制造資源和制造能力虛擬化、服務(wù)化，并進(jìn)行統(tǒng)一、集中的智能化管理，實(shí)現(xiàn)多方共贏、普適化和高效的共享和協(xié)同，為制造全生命周期提供可隨時(shí)獲取、按需使用、安全可靠、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的專業(yè)服務(wù)。

（一）內(nèi)涵特征

當(dāng)前，制造業(yè)企業(yè)面臨著“多型、多態(tài)、多線”的特征，產(chǎn)品能力狀態(tài)的持續(xù)迭代，使得生產(chǎn)系統(tǒng)的硬件和軟件持續(xù)升級(jí)變化。新的零部件、新材料不斷在生產(chǎn)系統(tǒng)中得到應(yīng)用，生產(chǎn)集成方案和工藝路徑也需隨之快速迭代。傳統(tǒng)制造業(yè)依靠增加產(chǎn)線、對(duì)作業(yè)單元進(jìn)行局部改造和工藝流程優(yōu)化等手段，無法從根本上突破產(chǎn)品生產(chǎn)集成效率提升的瓶頸。因此，根據(jù)制造資源不斷分散、制造能力持續(xù)升級(jí)的趨勢(shì)，企業(yè)利用網(wǎng)絡(luò)和云制造平臺(tái)將制造資源和能力物聯(lián)化、虛擬化，最終實(shí)現(xiàn)制造服務(wù)化、協(xié)同化、智能化，塑造出一種基于知識(shí)、面向服務(wù)的智能制造新模式——云制造，這是按用戶需求組織網(wǎng)上制造資源（制造云），為用戶提供各類按需制造服務(wù)的一種網(wǎng)絡(luò)化制造新模式。

與現(xiàn)有先進(jìn)制造模式相比，云制造適應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈全球化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，以及制造資源共享化、協(xié)同化發(fā)展的需要，從制造、銷售領(lǐng)域延伸拓展到使用、服務(wù)等領(lǐng)域。云制造的發(fā)展首先得益于云計(jì)算技術(shù)的成熟，云計(jì)算已經(jīng)成為各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的技術(shù)底座，“上云”的趨勢(shì)已經(jīng)從互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)拓展到傳統(tǒng)制造行業(yè)。云制造就是將制造資源和能力放入“云”中，以便企業(yè)或個(gè)人可以隨時(shí)隨地獲取它們。制造資源包括各類制造設(shè)備（如機(jī)床、加工中心、計(jì)算設(shè)備），制造能力則包括制造過程中的各種模型、數(shù)據(jù)、軟件、領(lǐng)域知識(shí)等，基于制造云平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)制造過程中用戶參與、透明和集成、按需使用和付費(fèi)、能力共享與交易的功能。

從制造數(shù)字化的視角看，云制造涵蓋制造全過程所產(chǎn)生的信息、數(shù)據(jù)、知識(shí)等，如生產(chǎn)工序、方法及技術(shù)，以及云平臺(tái)與其他制造設(shè)備之間形成的數(shù)據(jù)要素集合。因此，云制造至少應(yīng)包括“制造云”平臺(tái)、用戶交互平臺(tái)、資源共享平臺(tái)、遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)等功能。通過數(shù)字平臺(tái)建設(shè)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)鏈的上下打通，通過協(xié)同制造技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了各供應(yīng)商之間的橫向聯(lián)動(dòng)，形成了設(shè)計(jì)、制造、管理一體化的云制造模式。

（二）架構(gòu)體系

云制造體系包括制造資源（制造設(shè)備、制造能力、制造知識(shí)等）、制造云、制造全生命周期應(yīng)用三大組成部分。云制造能夠有效利用社會(huì)資源，創(chuàng)新生產(chǎn)模式，如個(gè)性化定制、眾包設(shè)計(jì)及協(xié)同制造、設(shè)備健康保障等模式，這些制造模式以制造云平臺(tái)等基礎(chǔ)設(shè)施為實(shí)現(xiàn)前提。云平臺(tái)能夠?qū)⒕W(wǎng)、云、數(shù)、智、安、邊、端、鏈等技術(shù)深度融合，加快打造可提供數(shù)據(jù)感知、傳輸、存儲(chǔ)、運(yùn)算一體化服務(wù)的算力網(wǎng)絡(luò)，一點(diǎn)接入、即取即用。基于制造云平臺(tái)，企業(yè)通過建立標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的制造云服務(wù)管理框架和體系，搭建云制造服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)分散資源的集成與共享，匹配與交易。

云平臺(tái)是制造資源虛擬化、服務(wù)化后構(gòu)成的虛擬制造資源池，在云平臺(tái)上制造資源被封裝和組合，形成制造過程所需要的各類服務(wù)，如設(shè)計(jì)服務(wù)、仿真服務(wù)、生產(chǎn)加工服務(wù)、管理服務(wù)和集成服務(wù)等。在云制造環(huán)境下，制造資源可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、靈敏的組織和使用，并且基于云制造柔性、互聯(lián)、動(dòng)態(tài)、虛擬服務(wù)化的特點(diǎn)，支持用戶可以在任何環(huán)境下通過網(wǎng)絡(luò)獲取制造服務(wù)，實(shí)現(xiàn)智能制造和智能服務(wù)。云制造的系統(tǒng)架構(gòu)是一個(gè)涵蓋智能產(chǎn)品、智能制造、智能服務(wù)以及制造云平臺(tái)的大系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品、機(jī)器、數(shù)據(jù)、人的全面互聯(lián)互通、綜合集成與資源優(yōu)化配置。云制造支持多用戶、超大規(guī)模集成制造、多區(qū)域協(xié)同制造，因此，云制造體系架構(gòu)必須能夠支持多用戶同時(shí)訪問、多個(gè)制造進(jìn)程控制、制造全生命周期管理、大量數(shù)據(jù)的分析處理等復(fù)雜業(yè)務(wù)。在云制造模式下，智能制造系統(tǒng)將演變成為復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，企業(yè)需融入智能制造生態(tài)系統(tǒng)，才能更好地生存和發(fā)展。

云制造融合了物聯(lián)網(wǎng)、信息物理系統(tǒng)、邊緣智能等新一代信息技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)軟硬制造資源和能力的全系統(tǒng)、全生命周期、全方位的接入和感知，尤其是制造資源（如機(jī)床、加工中心、仿真設(shè)備、試驗(yàn)設(shè)備和物流貨物等制造硬設(shè)備）和制造能力（如人、知識(shí)、組織、業(yè)績(jī)、信譽(yù)和資源等）的接入與感知。云制造體系具有系統(tǒng)性特征——復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性、不確定性等，以制造云為主要載體，聚集了企業(yè)智能制造及社會(huì)價(jià)值鏈條，使得智能產(chǎn)品、智能制造、智能服務(wù)等各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)信息共享、系統(tǒng)集成與資源優(yōu)化配置。云制造系統(tǒng)能夠通過獲取和分析外部信息，包括人與人之間、機(jī)器與機(jī)器之間、人與機(jī)器之間、企業(yè)與企業(yè)之間，并主動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行參數(shù)，不斷動(dòng)態(tài)調(diào)整以適應(yīng)環(huán)境的變化，以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)和優(yōu)化決策。

