“燈塔工廠”示范中國制造業未來
http://www.debgrams.com 2022-09-27 09:35 來源：瞭望
- 由樹根互聯打造的“根云平臺”根據工廠里36000多個數據采集點收集的工業大數據，為每一道工序、每一個機型，甚至每一把刀具等匹配最優參數，優化生產節拍
- 工程師可以清楚知道每條生產線的能耗水平，畫出工廠的能耗模型，再結合城市用電的特點，將生產線的工作節奏調節到最優，降低工廠整體能耗
- 服裝行業已有企業跑通定制化生產模式，達到95%的產品售罄率，基本實現了按需生產
“燈塔工廠”被稱為世界上最先進的工廠，一定程度上代表著全球制造業領域智能制造和數字化的最高水平。
世界經濟論壇公布中國有37家“燈塔工廠”，折射出“中國智造”的實力。
制造業是立國之本、強國之基。黨的十八大以來，我國把大力發展制造業和實體經濟擺在更加突出的位置，做出建設制造強國的戰略部署。
十年來，我國制造業發展取得歷史性成就、發生歷史性變革，產業體系更加健全，產業鏈更加完整，實現量的穩步增長和質的顯著提升，綜合實力、創新力和競爭力邁上新臺階，為全面建成小康社會、開啟全面建設社會主義現代化國家新征程奠定了更加堅實的物質基礎。
當前，制造業生產模式正在發生深刻變革，制造業向智能、綠色、服務方向升級已是大勢所趨。
今日之趨勢，未來之標準。在數字經濟與實體經濟融合發展的大趨勢下，“燈塔工廠”已經成為制造業發展的新趨勢和風向標。
透過“燈塔工廠”之“光”，能夠看到中國制造業十年來依靠創新推動高質量發展的決心和成果，也可以探索出未來制造業的前行之路。
制造業邁入數字化時代
在京西鳳凰嶺山腳下的產業園，一頭制造業“大象”在5G與工業互聯網的賦能下正輕盈起舞。
這頭制造業“大象”就是三一重工北京樁機工廠，是全球重工行業首家獲認證的“燈塔工廠”。
這家重型裝備制造商曾經像一頭體型龐大、身形笨重的大象，受限于其離散制造生產模式以及早期網絡和信息化技術，數字化轉型困難重重。
重工制造行業品種多、批量小，生產項目靠人堆，大多工件結構復雜，又大又重又長，例如170多種鉆桿中最長27米重達8噸，20多種動力頭最重達16噸。
快到交貨期限，銷售員急如熱鍋螞蟻，商務員卻還不知道，采購員還沒下達采購任務……“組織生產基本上靠喊，急急急、快快快，當時就是在打亂仗。”三一重工樁機工廠制造總監吳志杰說，以前的工廠就是這般模樣。
“面對工程機械和制造業數字化，三一集團要么‘翻船’要么‘翻身’，不能實現數字化升級肯定就‘翻船’，轉型升級成功就會‘翻身’。”三一集團有限公司董事長梁穩根直言。
5G與工業互聯網的深度融合，帶來了轉變的曙光。
從傳統制造工廠轉型成“燈塔工廠”，首先需要一大批人從傳統技術工程師轉為數字化工程師。“未來制造業變革，首先是人的變革。”吳志杰說。
從過程來看，工程師需要從和機械打交道，變成和機械、數據一起打交道；計劃調度員吳志杰變成了制造總監吳志杰，調度工作也從以前基本靠喊變成了靠計算機鍵盤。
由樹根互聯打造的“根云平臺”根據工廠里36000多個數據采集點收集的工業大數據，為每一道工序、每一個機型，甚至每一把刀具等匹配最優參數，優化生產節拍。實現生產制造要素全連接，整個工廠已成為深度融合互聯網、大數據和人工智能的“智慧體”。
如今，走進三一重工樁機工廠，一座座重型設備鱗次櫛比，AGV（無人搬運車）來去自如，機械手揮舞有序，偌大的工廠仿佛在演奏舒緩的“機器交響樂”。
全球領先的“柔性智造”讓生產潛能得到極大發揮。相比于改造前，樁機工廠在同樣的廠房面積產值翻了一番，總體生產設備作業率從66.3％提升到86.7％，平均故障時間下降58.5％。2020年，三一樁機工廠的人均產值已達到1072.8萬元，領跑全球。三一重工樁機工廠這個專攻重型機械設備的“大象”奔跑起來了。
