智能制造并非遠(yuǎn)在天邊的想象，數(shù)字工廠已然到來(lái)。誰(shuí)帶來(lái)了這種改變，又會(huì)走向何方？中國(guó)制造業(yè)正陷入轉(zhuǎn)型陣痛之中。

改革開(kāi)放40年來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)得到了持續(xù)快速增長(zhǎng)，背后的根本原因是，起初確立了一套十分契合我國(guó)國(guó)情的制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，因此成為了名副其實(shí)的“世界工廠”。

如今中國(guó)制造業(yè)卻面臨著多重挑戰(zhàn)，隨著人口結(jié)構(gòu)變化，一直以來(lái)賴以發(fā)展的勞動(dòng)力成本優(yōu)勢(shì)逐漸喪失，導(dǎo)致勞動(dòng)密集型制造業(yè)開(kāi)始流向東南亞等國(guó)家。

同期，世界范圍內(nèi)掀起了新一輪工業(yè)革命，一些先進(jìn)制造業(yè)大國(guó)紛紛出臺(tái)面向制造業(yè)的國(guó)家戰(zhàn)略，如德國(guó)工業(yè)4.0、美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等。

在此背景下，無(wú)論是從國(guó)家戰(zhàn)略出發(fā)，還是企業(yè)自身生存發(fā)展需求而言，制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)刻不容緩。

01 智能制造的誤區(qū)和挑戰(zhàn)

智能制造的終極目標(biāo)，是將工業(yè)系統(tǒng)與信息系統(tǒng)融合，通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式，推動(dòng)工業(yè)效率和產(chǎn)能的進(jìn)一步提升。

從中國(guó)逾35萬(wàn)1制造業(yè)企業(yè)進(jìn)行改革的需求來(lái)看，中國(guó)智能制造是具有很大潛力的藍(lán)海市場(chǎng)。

期間，也吸引了諸如日立這樣的外資企業(yè)一起參與到中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)中來(lái)，為中國(guó)企業(yè)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備。

當(dāng)然，制造業(yè)的復(fù)雜性，注定了這條路將極其漫長(zhǎng)，智能化轉(zhuǎn)型不是一件輕而易舉的事情。

實(shí)際上，目前制造行業(yè)存在一個(gè)明顯誤區(qū)，以為只要把智能制造解決方案隨便往傳統(tǒng)工廠身上一套，就完成了轉(zhuǎn)型升級(jí)。

同時(shí)，很多智能制造解決方案提供者因?yàn)闆](méi)有產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)客戶業(yè)務(wù)缺乏足夠了解，升級(jí)效果并不理想。

要知道，任何一個(gè)行業(yè)或企業(yè)，智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的痛點(diǎn)及難點(diǎn)都是不一樣的，因此要因行業(yè)或企業(yè)而異。

而在這個(gè)過(guò)程中，一個(gè)更大的挑戰(zhàn)是大規(guī)模個(gè)性化定制需求日盛，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，市場(chǎng)逐漸從賣(mài)方市場(chǎng)轉(zhuǎn)向由買(mǎi)方主導(dǎo)。

這種小單量個(gè)性化定制的模式越來(lái)越盛行，客戶對(duì)于產(chǎn)品定制化的要求更加多樣化。

放眼整個(gè)制造行業(yè)，任何一個(gè)工廠肯定都喜歡一次性接個(gè)大單批量化生產(chǎn)，而高頻次大規(guī)模的個(gè)性化定制模式，在成本、品質(zhì)和效率上往往都很難控制。

這無(wú)疑于對(duì)傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)模式帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)，所有的制造行業(yè)所面臨的痛苦巨大，要么按需升級(jí)，要么等待被無(wú)情淘汰。

02 如何打造一座“未來(lái)工廠”？

于是，柔性制造就登上了歷史舞臺(tái)。

采用柔性的生產(chǎn)模式，制造企業(yè)才能更好地抓住復(fù)雜多變的市場(chǎng)，這意味著，傳統(tǒng)工廠要對(duì)自身的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行深度改造。

傳統(tǒng)制造屬于剛性制造流水線，即通過(guò)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和制造流程的高度標(biāo)準(zhǔn)化，流水線系統(tǒng)可在保持質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)單一產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。

剛性制造的問(wèn)題是，制造企業(yè)實(shí)際上無(wú)形中承擔(dān)了大部分前期調(diào)研、巨大的開(kāi)發(fā)成本和市場(chǎng)預(yù)判的風(fēng)險(xiǎn)。

與剛性制造相對(duì)，柔性制造是為了滿足定制化需求而產(chǎn)生的新型制造模式，可以靈活制造和排產(chǎn)，制造企業(yè)可對(duì)用戶的定制化需求實(shí)現(xiàn)即時(shí)反饋。