在應(yīng)用過程中，云制造平臺(tái)是負(fù)責(zé)制造云管理、運(yùn)行、維護(hù)以及云服務(wù)的接入接出等任務(wù)的軟件平臺(tái)，首先要通過“接入”——將各種制造資源與制造能力封裝為云服務(wù)，聚集成制造云，而后面向制造全生命周期應(yīng)用提供各種服務(wù)，這一過程稱為“接出”，相關(guān)行業(yè)的用戶通過云制造平臺(tái)提出具體的使用請(qǐng)求，制造云會(huì)自動(dòng)尋找最為匹配的云服務(wù)，通過調(diào)度、優(yōu)化、組合等一系列操作，向用戶提供解決方案。由于云制造平臺(tái)的開放性更高，企業(yè)在參與業(yè)務(wù)過程中可以不斷積累經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，將通用技術(shù)能力沉淀，提升信息系統(tǒng)對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)需求的快速響應(yīng)和敏捷交付能力，使得企業(yè)間能夠形成持久的協(xié)作關(guān)系，并組建云制造聯(lián)盟。

二、云制造的演化過程

在沒有任何先例可循的情況下，國(guó)內(nèi)制造業(yè)企業(yè)通過構(gòu)建共性技術(shù)平臺(tái)、制造資源虛擬化、建設(shè)數(shù)字平臺(tái)等方式，探索云制造發(fā)展模式。云制造模式經(jīng)歷了從共性技術(shù)平臺(tái)到制造云平臺(tái)的演化過程。

（一）共性技術(shù)平臺(tái)

在實(shí)踐中，企業(yè)實(shí)現(xiàn)制造資源共享最簡(jiǎn)易的方式莫過于建設(shè)共性技術(shù)平臺(tái)，構(gòu)建共性技術(shù)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)共性基礎(chǔ)技術(shù)資源的有效整合和整體布局的優(yōu)化。

產(chǎn)品共性技術(shù)管理平臺(tái)主要負(fù)責(zé)產(chǎn)品需求輸入、總體設(shè)計(jì)、集成測(cè)試、仿真驗(yàn)證以及產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)、驗(yàn)證及工藝輸出管理等方面。平臺(tái)以產(chǎn)品需求輸入為依據(jù)，以產(chǎn)品設(shè)計(jì)工具和軟件為手段，以形成可操作的工藝流程文件為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和過程控制三者的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建了靈活高效的產(chǎn)品設(shè)計(jì)管理機(jī)制，解決“多品種、小批量”需求帶來的設(shè)計(jì)難題。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程的柔性管理，平臺(tái)采用“管控+數(shù)字化+生產(chǎn)線”的研制思路，以通用化、柔性設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，以生產(chǎn)制造的工藝流程優(yōu)化、管控體系程序固化以及制造設(shè)備智能化為手段，充分發(fā)揮現(xiàn)有軟硬件資源能力，加快建設(shè)高效柔性生產(chǎn)線。通過基于共性技術(shù)資源整合的通用產(chǎn)品研制管理，改變了企業(yè)傳統(tǒng)的“小而全、分而散”的產(chǎn)品通用研發(fā)制造模式，消除了共性基礎(chǔ)技術(shù)資源建設(shè)相對(duì)分散、不成體系以及多頭管理、協(xié)調(diào)復(fù)雜、效率不高等弊端。初級(jí)的云制造模式，通過基于共性技術(shù)資源整合的通用產(chǎn)品研制管理，解決了將復(fù)雜且動(dòng)態(tài)的產(chǎn)品研制流程進(jìn)行優(yōu)化并固化的問題，將技術(shù)成熟的產(chǎn)品形成通用產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)積累并提供技術(shù)升級(jí)，為基于共性技術(shù)資源整合的通用產(chǎn)品提供多專業(yè)多平臺(tái)的大系統(tǒng)和整機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)，為批量生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）資源的虛擬化

制造資源虛擬化是搭建制造云平臺(tái)的關(guān)鍵步驟，而資源虛擬化的核心是開展數(shù)學(xué)定義與建模，實(shí)施系統(tǒng)化模型管理。在深入理解產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境和集成制造變革需求的基礎(chǔ)上，企業(yè)結(jié)合對(duì)數(shù)字化、智能化制造的深度研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建全要素仿真驅(qū)動(dòng)的柔性智能生產(chǎn)體系。充分利用數(shù)學(xué)計(jì)算的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)制造資源與過程的高效協(xié)同，大幅提高生產(chǎn)力，縮短生產(chǎn)周期，滿足用戶需求。

以作者長(zhǎng)期跟蹤研究的某制造企業(yè)為例，面對(duì)外部變化的不確定性、技術(shù)狀態(tài)的多變性、生產(chǎn)集成過程的復(fù)雜性和多品種、變批量的產(chǎn)品特點(diǎn)，為確保整個(gè)企業(yè)多型產(chǎn)品的集成過程連續(xù)性、平穩(wěn)性，企業(yè)充分利用數(shù)字化的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建了一套綜合仿真計(jì)算系統(tǒng)——這可以視為云制造的雛形。在制造資源虛擬化方面，該企業(yè)以用戶和相關(guān)方需求為牽引，以數(shù)字化價(jià)值要素與集成制造要素相融合、數(shù)字域/物理域雙向映射為基礎(chǔ)，從數(shù)字化定義與建模、數(shù)字空間仿真計(jì)算、多專業(yè)制造協(xié)同、運(yùn)營(yíng)智能管控、動(dòng)態(tài)調(diào)整與自進(jìn)化五個(gè)方面入手，將以前基于項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的粗顆粒度生產(chǎn)管理，變革為基于流程規(guī)范化、資源多維度精細(xì)定義、工藝路徑仿真計(jì)算柔性重構(gòu)、車間與產(chǎn)線工位制造能力柔性可擴(kuò)展、組織與專業(yè)精準(zhǔn)協(xié)同、運(yùn)營(yíng)管控?cái)?shù)據(jù)和模型智能驅(qū)動(dòng)、貫穿企業(yè)—車間—產(chǎn)線工位各層級(jí)的，從需求到仿真、執(zhí)行、控制、優(yōu)化全過程的自閉環(huán)、自進(jìn)化的智能生產(chǎn)管理體系。

企業(yè)開展工藝過程、制造資源的數(shù)學(xué)定義和建模，完成物理域到數(shù)字域的映射，從數(shù)學(xué)上打開生產(chǎn)集成過程“黑匣子”，為路徑的仿真和靈活規(guī)劃提供支撐。與傳統(tǒng)的批量機(jī)械加工、裝配相比，個(gè)性化產(chǎn)品、規(guī)?；ㄖ葡碌纳a(chǎn)過程，存在工藝與技術(shù)狀態(tài)變更頻繁、資源需求復(fù)雜等特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)柔性智能生產(chǎn)體系的構(gòu)建，企業(yè)通過開展產(chǎn)品數(shù)字化建模定義與建模將制造資源虛擬化。例如，對(duì)生產(chǎn)過程及可配置制造資源進(jìn)行識(shí)別、分解與數(shù)學(xué)定義；發(fā)布建模規(guī)則，從物理、邏輯、行為等方面進(jìn)行建模，完成資源和過程從物理世界到虛擬世界的映射；對(duì)制造過程風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行建模，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)字化管控；針對(duì)類型多、數(shù)量龐大的模型，以技術(shù)和管理為抓手，構(gòu)建統(tǒng)一云服務(wù)平臺(tái)，推進(jìn)建模工作的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化。