梳理37家“燈塔工廠”可發現，除去重工行業的智能轉型翹楚三一重工樁機工廠，中國還有不少“燈塔工廠”在其細分領域內是領跑者，比如阿里巴巴犀牛工廠、青島啤酒廠等，是全球服裝業、啤酒飲料業的首家“燈塔工廠”。
記者探訪阿里巴巴犀牛工廠發現，這是一家從服裝業切入的制造企業，工廠內的數字化內容無處不在：生產前排位、生產排期、吊掛路線，都由AI來做；一件衣服上的花紋、文字，是消費大數據得出的結論；工廠“智慧大腦”實時控制裁剪、裝配，推出智能導航“棋盤式吊掛”等一系列新技術……
“以前到了‘雙11’等電商大促節，我們找傳統工廠做衣服只能靠打電話問進展，我們新品什么時候上架、什么時候交貨，心里沒底。”曾在工廠下單的曾揚健說，“現在通過犀牛智造，可以像查快遞物流一樣，看到制衣的實時進展，有效降低因為延遲交付而招來的消費者差評。”
制造業行業通常不愿意接小單急單，曾揚健說，數字制衣可以實現小批量定制，行業平均“1000件起訂、15天交付”的生產門檻已快速壓減為“100件起訂、7天交貨”。
數字化轉型不是一道選擇題，而是一種必然的發展趨勢。十年來，我國深入實施智能制造工程和制造業數字化轉型行動，深化云計算、大數據、人工智能與制造業融合發展，發布國家智能制造標準體系，建成700多個數字化車間/數字工廠，實施305個智能制造試點示范項目和420個新模式應用項目，培育6000多家系統解決方案供應商。
業內人士認為，只有主動擁抱數字化，中國的制造業才能在未來的競爭中占據先機。
探索制造業未來
制造業的變遷與未來，可從“燈塔工廠”中探索一二。
其一，新一代信息技術與制造業深度融合。
隨著內外環境變化，中國產業轉型升級的需求迫切，如何將中國制造這個占全球30%比重的產業體系在資源環境強約束下激發出新的增長動能？
在“燈塔工廠”天津海爾洗衣機互聯工廠內，5G如同一條無縫鏈接的紐帶，讓工廠里的所有元素達到“萬物互聯”，實時洞察生產運營狀態。
“可以這么理解，工廠生產的產品或移動端設備都有自己專屬的碼，5G網絡幫助掃碼可以將產品或者移動端設備的實時信息上傳，輔助工程師對工廠的整體運行有更好的信息管控。”天津海爾洗衣機互聯工廠工程技術平臺平臺長胡小波說。
樹根互聯聯合創始人、CEO賀東東認為，通過工業互聯網，制造業將在“離線的物理世界”基礎上升級疊加“在線的數字世界”，從而能夠廣泛利用新一代信息數字技術的能力，推動制造業全面升級。
十年來，我國制造業兩化融合指數大幅提升。全國工業企業關鍵工序數控化率、數字化研發設計工具普及率分別達到55.7%、75.1%，比2012年分別提高了31.1和26.3個百分點。
尤其是工業互聯網快速發展，產業規模突破萬億元大關，已建成具有一定區域和行業影響力的工業互聯網平臺超過150家，工業設備連接數量超過7900萬臺套，服務工業企業超過160萬家。
其二，能源利用效率和可持續發展水平顯著提升。
推進綠色化轉型，是提升制造業競爭能力、實現可持續發展的必由之路。越來越多的制造業領域，將綠色制造作為重要的發展方向。
以阿里巴巴犀牛工廠為例，服裝行業已有企業跑通定制化生產模式，達到95%的產品售罄率，基本實現了按需生產，極大節約了資源。中國數實融合50人論壇副秘書長胡麒牧認為，隨著數字經濟深化發展，越來越多的制造業會像服裝行業一樣向定制化生產轉型。資源得以充分利用，碳排放強度更低。
在海量數據的基礎上，依托于工廠的智能決策體系，工廠最佳用電模型可以在天津海爾洗衣機互聯工廠繪就。工廠IT工程師陳勇介紹說，工程師可以清楚知道每條生產線的能耗水平，畫出工廠的能耗模型，再結合城市用電的特點，將生產線的工作節奏調節到最優，降低工廠整體能耗。
