未來工廠漸行漸近

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技術及流程的升級改進，特別是在得到互聯(lián)網、人工智能等技術的加持后發(fā)展迭代尤為迅疾，讓關于未來工廠的想象一再被實現(xiàn)與刷新。

未來工廠是自動化和數(shù)字化的高度融合，并充分實現(xiàn)價值鏈的開放。當智能制造成為全球制造業(yè)變革和科技創(chuàng)新的制高點，智能互聯(lián)工廠實現(xiàn)生產設備的智能自動化和系統(tǒng)的高度集成并互聯(lián)互通，對未來工廠的進一步探行便成了一場由制造業(yè)源始的社會經濟發(fā)展使能之舉，關于其理念、應用、模式等的探索折射出各國對于未來產業(yè)愿景的深遠訴求。

持續(xù)演化

實際上，關于未來工廠的演進一直都在進行，并卓有成效，不同時期的成果俱有亮色。

《經濟學人》在一份報告中指出，“數(shù)字化生產為制造商提供了至關重要的靈活性，并帶來更高的生產效率”，并認為“網絡化生產系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)流對生產進行控制和優(yōu)化，使小批量制造和定制生產成為可能。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。”麥肯錫全球董事合伙人Anil Sikka也認為全自動生產線的誕生能讓工廠融入供應商生態(tài)系統(tǒng)，如此便可在提供增值服務的同時加快商業(yè)模式創(chuàng)新，“未來工廠將擁有海量數(shù)據(jù)，使用強大而新穎的分析工具挖掘數(shù)十億數(shù)據(jù)點，釋放人工智能和機器學習的潛力。我們預計：生產線效率取得的突破將促使產出翻番;更加嚴格的績效管理可以將質量問題減少一半;而先進的預見性維護則能大幅縮短機器停機時間?！?/p>

有觀點指出，備受關注的燈塔工廠即是未來工廠的部分現(xiàn)實具現(xiàn)。世界經濟論壇曾在2018年評選出9家全球制造業(yè)燈塔工廠，并在當年的夏季達沃斯論壇上正式提出該概念，以凸顯制造業(yè)的標桿性先進技術代表，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。彼時業(yè)界專家這樣評述它們的重要意義，“第四次工業(yè)技術革命已經到來。工人和管理人員都能從技術中獲益。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。它們擁有敏銳的團隊，匯集因特網域、分析、物聯(lián)網及軟件開發(fā)方面的專家，正在迅速創(chuàng)新生產車間。它們還開發(fā)出共用數(shù)據(jù)平臺或物聯(lián)網平臺，正在開展的應用多達15項。這些企業(yè)著眼規(guī)模化發(fā)展，行動敏捷，將為制造業(yè)樹立新標桿?！苯刂聊壳?，入選世界經濟論壇的燈塔工廠已達16家（其中5家位于中國），來自各個行業(yè)，雖然規(guī)模大小各異，但無不是各自所處領域與地區(qū)的制造業(yè)翹楚。

凝視數(shù)據(jù)

一份報告顯示，超過90%的企業(yè)希望通過采用先進的技術來改變現(xiàn)有生產、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，利用新技術從而獲得回報?！?/p>

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

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，生產類企業(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的能力。漢諾威博覽公司董事約亨·柯克勒認為，“在這一系統(tǒng)中，包括工件、機器到運輸系統(tǒng)在內的所有環(huán)節(jié)都可以通過網絡進行互聯(lián)，實現(xiàn)彼此之間的自由通信，這就是所謂的智能工廠，但達到智能工廠之前必須進行‘產業(yè)集成’。”身為《工業(yè)互聯(lián)網：打破智慧與機器的邊界》報告里的聚集點所在，通用電氣公司對制造業(yè)邁入新時代有著自己的解讀，“只有三個主要的數(shù)字元素（智能設備、智能系統(tǒng)和智能自動化）與物理機器、設施、車隊和網絡完全融合起來，才能感受到工業(yè)互聯(lián)網的真正威力。到時候，生產力提升、成本下降以及浪費減少等好處會普遍出現(xiàn)在整個工業(yè)經濟?！逼渲悄芷脚_部門負責人表示數(shù)據(jù)在生產中的作用被重視與進一步挖掘是必然之舉，“如今制造業(yè)已出現(xiàn)了巨大轉變。由于出現(xiàn)新技術、更智能的資產和更智能的設備，今天的先進工廠實際上已儼然變成了促進信息在整個企業(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，所以工廠經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：所有設備都在匯總數(shù)據(jù)，而你只管分析數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)經過分析后，可以根據(jù)使用者的角色，會在合適的時間提供給合適的使用者——這就是未來的智能工廠?！?/p>

無限機遇

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

生產領域遍布機器人，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鍵性的“第一步”：蒸汽機，進入工業(yè)文明的“第一步”;電力運用，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的協(xié)同能力被視為整個時代的發(fā)展關鍵，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謹，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，實現(xiàn)價值鏈的重塑，最終形成智慧、綠色、包容的經濟形態(tài)。未來工廠顯然不會再有密集的工人群體與龐大的生產規(guī)模，基于大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網及人工智能，以各種信息技術進行數(shù)字化、自動化的柔性制造將成主流。自動化和新技術可創(chuàng)造新的職業(yè)空間，數(shù)據(jù)顯示，如果讓機器人從事最具挑戰(zhàn)的手動任務，將讓多達90%的一線工廠工人有機會從枯燥操作中脫身，接受再培訓后走上更高回報和更高附加值的工作崗位，如此所產生的凈效應可將勞動生產率提高七成以上。AI是增強生產力的重要手段，“AI在未來的工廠中將無所不在”，這樣的論斷無人想要質疑，在AI作為關鍵驅動力的作用下，未來工廠將變得更敏捷、更趨定制化。但雄心與現(xiàn)實之間的差距不可忽視，高水平的人工智能時代目前仍顯遙遠，許多企業(yè)仍在傳統(tǒng)生產環(huán)境中徘徊，建筑在云端的個性化車間不難，但“機器人接管工廠”還為時過早。

毫無疑問，未來工廠將擁有海量數(shù)據(jù)，使用強大而新穎的分析工具實時挖掘數(shù)十億以上的數(shù)據(jù)點，并在此過程中充分釋放人工智能和機器學習的潛力。不過，盡管現(xiàn)時的智能工廠與將要持續(xù)進化的未來工廠代表了極高效率，但次品、浪費、停機、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化創(chuàng)新集中在數(shù)據(jù)運用之上，便很可能犯下“見樹不見林”的錯誤。