基于云制造平臺(tái)，對(duì)單元制造所需的人員、儀器、工位、設(shè)備等資源進(jìn)行仿真計(jì)算，為獲取資源配置最優(yōu)策略進(jìn)行精細(xì)化制造資源計(jì)劃。利用算法將單臺(tái)套資源調(diào)用模式轉(zhuǎn)變?yōu)槿仲Y源動(dòng)態(tài)最優(yōu)調(diào)用，進(jìn)而快速形成系統(tǒng)協(xié)同、可擴(kuò)展、高效應(yīng)變的能力，達(dá)到大幅提高資源流轉(zhuǎn)效率、提升資源的使用率、節(jié)約生產(chǎn)成本的目的。生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)各專業(yè)團(tuán)隊(duì)根據(jù)數(shù)字空間計(jì)算的作業(yè)指令，遵循協(xié)同作業(yè)機(jī)制，協(xié)同開展各項(xiàng)作業(yè)，對(duì)大量資源進(jìn)行快速配置和靈活重組，使單元級(jí)的生產(chǎn)集成能力快速重構(gòu)生成，實(shí)現(xiàn)按時(shí)完成原本不確定的訂單需求，達(dá)到最終產(chǎn)出的目標(biāo)。

（三）數(shù)字平臺(tái)建設(shè)

企業(yè)建設(shè)云制造平臺(tái)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)傳遞的暢通，通過“數(shù)字平臺(tái)”打通管理層與現(xiàn)場(chǎng)層，實(shí)現(xiàn)企業(yè)層面的數(shù)據(jù)信息互聯(lián)互通。在設(shè)備層，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備間的互聯(lián)互通，打通了車間制造運(yùn)營(yíng)層和設(shè)備層數(shù)據(jù)控制鏈，從數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，穩(wěn)步邁向制造過程的智能化。

云制造是通過強(qiáng)化新一代信息技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)融合而成的先進(jìn)制造模式，云制造平臺(tái)精準(zhǔn)對(duì)接客戶需求，提供安全高效、便捷、可視化的智能化服務(wù)，推動(dòng)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了以下幾方面的變化。

第一，制造知識(shí)與技能的產(chǎn)生、獲取、應(yīng)用與傳承效率發(fā)生根本性變化，制造業(yè)創(chuàng)新能力極大提高。借助機(jī)器學(xué)習(xí)、人機(jī)混合智能等新一代信息技術(shù)，制造領(lǐng)域知識(shí)與技能的產(chǎn)生、獲取、應(yīng)用和傳承將從以人為主體，變?yōu)槿藱C(jī)協(xié)同，最終以智能機(jī)器為主體，其效率發(fā)生根本性變化，制造業(yè)創(chuàng)新能力因而有了極大提高。

第二，產(chǎn)品制造過程高質(zhì)量、柔性、高效、低能耗。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，未來的云制造設(shè)計(jì)系統(tǒng)將擁有強(qiáng)大且可不斷自主學(xué)習(xí)完善的知識(shí)庫支持，可對(duì)產(chǎn)品性能、可靠性、壽命、成本等進(jìn)行準(zhǔn)確建模與仿真分析，這不僅可極大提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率與質(zhì)量，以快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，同時(shí)將有效減輕產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)，而且方便用戶參與設(shè)計(jì)過程甚至自主設(shè)計(jì)所偏好的產(chǎn)品，大大提高產(chǎn)品創(chuàng)新的效率；在云生產(chǎn)方面，信息互聯(lián)互通將從企業(yè)內(nèi)部延伸至全供應(yīng)鏈和全產(chǎn)業(yè)鏈，精確建模、實(shí)時(shí)優(yōu)化決策等關(guān)鍵技術(shù)形成制造裝備全生命周期的高安全性、高可靠性、高實(shí)時(shí)性、高精確性，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造的高質(zhì)量、柔性、高效與低能耗。

第三，服務(wù)呈現(xiàn)智能化。在新一代智能制造環(huán)境下，產(chǎn)品和服務(wù)將不斷融合，服務(wù)范圍不斷拓展，服務(wù)效率不斷提升。數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化的產(chǎn)品將從單一商品演變成基于互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)資源，企業(yè)可以向產(chǎn)品用戶提供遠(yuǎn)程診斷、故障預(yù)測(cè)、遠(yuǎn)程維修等一系列服務(wù)，從而顛覆原有的商業(yè)模式。企業(yè)將通過收集用戶的原始信息和需求信息，并結(jié)合運(yùn)營(yíng)過程積累的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和商業(yè)智能分析，主動(dòng)給用戶提供精準(zhǔn)、高效的服務(wù)。

三、未來展望

云制造是一種典型的面向服務(wù)和需求的制造模式，制造需求的不確定性導(dǎo)致了云服務(wù)的動(dòng)態(tài)性和多樣化特征。如何將動(dòng)態(tài)的、分布的、異構(gòu)的云制造服務(wù)進(jìn)行集成和協(xié)同管理，成為實(shí)現(xiàn)云制造模式需解決的關(guān)鍵技術(shù)難題之一。當(dāng)前，云制造模式的應(yīng)用與發(fā)展還處于探索階段，并沒有一個(gè)成熟的發(fā)展模式。在私有云領(lǐng)域，企業(yè)已經(jīng)做出了大量的探索，并將“上云”作為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要手段。隨著“上云”工程的實(shí)施，企業(yè)也越來越多地將自身的制造資源和制造能力虛擬化，封裝成具有企業(yè)特色和行業(yè)特色的云服務(wù)。但是，在公有云領(lǐng)域，更多的是運(yùn)營(yíng)商和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在推動(dòng)管理的數(shù)字化，真正可以為全社會(huì)所共享的云制造模式還沒有出現(xiàn)。

作為一種先進(jìn)的制造理念，未來云制造將推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)這一眾包理念的實(shí)現(xiàn)。云制造模式強(qiáng)調(diào)制造能力的服務(wù)化及按需使用，使得更多形態(tài)的資源服務(wù)進(jìn)入云制造平臺(tái)中，并可基于云制造平臺(tái)建立服務(wù)社區(qū)，將極大地?cái)U(kuò)展社會(huì)化服務(wù)的共享邊界，為實(shí)現(xiàn)涉及更廣泛業(yè)務(wù)、更復(fù)雜任務(wù)的眾包生產(chǎn)提供資源基礎(chǔ)。當(dāng)制造云不再僅僅為企業(yè)自身服務(wù)時(shí)，制造資源能夠?yàn)樯鐣?huì)化共享，云制造平臺(tái)便具備了公有屬性。為了推動(dòng)以眾包制造為目標(biāo)的云制造模式實(shí)現(xiàn)，政府和企業(yè)應(yīng)堅(jiān)持“邊建設(shè)、邊運(yùn)營(yíng)、邊完善”原則，不斷完善功能、豐富應(yīng)用，并在以下三個(gè)方面做出努力。