伴隨著工業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)的進(jìn)步，智慧工廠的愿景終將照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。智慧工廠的一個(gè)典型特征是柔性制造，工廠靈活性更大，效率更高，成本更低。

比如擁有約120年悠久歷史的綜合機(jī)床制造商大隈株式會(huì)社，此前就打造出了一座這樣的柔性制造工廠“Dream Site2”，生產(chǎn)多樣化的中小型車(chē)床、磨床。

該工廠大量應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜度極高的機(jī)床、磨床實(shí)現(xiàn)柔性制造，成為智能工廠建設(shè)的一個(gè)典型范例。

對(duì)于數(shù)控機(jī)床而言，要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的個(gè)性化定制尤為不易，要知道機(jī)床制造動(dòng)輒需要加工、組裝和制造成千上萬(wàn)個(gè)零部件。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，日本大隈和日立進(jìn)行了協(xié)同創(chuàng)新，也就是將日立的軟硬件技術(shù)優(yōu)勢(shì)與自身的制造經(jīng)驗(yàn)巧妙結(jié)合。

解決方案是，“Dream Site2”通過(guò)運(yùn)用機(jī)器人和FMS（靈活制造系統(tǒng)，flexible manufacturing system）來(lái)有效提高生產(chǎn)效率。

同時(shí)，在車(chē)間控制周期高速化和促進(jìn)整體優(yōu)化的生產(chǎn)可視化方面，采用了日立制作所?大甕事業(yè)所建立的RFID（無(wú)線IC標(biāo)簽）等技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。

該技術(shù)可實(shí)時(shí)采集并運(yùn)用作業(yè)人員（Man）、設(shè)備（Machine）、材料/零部件（Material）的3M.信息，成功將代表性產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期縮短一半。

而真正大幅提高生產(chǎn)效率的根本原因是，日立將OT（Operational Technology）與IT（Information Technology）方面的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了有效融合。

此外，“Dream Site2”還采用了日立物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)“Lumada”的生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化解決方案。

這樣做的結(jié)果是，柔性制造的“Dream Site2”在進(jìn)一步縮短開(kāi)發(fā)周期的同時(shí)，可以更加靈活地應(yīng)對(duì)緊急計(jì)劃調(diào)整。

與此同時(shí)，智慧工廠的另一個(gè)典型特征是設(shè)備狀態(tài)的可預(yù)測(cè)性，要知道在傳統(tǒng)工廠中，設(shè)備故障發(fā)生的頻率比人們想象的要難以預(yù)測(cè)，通常單個(gè)設(shè)備故障都有可能造成整個(gè)產(chǎn)線停機(jī)，帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失更無(wú)法估量。

而智慧工廠則將以往的這種被動(dòng)維護(hù)方式，即只有設(shè)備出問(wèn)題才去維護(hù)，變成了事先提前的可預(yù)防性維護(hù)。

主要是通過(guò)構(gòu)建一套可有效判斷設(shè)備運(yùn)行狀況的數(shù)據(jù)模型，對(duì)不同種類(lèi)故障進(jìn)行預(yù)判，防患于未然，有效減少設(shè)備故障帶來(lái)的損失，從而實(shí)現(xiàn)工廠的24小時(shí)不停機(jī)。

這背后的關(guān)鍵是對(duì)工廠的數(shù)據(jù)采集，以及工廠設(shè)備的互聯(lián)互通有較高的要求，需要通過(guò)多種傳感器來(lái)手機(jī)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析、建模。

但這也是傳統(tǒng)企業(yè)尤為欠缺的技能，日立此前還幫助位于江蘇無(wú)錫的村電電子有限公司打造了這樣一座智能工廠。

無(wú)錫村電電子是全球主要的MLCC（貼片陶瓷電容）生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)量約占全球市場(chǎng)份額的15%。

在電動(dòng)汽車(chē)、手機(jī)等產(chǎn)業(yè)迎來(lái)大爆發(fā)時(shí)，這也要求無(wú)錫村電電子自身做到產(chǎn)能上的升級(jí)換代，以應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的大規(guī)模需求。

不過(guò)相比于對(duì)于機(jī)器設(shè)備狀態(tài)的提前預(yù)測(cè)，這座智能工廠的能耐可不止這一點(diǎn)。

比如，從成本和備品管理優(yōu)化的角度來(lái)看，無(wú)錫村電電子的智能工廠還做到了能夠真實(shí)了解生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

未來(lái)還將打通各個(gè)工廠實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展，通過(guò)一根網(wǎng)線、一個(gè)平臺(tái)就實(shí)現(xiàn)了對(duì)多個(gè)工廠的統(tǒng)籌管理，成為一座真正意義上的“未來(lái)工廠”。

實(shí)際上，這樣的案例在中國(guó)并不在少數(shù)，以日立和中國(guó)華潤(rùn)三九醫(yī)藥有限公司（以下簡(jiǎn)稱華潤(rùn)三九）的合作為例，深刻詮釋了制造業(yè)智能升級(jí)中協(xié)同創(chuàng)新的重要性。