十年來，我國牢固樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅持走綠色低碳循環發展之路，工業綠色發展成效顯著。推廣約2萬種綠色產品，創建近3000家綠色工廠，培育近200家綠色制造服務供應商，累計制定644項節能與綠色發展行業標準，初步構建形成綠色制造體系。規模以上工業單位增加值能耗“十二五”“十三五”分別下降28%和16%，2021年又進一步下降5.6%。
其三，供應鏈更有韌性、更加靈活和強大。
在供應鏈重要性日益凸顯的今天，提升供應鏈水平，深入整合全產業鏈資源，聯動上下游企業適應市場需求變化，是制造業企業重塑競爭優勢的重要環節。
馬士基集團中國首席代表彥辭表示，傳統觀念對供應鏈的關注集中于準時，但近年來人們越來越關注如何打造真正有韌性、更靈活和更強大的供應鏈。
業內專家表示，產業鏈供應鏈的發展雖然有效促進了全球分工和合作，提高了整體生產效率，但也造成了生產供應鏈條的脆弱性。一旦某個供應節點出現問題，極有可能對整體供應鏈造成影響。疫情之后，產業鏈供應鏈韌性成為熱門經濟話題，就是因為不同國家疫情狀況不同，經濟重啟存在先后順序，供應鏈難以正常運轉。
“燈塔工廠”可以利用各項先進技術提高供應鏈韌性，提高生產效率。以天津海爾洗衣機互聯工廠為例，陳勇介紹道，工廠采用數字化技術，通過5G和大數據技術的應用讓工廠實現對生產數據的自動采集、自動分析，實時掌握供應商的生產狀態、物料的運輸狀態等，并且對供應商的響應速度形成評價體系，提升對供應商的管理，保證工廠的生產節奏，從而提升供應鏈韌性。
“燈塔工廠”三一重工北京樁機工廠“柔性裝配島”進行樁機核心部件裝配（2021年9月27日攝） 受訪者供圖
“燈塔之光”示范轉型升級路
“燈塔”并不是終點，而是“希望之光”，可以為整個制造業的發展探索前行之路。
胡麒牧表示“燈塔工廠”的經驗可以復制，具備提供數字化整體解決方案的能力，從而實現對中小企業的賦能。
“它們現在的高效率就是未來制造業的平均水平。技術進步改變了生產函數，讓傳統制造企業進入新的生命周期。”胡麒牧說。
擁有空調、冰箱、洗衣機、熱水器四個“燈塔工廠”的海爾是中國擁有“燈塔工廠”最多的企業之一。海爾的卡奧斯物聯生態科技有限公司便致力于為不同行業和規模的企業提供數字化轉型方案，推動智能化發展、個性化定制、網絡化延伸、數字化管理新模式的普及。
海爾卡奧斯物聯生態科技有限公司副總經理林忠毅介紹道，在打造海爾“燈塔工廠”的過程中，卡奧斯提取和沉淀出自身的“燈塔經驗”，實現對其他企業的賦能，比如在2021年幫助青島啤酒打造“燈塔工廠”。
“燈塔之光”之所以閃亮，是因為有創新作為其發展內核。胡麒牧表示，連點成線，串珠成鏈，以“燈塔工廠”為代表的先進制造企業走出創新驅動的跨越發展之路，將有助于推動中國制造業實現“從大到強”的華麗升級。
歷史與實踐表明，沒有強大的制造業，就沒有強盛的國家和民族。
十年來，中國制造業增加值從16.98萬億元增加到31.4萬億元，占全球比重從22.5%提高到近30%；高技術制造業和裝備制造業占規模以上工業增加值比重分別從9.4%、28%提高到15.1%和32.4%；新能源汽車產銷量連續7年世界第一……一系列數據，勾勒出中國這十年來大國制造的非凡發展足跡。
當前，新一輪科技革命和產業變革深入發展，全球產業鏈供應鏈面臨重構，國際競爭更趨激烈。全新的考卷已然鋪展，更難的考題等待解答。
著眼未來，工業和信息化部等八部門2021年12月聯合發布《“十四五”智能制造發展規劃》，專門部署“智能制造示范工廠建設行動”，到2025年規模以上制造企業大部分實現數字化網絡化，重點行業骨干企業初步實現智能化，到2035年對應企業全面普及數字化、網絡化，基本實現智能化。
業內專家表示，站在新的歷史起點上，把制造業高質量發展放到更加突出的位置，堅定不移建設制造強國，就一定能搶占新一輪科技革命和產業變革的先機，構筑未來發展戰略優勢。
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