一是構(gòu)建先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字化轉(zhuǎn)型最底層的基礎(chǔ)設(shè)施，其重要性不言而喻。通過構(gòu)建領(lǐng)先的感知網(wǎng)絡(luò)體系，可以為涉及國(guó)計(jì)民生的傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的高效運(yùn)轉(zhuǎn)、安全運(yùn)營(yíng)提供保障。積極引入外部能力，秉承“開門建中臺(tái)”理念，通過招募、認(rèn)證、簽約的能力引入相關(guān)業(yè)務(wù)流程，充分發(fā)揮合作伙伴的優(yōu)秀能力。通過感知、連接、算力的融合，使傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施具備長(zhǎng)距離、精準(zhǔn)防護(hù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的感知能力。二是推進(jìn)企業(yè)實(shí)施智能云計(jì)劃。鼓勵(lì)工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)落地，積極推動(dòng)建設(shè)工業(yè)應(yīng)用軟件及產(chǎn)品和裝備維護(hù)知識(shí)庫，應(yīng)用服務(wù)基于云端部署，不斷提升平臺(tái)服務(wù)能力，加強(qiáng)資源整合對(duì)接，鼓勵(lì)地方政府以購(gòu)買服務(wù)方式支持中小企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)上云。三是打造可復(fù)制的行業(yè)云平臺(tái)。千行百業(yè)的數(shù)字化都有自身不同的特點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)中小企業(yè)來說還面臨技術(shù)能力不足等難題，需要技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)融合在一起才能形成更有針對(duì)性的數(shù)字化方案。打造針對(duì)工業(yè)、政務(wù)、煤礦、電力、公路等行業(yè)應(yīng)用程序平臺(tái)即服務(wù)，實(shí)現(xiàn)一次開發(fā)、多次部署、廣泛復(fù)用，加速行業(yè)數(shù)字化成果復(fù)制。

●●柔性制造

摘 要：柔性制造是一種使制造企業(yè)能夠以經(jīng)濟(jì)的方式實(shí)現(xiàn)小批量、多品類產(chǎn)品生產(chǎn)的模式。其核心在于通過柔性生產(chǎn)系統(tǒng)，快速適應(yīng)市場(chǎng)需求的變化，實(shí)現(xiàn)定制化生產(chǎn)。柔性制造系統(tǒng)包括自動(dòng)加工、監(jiān)控、倉(cāng)儲(chǔ)物流等子系統(tǒng)，依托5G、人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備、工藝、產(chǎn)品、工序等方面的柔性化。柔性制造不僅推動(dòng)了生產(chǎn)端的效率提升，還使得企業(yè)能夠更緊密地連接消費(fèi)者需求，為制造業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型提供了重要支持。

原先需要1000件起訂的服裝生產(chǎn)最低要求下降至100件，原先需要15天的交付期壓縮至7天，這就是阿里巴巴秘密運(yùn)營(yíng)三年之后在2020年“千呼萬喚始出來”的“犀牛智造”。犀牛制造工廠成功將交貨時(shí)間縮短75%，庫存降低30%，制衣用水量減少50%，運(yùn)轉(zhuǎn)效率達(dá)到行業(yè)平均水平的4倍。①通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)打通所有的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)相互通信，犀牛制造工廠的柔性制造系統(tǒng)展現(xiàn)出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代生產(chǎn)工廠的可能樣貌。車間里所有的工藝流程設(shè)備全部實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，馬達(dá)轉(zhuǎn)速、頻率等數(shù)據(jù)都被信息系統(tǒng)記錄下來，進(jìn)而將工人的生產(chǎn)效率轉(zhuǎn)化為具體的數(shù)字。柔性制造系統(tǒng)會(huì)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，及時(shí)通知管理人員，根據(jù)訂單需求推動(dòng)產(chǎn)能調(diào)配持續(xù)優(yōu)化。“犀牛智造”的愿景是成為全球最大的數(shù)字化制造基礎(chǔ)設(shè)施，讓商家像使用云計(jì)算一樣使用“犀牛智造”。這一切的基礎(chǔ)在于阿里巴巴在生產(chǎn)場(chǎng)景中應(yīng)用了柔性制造技術(shù)，更重要的是“用活了”柔性制造的思維方式。

柔性制造的理念被應(yīng)用在不同的制造業(yè)類型、商業(yè)模式和生產(chǎn)線上。當(dāng)下，以5G、人工智能、大數(shù)據(jù)、云服務(wù)、邊緣計(jì)算、區(qū)塊鏈等為代表的新一代信息通信技術(shù)在數(shù)據(jù)聯(lián)通、配置優(yōu)化和系統(tǒng)安全等各個(gè)方面，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的柔性制造提供了必要的軟硬件技術(shù)基礎(chǔ)，推動(dòng)制造業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型，提高制造業(yè)的柔性化水平。

柔性制造不僅解決了生產(chǎn)端的難題，而且將生產(chǎn)端和消費(fèi)端更加緊密地聯(lián)系在一起，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)更加精準(zhǔn)地判斷市場(chǎng)趨勢(shì)和顧客的個(gè)性化需求，在此基礎(chǔ)上快速進(jìn)行定制化生產(chǎn)?！跋Ｖ窃臁笨梢酝ㄟ^阿里巴巴旗下天貓、淘寶的銷售信息、瀏覽與搜索記錄以及社交媒體上的海量信息進(jìn)行分析，把握消費(fèi)需求，預(yù)測(cè)潮流動(dòng)向，給予品牌商及時(shí)的銷售預(yù)測(cè)建議，指導(dǎo)品牌商生產(chǎn)爆款產(chǎn)品。

盡管“犀牛智造”作為現(xiàn)階段柔性制造的經(jīng)典案例離不開阿里巴巴在數(shù)據(jù)、技術(shù)等各方面的有力支持，但這并不意味著只有具有阿里巴巴級(jí)別的資金、數(shù)據(jù)量和數(shù)字化能力的企業(yè)才能擁抱柔性制造。制造企業(yè)不必追求一步到位，實(shí)現(xiàn)徹底的“機(jī)器換人”，即便是在有限的資金投入和技術(shù)支撐下，生產(chǎn)系統(tǒng)和供應(yīng)鏈也能提高柔性水平，更好地適應(yīng)需求變化，逐步向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向邁進(jìn)。這是柔性制造在眾多“工業(yè)4.0”發(fā)展路徑和思路中耀眼的閃光點(diǎn)。