早在2015年，華潤(rùn)三九觀瀾生產(chǎn)基地乳膏劑車(chē)間便開(kāi)始與日立合作，通過(guò)導(dǎo)入MES，來(lái)增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力和行業(yè)優(yōu)勢(shì)。

在協(xié)同創(chuàng)新的過(guò)程中，從數(shù)據(jù)收集和業(yè)務(wù)考察開(kāi)始，日立團(tuán)隊(duì)就深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)了解各項(xiàng)流程，過(guò)程中雙方克服了重重困難，前后經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)達(dá)兩年的時(shí)間。

2017年10月，完成了系統(tǒng)導(dǎo)入驗(yàn)收，華潤(rùn)三九觀瀾基地乳膏劑車(chē)間MES系統(tǒng)通過(guò)GMP認(rèn)證，成為全程使用電子批生產(chǎn)記錄的醫(yī)藥生產(chǎn)車(chē)間。

當(dāng)時(shí)這樣的全車(chē)間電子批記錄醫(yī)藥生產(chǎn)車(chē)間在國(guó)內(nèi)也是屈指可數(shù)，通過(guò)協(xié)同創(chuàng)新，華潤(rùn)三九實(shí)現(xiàn)了醫(yī)藥生產(chǎn)的智能制造，開(kāi)創(chuàng)性地引領(lǐng)行業(yè)潮流。

2018年10月，華潤(rùn)三九觀瀾基地乳膏劑車(chē)間還和日立開(kāi)展了ERP （企業(yè)資源計(jì)劃）、WMS（倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)）、QMS（質(zhì)量管理系統(tǒng)）以及DMS（文檔管理系統(tǒng)）等其他信息化系統(tǒng)全面集成。

后續(xù)，日立還參與實(shí)施了與數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）及設(shè)備控制系統(tǒng)集成，提高了設(shè)備數(shù)據(jù)記錄的及時(shí)性。

在2020年5月，華潤(rùn)三九觀瀾基地因此獲評(píng)為“2020中國(guó)標(biāo)桿智能工廠”，是行業(yè)對(duì)華潤(rùn)三九智能制造水平的權(quán)威認(rèn)可。

協(xié)同創(chuàng)新，智能制造。這一系列過(guò)程期間，可以看到日立并不只是一個(gè)解決方案提供商，更是一個(gè)貫穿始終的協(xié)創(chuàng)者，通過(guò)雙方不懈努力，助力華潤(rùn)三九觀瀾工廠實(shí)現(xiàn)了華麗蛻變。

當(dāng)然這只是第一步，隨著時(shí)間推移，相信日立與華潤(rùn)三九的協(xié)同創(chuàng)新之路還會(huì)越走越遠(yuǎn)。

近期開(kāi)展的2020上海進(jìn)博會(huì)，是全球外資企業(yè)展現(xiàn)自身開(kāi)放創(chuàng)新理念的一個(gè)重要平臺(tái)。

連續(xù)三屆參會(huì)的日立再次帶來(lái)其在智能制造、醫(yī)療健康、智慧城市等領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)和設(shè)備，給參會(huì)者帶來(lái)了很多驚喜和啟發(fā)。

03 日立社會(huì)創(chuàng)新 讓世界充滿活力

智能制造并非遠(yuǎn)在天邊的想象，數(shù)字工廠已然到來(lái)。誰(shuí)帶來(lái)了這種改變，又會(huì)走向何方？

可以預(yù)想的是，日立通過(guò)協(xié)同創(chuàng)新的模式打造智能工廠的成功案例，今后還將給予更多企業(yè)以更多參考和啟迪。

可以讓這些領(lǐng)先者的經(jīng)驗(yàn)成為其他企業(yè)的指路明燈，為突圍升級(jí)提供更加專(zhuān)業(yè)的指南，從而促進(jìn)中國(guó)制造行業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)地優(yōu)化。

在此過(guò)程中，社會(huì)創(chuàng)新至關(guān)重要，人們都希望在更加舒適·安心·健康的社會(huì)中生活。抱著這樣的憧憬，日立努力解決社會(huì)所面臨的各種難題，去實(shí)現(xiàn)人們所向往的“美好”。這就是日立與諸多合作伙伴協(xié)力共創(chuàng)的“社會(huì)創(chuàng)新”。

而如何讓世界充滿活力，日立將匯聚全球的智慧與創(chuàng)意，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型社會(huì)，提升客戶的企業(yè)價(jià)值和改善人們的QoL（Quality of Life：生活質(zhì)量）。這既能解決當(dāng)下的課題，也將成為讓未來(lái)煥發(fā)活力的動(dòng)力。
責(zé)任編輯：YYX