一、制造企業(yè)柔性生產(chǎn)模式

（一）柔性制造的發(fā)展歷程

柔性制造這一概念來源于20世紀(jì)60年代英國(guó)工程師大衛(wèi)·威廉姆遜（David Williamson）對(duì)機(jī)器加工車間的改造，之后由英國(guó)Molins公司正式推出柔性生產(chǎn)制造系統(tǒng)（Flexible Machining System），取名為“System24”，代表這套制造系統(tǒng)可以全天24個(gè)小時(shí)持續(xù)生產(chǎn)。到20世紀(jì)70年代，柔性制造從最初的生產(chǎn)系統(tǒng)本身演變?yōu)槠髽I(yè)組織生產(chǎn)管理的理念。日本豐田的“精益制造”就是柔性制造的典型實(shí)踐，并逐漸確定了零庫存、低成本和快速反應(yīng)作為柔性制造的核心特征和要求。

數(shù)字經(jīng)濟(jì)的深入推進(jìn)為柔性制造提供了更有力的支撐。2012年，美國(guó)通用電氣公司首次提出將“人、數(shù)據(jù)和機(jī)器連接起來”的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念。德國(guó)于2013年的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上提出“工業(yè)4.0”，利用信息化促進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革的浪潮逐漸席卷全球。2017年，日本也提出了將人、設(shè)備、系統(tǒng)、技術(shù)等相互連接起來的“互聯(lián)工業(yè)”戰(zhàn)略。我國(guó)早在2002年黨的十六大上就明確提出，堅(jiān)持以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化；2007年黨的十七大報(bào)告指出，大力推進(jìn)信息化和工業(yè)化融合的發(fā)展方針。習(xí)近平總書記在十九屆中央政治局第二次集體學(xué)習(xí)時(shí)指出，要深入實(shí)施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過跨設(shè)備、跨系統(tǒng)、跨廠區(qū)、跨地區(qū)的全面互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的資源優(yōu)化、協(xié)同制造和服務(wù)延伸，重構(gòu)傳統(tǒng)工業(yè)制造體系和服務(wù)體系，催生了一系列新模式新業(yè)態(tài)。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)浪潮中，實(shí)現(xiàn)定制化的柔性制造占據(jù)了重要地位。

柔性制造的內(nèi)涵和外延隨著時(shí)代的發(fā)展發(fā)生了諸多變化，但是其本質(zhì)在于使一條產(chǎn)線可以進(jìn)行多種類、小規(guī)模的生產(chǎn)。對(duì)于制造業(yè)企業(yè)而言，產(chǎn)品種類越多、銷量越大，生產(chǎn)多種類產(chǎn)品所需的設(shè)計(jì)和差異化生產(chǎn)等邊際成本就會(huì)遞增，產(chǎn)品多樣化帶來的邊際利潤(rùn)則會(huì)遞減，因此企業(yè)需要在利潤(rùn)曲線和成本曲線之間的盈利空間內(nèi)找到平衡點(diǎn)。柔性制造對(duì)于企業(yè)的最重要幫助在于其可以降低生產(chǎn)差異化產(chǎn)品的成本，在產(chǎn)品種類增加的情況下壓低成本曲線的上升率，創(chuàng)造更大的盈利空間。

所謂柔性，最重要的體現(xiàn)就是生產(chǎn)對(duì)于需求變化的應(yīng)對(duì)能力。只要是在柔性生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)承受能力范圍之內(nèi)，應(yīng)對(duì)產(chǎn)品要求的變化不需要對(duì)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，只需要通過改變?cè)牧匣蛄慵?yīng)以及適配不同的加工參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)，不影響制造系統(tǒng)的正常生產(chǎn)，在微觀層面提升產(chǎn)線對(duì)訂單的響應(yīng)速度，在宏觀層面提升企業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求的適應(yīng)能力。柔性生產(chǎn)系統(tǒng)從最早的“System24”原型開始就帶有與生俱來的“無人化”屬性，減少不可控因素和人為干預(yù)，可以保證產(chǎn)品的一致性并提高生產(chǎn)質(zhì)量，降低殘次品率，并通過流程可追溯來提高品控管理水平。

（二）柔性制造的特征

具體而言，整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性化特征可以拆解成以下七個(gè)方面。

一是設(shè)備柔性，即生產(chǎn)設(shè)備為適應(yīng)不同加工要求進(jìn)行適應(yīng)和調(diào)整的能力。

二是工藝柔性，即能夠針對(duì)加工對(duì)象的變化調(diào)整加工工藝，不采用成批方式也能夠在小批量?jī)?nèi)進(jìn)行成組加工的能力。

三是產(chǎn)品柔性，即能夠迅速且經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)不同產(chǎn)品的能力，縮短生產(chǎn)轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間，降低所需的成本。

四是工序柔性，即在面臨堆積或故障時(shí)通過調(diào)整工序盡可能維持原有生產(chǎn)速度的能力。

五是批量柔性，即根據(jù)不同訂單量進(jìn)行生產(chǎn)的能力，在保持盈利的情況下可以接受的訂單量要求越低，批量柔性越高。

六是擴(kuò)展柔性，即針對(duì)不同的批量或工藝要求對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行模塊化擴(kuò)展的能力。

七是維護(hù)柔性，即生產(chǎn)系統(tǒng)能夠排查和防范生產(chǎn)隱患的能力，提前進(jìn)行更換或者快速維修來盡可能維持生產(chǎn)率。

綜合以上七個(gè)方面的柔性特征，柔性生產(chǎn)系統(tǒng)可以幫助企業(yè)簡(jiǎn)化生產(chǎn)線，提高場(chǎng)地利用率；提高設(shè)備利用率，提高生產(chǎn)效率；壓縮交貨周期，快速搶占市場(chǎng)；除去初次建造或升級(jí)投資外，降低企業(yè)在擴(kuò)大產(chǎn)品差異化程度時(shí)的生產(chǎn)成本；降低生產(chǎn)中間庫存，提高企業(yè)資金利用效率；降低生產(chǎn)損耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量；實(shí)現(xiàn)全流程可追溯，為持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)提供可能。

（三）柔性制造系統(tǒng)的構(gòu)成

從技術(shù)角度來看，柔性制造主要需要以下細(xì)分系統(tǒng)來共同實(shí)現(xiàn)。

一是自動(dòng)加工系統(tǒng)，由機(jī)床等硬件設(shè)備作為基礎(chǔ)，通過數(shù)控系統(tǒng)按照相應(yīng)指令和要求，根據(jù)原材料或零部件選擇相應(yīng)工裝夾具和刀具等設(shè)備進(jìn)行加工。

二是自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，由傳感器、攝像頭、識(shí)別器等硬件設(shè)備作為基礎(chǔ)，通過對(duì)設(shè)備狀況等生產(chǎn)信息的數(shù)據(jù)采集，利用數(shù)字孿生等仿真技術(shù)實(shí)時(shí)反映生產(chǎn)狀況，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障診斷和處理，并為相應(yīng)調(diào)整和優(yōu)化提供參考依據(jù)。

三是自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)，由智能倉(cāng)儲(chǔ)和運(yùn)輸機(jī)器人等硬件設(shè)備作為基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)出生產(chǎn)工廠的物料和產(chǎn)品運(yùn)輸情況，實(shí)時(shí)掌握倉(cāng)庫內(nèi)原材料、零部件、半成品、成品的數(shù)量，及時(shí)向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)提供物料和設(shè)備備件，運(yùn)出替換下來的零部件和生產(chǎn)廢料。

為實(shí)現(xiàn)上述系統(tǒng)，還需要搭建基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)和軟件架構(gòu)，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)低延遲、高帶寬的穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)覆蓋，設(shè)置邊緣網(wǎng)關(guān)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、清洗、傳輸，通過邊緣計(jì)算、云計(jì)算等技術(shù)對(duì)海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行即時(shí)分析和處理，并引入人工智能技術(shù)，整體賦能柔性制造。

柔性生產(chǎn)系統(tǒng)可以由小到大劃分為柔性制造單元（Flexible Manufacturing Cell）、柔性制造產(chǎn)線（Flexible Manufacturing Line）、柔性制造工廠（Flexible Manufacturing Factory）等不同層級(jí)。理想狀態(tài)下，企業(yè)可以在投資建設(shè)的新廠房?jī)?nèi)提前做好柔性生產(chǎn)的布局規(guī)劃，做好網(wǎng)絡(luò)覆蓋、設(shè)備數(shù)據(jù)打通、人員素質(zhì)培訓(xùn)等前期配套工作。但是實(shí)際中開展柔性制造不必一步到位，生產(chǎn)端完全可以從更小的層級(jí)開始逐步推進(jìn)，從一個(gè)個(gè)制造單元的“點(diǎn)”開始，連成制造產(chǎn)線，再覆蓋整個(gè)工廠，形成連點(diǎn)成線、由線及面的發(fā)展。在此過程中企業(yè)可以量力而行，從關(guān)鍵工藝流程開始逐步實(shí)現(xiàn)更大范圍內(nèi)的柔性生產(chǎn)。

（四）柔性制造的廣義擴(kuò)展與局限性

廣義上的柔性制造包括狹義的柔性生產(chǎn)系統(tǒng)，將生產(chǎn)端和需求端更加緊密地聯(lián)系在一起。柔性制造使得基于供需精準(zhǔn)對(duì)接的個(gè)性化定制成為可能，推動(dòng)諸多行業(yè)實(shí)現(xiàn)用戶與企業(yè)產(chǎn)品定制服務(wù)平臺(tái)的有效對(duì)接，推動(dòng)用戶與企業(yè)的深度交互。從需求端出發(fā)，大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)將深入挖掘不同客戶群體的需求，提供更具針對(duì)性的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案；在設(shè)計(jì)階段，以電子化設(shè)計(jì)知識(shí)庫、工藝知識(shí)庫為支撐，應(yīng)用建模技術(shù)結(jié)合客戶需求快速進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期；在生產(chǎn)階段，利用柔性生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模定制，通過敏捷的供應(yīng)鏈系統(tǒng)減少庫存需求，力求實(shí)現(xiàn)剛性批量生產(chǎn)的效率和成本；在售后階段，利用產(chǎn)品數(shù)據(jù)收集提供故障預(yù)警、及時(shí)維修更換等服務(wù)，在服務(wù)化延伸的模式下創(chuàng)造新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。

與此同時(shí)，柔性制造并不是萬能的，其本身存在一定的局限性，需要結(jié)合企業(yè)自身情況適度發(fā)展。第一，柔性制造的應(yīng)用不能幫助企業(yè)解決現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)和工藝難題，需要在理順現(xiàn)有生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，只有目前能夠順利運(yùn)行的生產(chǎn)系統(tǒng)才能在柔性制造的路徑下實(shí)現(xiàn)更加集約的效率優(yōu)化。第二，柔性制造雖然可以優(yōu)化供應(yīng)鏈布局和提高反應(yīng)敏捷度，但前提是企業(yè)原有的供應(yīng)鏈具備相應(yīng)的原材料和零件，并且企業(yè)內(nèi)部的信息流充足。第三，盡管柔性制造可以逐步推進(jìn)，但是設(shè)備改造、人員培訓(xùn)等所需的資金成本較高，且投資回報(bào)周期較長(zhǎng)，還可能需要進(jìn)行持續(xù)磨合和優(yōu)化。

二、犀牛智造：世界“燈塔工廠”

（一）建立燈塔工廠，專攻服裝生產(chǎn)

2020年9月16日，阿里巴巴舉行新制造發(fā)布會(huì)，秘密運(yùn)營(yíng)三年、投入海量資源研發(fā)的一號(hào)工程“犀牛智造”亮相。原先需要1000件起訂的服裝生產(chǎn)最低要求下降至100件，原先需要15天的交付期壓縮至7天，交貨時(shí)間縮短75%，庫存降低30%，制衣用水量減少了50%，運(yùn)轉(zhuǎn)效率達(dá)到行業(yè)平均水平的4倍，比快時(shí)尚鼻祖——ZARA還要快7天。2018年世界經(jīng)濟(jì)論壇制定了“燈塔工廠”的標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)選代表全球制造業(yè)未來發(fā)展方向、探索第四次工業(yè)革命的標(biāo)桿工廠。犀牛工廠于2020年第五批入選，是當(dāng)時(shí)唯一一家專攻服裝生產(chǎn)的“燈塔工廠”。

（二）賦能現(xiàn)有技術(shù)，實(shí)現(xiàn)小單快返

過去受制于流水線的固定長(zhǎng)度，服裝生產(chǎn)廠商都有固定的起訂批量要求，低于這個(gè)批量就無法生產(chǎn)。傳統(tǒng)的服裝生產(chǎn)模式產(chǎn)品批量大，品種單一，生產(chǎn)線上的設(shè)備參數(shù)和工藝流程相對(duì)固定，針對(duì)不同生產(chǎn)需求進(jìn)行調(diào)整，所需的時(shí)間周期長(zhǎng)，無法保證生產(chǎn)效率最大化，成本也水漲船高。如果想滿足小批量的生產(chǎn)需求，就需要放棄自動(dòng)化流水線，雇用大量有經(jīng)驗(yàn)的裁縫讓每個(gè)工人都生產(chǎn)成品而不是負(fù)責(zé)具體環(huán)節(jié)，按單件生產(chǎn)模式實(shí)現(xiàn)多品種的制造，但是這就倒退回了勞動(dòng)分工之前的狀態(tài)，自然成本更高。

在犀牛工廠的生產(chǎn)流水線上，灰色物料在“蜘蛛網(wǎng)式”的路徑中沿著系統(tǒng)最新指定的路線，先在一個(gè)工人手里加了拉鏈，再在另一個(gè)工人手里多了口袋，最終縫成了一件成衣。重復(fù)100次，只有100件的訂單就可以交付。①

服裝生產(chǎn)本質(zhì)上就是把平面料片進(jìn)行縫合制成成衣的過程，主要包括人體數(shù)據(jù)采集、款式設(shè)計(jì)、樣板打制、號(hào)型研究、布匹裁剪、裁片縫合、成衣整燙、成品檢驗(yàn)等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，智能化、數(shù)字化服裝車間仍然是依照上述環(huán)節(jié)進(jìn)行服裝產(chǎn)品的生產(chǎn)。表面上看，“犀牛智造”的核心內(nèi)容大致包括中央倉(cāng)、智能倉(cāng)、裁、配系統(tǒng)；智能導(dǎo)航“棋盤式吊掛”系統(tǒng)；數(shù)字印花技術(shù)；E-Flow霧化洗水技術(shù)等。不過，這些看似高大上的技術(shù)對(duì)于服裝企業(yè)來說并不陌生。最引人注目的服裝吊掛流水線系統(tǒng)，早在2008年左右就傳入內(nèi)地，已經(jīng)被我國(guó)眾多服裝生產(chǎn)企業(yè)所使用。數(shù)字印花技術(shù)、霧化洗水技術(shù)等也早已是成熟技術(shù)了。①以吊掛流水線系統(tǒng)為例，其本身已經(jīng)克服了更為傳統(tǒng)的捆扎式流水線的不足，可以調(diào)整生產(chǎn)線排位順序和生產(chǎn)速率，具備一定的生產(chǎn)柔性。但是此前吊掛流水線系統(tǒng)也主要以大型服裝生產(chǎn)企業(yè)為主，其中更有部分只是作為先進(jìn)生產(chǎn)力代表的形象工程。

真正幫助犀牛智造脫穎而出的是基于阿里巴巴的云計(jì)算、IoT、AI、RFID（射頻識(shí)別技術(shù)）等技術(shù)為工廠賦能的柔性制造系統(tǒng)，成功搭建起了云、端、智、造融合的新制造體系。在犀牛智造的柔性生產(chǎn)系統(tǒng)中，每一件產(chǎn)品從消費(fèi)者下單開始就獲得一個(gè)ID（身份標(biāo)識(shí)號(hào)），記錄了消費(fèi)者要求的材料、款式、板型、交期等信息以及為實(shí)現(xiàn)此要求所需的工藝流程信息。智能縫紉系統(tǒng)統(tǒng)籌平縫機(jī)、上袖機(jī)、敷襯機(jī)、自動(dòng)釘扣機(jī)等生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行加工，智能吊掛系統(tǒng)則負(fù)責(zé)將服裝的裁片、半成品或者成品掛在衣架上，根據(jù)生產(chǎn)加工工藝的要求，按照計(jì)算機(jī)設(shè)定的工序流程，自動(dòng)將其送到下道工序的員工工位上。犀牛工廠首創(chuàng)了“棋盤式吊掛”，通過“物聯(lián)網(wǎng)+人工智能技術(shù)”將產(chǎn)前排位、生產(chǎn)排期、吊掛路線等選擇交由AI基于生產(chǎn)線上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行決策，可將吊掛衣架自動(dòng)分配至相對(duì)空閑的工位，改變了過去服裝工廠吊掛系統(tǒng)因單向流轉(zhuǎn)而容易導(dǎo)致?lián)矶碌膯栴}。

整個(gè)犀牛平臺(tái)都是技術(shù)與數(shù)據(jù)在驅(qū)動(dòng)。每個(gè)生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝乃至生產(chǎn)步驟都是與數(shù)字化技術(shù)融合的，計(jì)算與數(shù)據(jù)充斥于所有業(yè)務(wù)流程。犀牛智造采用了更為先進(jìn)的智能設(shè)計(jì)研發(fā)系統(tǒng)、量體數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、智能打版與裁剪系統(tǒng)、智能縫制系統(tǒng)、智能整燙系統(tǒng)以及智能配送系統(tǒng)等。在傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下，訂單產(chǎn)品數(shù)量減少和需求多樣性的增加會(huì)導(dǎo)致流程重組的時(shí)間擠壓有效生產(chǎn)時(shí)間，工人也無法及時(shí)獲取不同訂單需求和相應(yīng)的生產(chǎn)工藝要求，降低了生產(chǎn)效率和響應(yīng)時(shí)間。犀牛工廠則可以憑借極強(qiáng)的數(shù)據(jù)同步能力和柔性重組能力，有效解決多品種、小數(shù)量生產(chǎn)時(shí)所面臨的工藝柔性低、適應(yīng)性差等問題，并依托人工智能決策體系對(duì)服裝產(chǎn)線進(jìn)行整體規(guī)劃，消除中間冗余環(huán)節(jié)和等待時(shí)間，提升各個(gè)工段之間信息和物流的傳遞效率，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率。

（三）需求驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)，推動(dòng)行業(yè)賦能

除了柔性制造之外，阿里巴巴追求的“新制造”還在于柔性制造使得需求驅(qū)動(dòng)不再是一句口號(hào)，而是切實(shí)能夠和生產(chǎn)端更加緊密地結(jié)合在一起。阿里巴巴在開展C2M業(yè)務(wù)時(shí)清醒地意識(shí)到，需求就是火車頭，自然是先瞄準(zhǔn)市場(chǎng)和消費(fèi)者，如果火車頭不堅(jiān)定，市場(chǎng)不擁抱消費(fèi)者，那么需求就不復(fù)存在，沒有需求自然就沒有生產(chǎn)。

犀牛智造還不是完全的個(gè)性化定制，只是對(duì)供需關(guān)系的精準(zhǔn)匹配。目前“犀牛智造”還只是圍繞阿里巴巴的生態(tài)做一些數(shù)字化閉環(huán)，但是阿里巴巴也希望能夠逐漸擴(kuò)大閉環(huán)覆蓋的生態(tài)圈。如果未來犀牛智造真的成長(zhǎng)為一個(gè)大型服裝企業(yè)平臺(tái)，那么或許可以被理解為服務(wù)整個(gè)中國(guó)服裝行業(yè)的超大ERP系統(tǒng)。理論上講，只要犀牛智造的算法足夠優(yōu)秀，數(shù)據(jù)足夠全面，就有可能形成極強(qiáng)的市場(chǎng)預(yù)測(cè)、生產(chǎn)計(jì)劃以及生產(chǎn)資料統(tǒng)籌分配能力。

從犀牛制造工廠的案例來看，制約服裝企業(yè)智能化、數(shù)字化改造升級(jí)的主要瓶頸并不是技術(shù)問題。盡管阿里巴巴在分析市場(chǎng)需求時(shí)可以利用的數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)非一般服裝企業(yè)可以比擬，但是在柔性生產(chǎn)升級(jí)改造方面還存在企業(yè)融資困難、融資成本高、投入資金量過大、企業(yè)改造愿望不強(qiáng)等問題。目前的服裝生產(chǎn)線大都采用大批量生產(chǎn)的流水線模式，追求產(chǎn)量的生產(chǎn)方式、習(xí)慣和制度已經(jīng)形成了極大的慣性，讓服裝制造企業(yè)放棄目前的生產(chǎn)方式不僅在客觀層面將帶來巨大的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，也在企業(yè)運(yùn)營(yíng)和管理的層面存在一定阻力。因此在現(xiàn)有生產(chǎn)模式中由點(diǎn)到線地開展逐步改造更為現(xiàn)實(shí)，既可以結(jié)合企業(yè)實(shí)際量力而行，也可以在前期試點(diǎn)成功的情況下鼓勵(lì)經(jīng)營(yíng)者加快后續(xù)改造步伐?！跋Ｖ窃臁逼脚_(tái)的外溢效應(yīng)不僅停留在模范效應(yīng)層面，也可以在實(shí)際生產(chǎn)層面賦能并整合現(xiàn)有的其他生產(chǎn)線，以工廠為單位實(shí)現(xiàn)柔性制造在更大范圍內(nèi)的“由點(diǎn)及面”式普及。

三、未來展望

推動(dòng)柔性制造的發(fā)展需要企業(yè)經(jīng)營(yíng)者有足夠的決心和把控能力，在持續(xù)投入的同時(shí)維持好企業(yè)的正常生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)。柔性制造所需的前期工作也可以幫助企業(yè)梳理目前所面臨的難點(diǎn)痛點(diǎn)，找準(zhǔn)問題，對(duì)癥下藥。圍繞柔性制造的改造和建立工作道阻且長(zhǎng)，但是成功之后將給企業(yè)帶來巨大的回報(bào)，在推動(dòng)中國(guó)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展中發(fā)揮更大作用。

（一）突破中國(guó)制造業(yè)發(fā)展瓶頸

柔性制造使企業(yè)有能力利用相同的資源靈活地生產(chǎn)差異化產(chǎn)品，能夠幫助企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中處于優(yōu)勢(shì)地位。甚至有觀點(diǎn)認(rèn)為，先進(jìn)工業(yè)國(guó)家保持競(jìng)爭(zhēng)力的最核心要素就是在柔性制造發(fā)展上的領(lǐng)先地位。柔性制造可以提高企業(yè)應(yīng)對(duì)外部環(huán)境突變的能力，快速而經(jīng)濟(jì)地適應(yīng)環(huán)境變化，處理環(huán)境不確定性帶來的風(fēng)險(xiǎn)。自改革開放以來中國(guó)制造業(yè)便融入全球產(chǎn)業(yè)鏈條，但還是以勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)為主，依靠勞動(dòng)力價(jià)格優(yōu)勢(shì)搶占市場(chǎng)。盡管近些年來制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)取得了一定成效，但是中國(guó)在全球產(chǎn)業(yè)鏈上的總體位置仍舊和歐、美、日等發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體存在較大差距。在制造業(yè)企業(yè)長(zhǎng)期面臨用工難、用工貴等問題且勞動(dòng)力成本持續(xù)攀升的大背景下，利用柔性制造系統(tǒng)的數(shù)字化和智能化進(jìn)一步推進(jìn)生產(chǎn)線的無人化是中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必經(jīng)之路。無論未來全球產(chǎn)業(yè)格局如何變化，價(jià)格永遠(yuǎn)是重要的競(jìng)爭(zhēng)工具。但是未來中國(guó)制造業(yè)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)無法再建立在勞動(dòng)力價(jià)格基礎(chǔ)上，必然需要找到新的成本控制方法。柔性制造可以幫助企業(yè)降低生產(chǎn)不同需求產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換成本，從而降低產(chǎn)品滯銷、減少庫存、提高資金使用效率，通過柔性制造在生產(chǎn)系統(tǒng)和組織管理上的進(jìn)步獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。只有這樣才能在面對(duì)歐、美、日等先發(fā)國(guó)家和地區(qū)時(shí)在同等質(zhì)量下保持價(jià)格優(yōu)勢(shì)，在面對(duì)印度、越南等后發(fā)國(guó)家時(shí)在同等價(jià)格和生產(chǎn)規(guī)模上獲得多樣性和快速反應(yīng)優(yōu)勢(shì)，在國(guó)際產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

（二）重視組織架構(gòu)調(diào)整

盡管當(dāng)下柔性制造的發(fā)展高度依賴于新一代信息通信技術(shù)的成熟和普及，但是在企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、管理制度、商業(yè)模式等組織架構(gòu)方面的調(diào)整才是柔性制造這一發(fā)展路徑和思路更為重要的方面。牛津大學(xué)全球與區(qū)域研究學(xué)院的Hugh Whittaker教授聯(lián)合全球多國(guó)學(xué)者一起提出了“壓縮發(fā)展（Compressed Development）”的概念，其中著重描述了技術(shù)與組織架構(gòu)之間的關(guān)系。技術(shù)突破是關(guān)鍵的星星之火，真正讓新技術(shù)創(chuàng)造出商業(yè)和社會(huì)價(jià)值并形成燎原之勢(shì)的是組織方面的調(diào)整。柔性制造所依賴的5G網(wǎng)絡(luò)、人工智能、大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算、云平臺(tái)、區(qū)塊鏈等技術(shù)都已經(jīng)日漸成熟，但如果單純追求先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用，往往會(huì)和企業(yè)自身的需求背道而馳，影響企業(yè)的發(fā)展。真正的挑戰(zhàn)不在于技術(shù)層面，而在于企業(yè)如何運(yùn)用、整合好這些技術(shù)，基于柔性制造系統(tǒng)和組織管理形成制造業(yè)新模式，創(chuàng)造出更多的價(jià)值。

（三）國(guó)家政策大力扶持

柔性制造是近年來我國(guó)大力支持的制造業(yè)新模式，國(guó)家層面出臺(tái)了諸多政策對(duì)柔性制造進(jìn)行培育和扶持。由國(guó)家發(fā)展改革委與工業(yè)和信息化部等15部門印發(fā)的《關(guān)于推動(dòng)先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合發(fā)展的實(shí)施意見》明確指出，要推廣柔性化定制，通過體驗(yàn)互動(dòng)、在線設(shè)計(jì)等方式，增強(qiáng)定制設(shè)計(jì)能力，加強(qiáng)零件標(biāo)準(zhǔn)化、配件精細(xì)化、部件模塊化管理，實(shí)現(xiàn)以用戶為中心的定制和按需靈活生產(chǎn)。工業(yè)和信息化部印發(fā)的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021—2023年）》再次強(qiáng)調(diào)要推廣個(gè)性化定制，鼓勵(lì)消費(fèi)品、汽車、鋼鐵等行業(yè)企業(yè)基于用戶數(shù)據(jù)分析挖掘個(gè)性需求，打造模塊化組合、大規(guī)模混線生產(chǎn)等柔性生產(chǎn)體系，促進(jìn)消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打通，推廣需求驅(qū)動(dòng)、柔性制造、供應(yīng)鏈協(xié)同的新模式。著眼未來的制造業(yè)新模式，要用好、用活柔性制造的相關(guān)技術(shù)和理念，形成制造業(yè)未來發(fā)展的新驅(qū)動(dòng)力，以制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展推動(dòng)中國(guó)式現(xiàn)代化。

① 易山：《“犀牛智造”看到的未來》，《信息化建設(shè)》2020年第9期，第1頁。

① 劉哲銘：《阿里“新智造”走了一條什么路》，《中國(guó)企業(yè)家》2021年第1期，第20-25頁。

① 程醉：《從“犀牛智造”看服裝工廠的智能化趨勢(shì)》，《中國(guó)纖檢》2020年第11期，第108-111頁。