一年一度的“雙十一”購物節(jié)活動是新零售業(yè)的集體狂歡，卻也是制造業(yè)的周年大考。不同于往年各地工廠徹夜通明、加班加點的熱鬧景象，今年迎戰(zhàn)“雙十一”的制造企業(yè)似乎悄然發(fā)生了一些新變化。

在位于杭州臨平的廚電品牌老板電器茅山生產(chǎn)基地，往年緊急招募臨時工、打地鋪、“三班倒”的情況不復(fù)存在。占地面積5萬平米的車間空無一人，只剩下284臺機(jī)器設(shè)備正在基于數(shù)據(jù)和算法自行有條不紊地運(yùn)轉(zhuǎn)。據(jù)悉，這是這所無人工廠首次迎戰(zhàn)“雙十一”，僅是油煙機(jī)的產(chǎn)能就占到了雙十一總訂單的75%。

不止是老板電器，格力、美的、海爾、小米、京東、三一重工等各行各業(yè)走在數(shù)字化浪潮前沿的企業(yè)都有了自建的無人工廠。北京、上海、無錫、東莞、浙江等各地政府也都在加緊無人工廠布局。曾經(jīng)被認(rèn)為是“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)樣板間”、概念大過現(xiàn)實的無人工廠，終于真正走到了我們身邊，成為工業(yè)4.0時代智能制造的一個具象化載體，映射出中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)的活力與光彩。

無人工廠已是必然選擇

記者曾實地參觀過獲評“燈塔工廠”的三一重工北京樁機(jī)工廠。所謂“燈塔工廠”，是指由世界經(jīng)濟(jì)論壇和麥肯錫咨詢公司共同選出的數(shù)字化制造與全球化4.0的示范者。放眼看去，偌大的工廠中，只有寥寥幾位工人師傅在產(chǎn)線中穿行，檢查機(jī)器設(shè)備的工作狀態(tài)。

老板電器的無人工廠中也是同樣一番景象。老板電器CMO葉丹芃表示：“我們是從2012年開始嘗試對這個鈑金沖壓車間進(jìn)行智能化改造的，在2016年的時候進(jìn)行了自動化升級，自動化大概達(dá)到70%左右，到目前自動化真正達(dá)到100%，實現(xiàn)了無人化，平時我們都是關(guān)著燈作業(yè)的，所以我們也叫‘黑燈工廠’?！?/span>

人都去哪兒了？技術(shù)工人們集中在工廠上方的監(jiān)控大廳里，面對著一面20米寬的數(shù)字大屏忙活著。大屏上的數(shù)據(jù)實時反映出產(chǎn)線的作業(yè)情況，背后的系統(tǒng)會自動向設(shè)備下發(fā)指令。如果設(shè)備出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會自動通過手機(jī)釘釘給工人派單。從過去訂單旺季忙亂的“人找任務(wù)”，變成了從容的“任務(wù)找人”。

與傳統(tǒng)工廠不同，無人工廠被裝上了“智慧大腦”，將人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)、5G、數(shù)字孿生等新興技術(shù)廣泛應(yīng)用到工廠產(chǎn)銷環(huán)節(jié)中，使工人師傅們被從枯燥乏味的、流水線式的生產(chǎn)線上解放出來，去做更高價值的工作。表面看是在生產(chǎn)過程中去掉人的參與，實際上在背后是無數(shù)高端智能與技術(shù)的交互。

阿里云工程師陳滎介紹稱，老板電器無人工廠背后是基于阿里云IoT平臺搭建的“九天中樞數(shù)字平臺”。該平臺接入了工廠設(shè)備上萬個點位的實時數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)過處理分析后，形成一個智能的“指揮臺”，可自動安排每日生產(chǎn)計劃、完成工廠的全流程調(diào)度。據(jù)悉，改造完成后，這所工廠的整體生產(chǎn)效率提高了45%，生產(chǎn)成本降低21%。

在三一重工北京樁機(jī)工廠，扮演類似角色的是樹根互聯(lián)的“根云平臺”。樹根互聯(lián)股份有限公司副總裁劉偉光介紹說：“在工廠里面大概有36000多數(shù)據(jù)點實時接入，通過大數(shù)據(jù)的算力，實時計算，我們?yōu)槊恳坏拦ば?，每一種機(jī)型，甚至每一個道具來匹配最優(yōu)的參數(shù)，優(yōu)化生產(chǎn)能力?！毕啾扔诟脑烨?，樁機(jī)工廠在同樣的廠房面積產(chǎn)值翻了一番，總體生產(chǎn)設(shè)備作業(yè)率從66.3％提升到86.7％，平均故障時間下降58.5％，人均產(chǎn)值已達(dá)到1072.8萬元。

樹根互聯(lián)聯(lián)合創(chuàng)始人、CEO賀東東在接受《中國電子報》記者采訪時表示，無人工廠從概念走向現(xiàn)實的原因要從宏觀和微觀兩個層面認(rèn)知。從宏觀上來看，一方面是工業(yè)與數(shù)字化的擁抱釋放出幾何級的能量，讓智能制造命題被寫進(jìn)了國家核心戰(zhàn)略之中；另一方面，隨著人口老齡化、勞動力成本提升，僅靠人口紅利實現(xiàn)高速增長的日子一去不復(fù)返，國內(nèi)制造業(yè)需要找到新的引擎，產(chǎn)業(yè)升級迫切。從微觀上來看，無人工廠可以節(jié)省人力，解決了制造企業(yè)長期面臨的用工難問題，是提質(zhì)增效、降本減存的重要手段。因此，從勞動密集型脫胎換骨，走向智能制造，無人工廠成為了無法逆轉(zhuǎn)的趨勢，是制造企業(yè)的一個必然選擇。

“新工廠”面臨“新課題”

很多人都有這樣一個疑問，無人工廠就是智能工廠嗎？答案是否定的。無人工廠與智能工廠之間不能劃上等號?，F(xiàn)階段我們談到的無人工廠多指無人工廠的1.0形態(tài)，即一個企業(yè)的無人生產(chǎn)車間，全部的生產(chǎn)都由計算機(jī)進(jìn)行控制，它的核心是計算機(jī)。而智能工廠指的是無人工廠的2.0版本，它的生產(chǎn)布局更加全面和完善，是指具有“全面感知、協(xié)同優(yōu)化、預(yù)測預(yù)警及科學(xué)決策”四項能力的現(xiàn)代化工廠，它的核心是物聯(lián)網(wǎng)。

阿里云零售行業(yè)架構(gòu)師涂發(fā)亮對《中國電子報》記者坦言：“目前國內(nèi)真正的無人工廠還比較少，基本都是部分產(chǎn)線和工藝達(dá)到無人化，能夠?qū)崿F(xiàn)全流程端對端產(chǎn)線與全工藝無人化的工廠還較少?！?/span>

制造企業(yè)當(dāng)局者迷是國內(nèi)無人工廠發(fā)展較慢的一個重要原因。由于我國工業(yè)發(fā)展起步較晚，而智能制造又涵蓋非常多的領(lǐng)域，系統(tǒng)建設(shè)復(fù)雜，國內(nèi)許多制造企業(yè)對此缺乏深刻的認(rèn)知與理解，導(dǎo)致其在推進(jìn)無人工廠的建設(shè)方面存在諸多問題與誤區(qū)。

例如，對無人工廠認(rèn)知程度不同，建設(shè)水平層次不齊。一些制造企業(yè)仍然認(rèn)為推進(jìn)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型就是自動化或機(jī)器人代替人工，盲目購買自動化設(shè)備、自動化產(chǎn)線，極致追求概念、追求所謂的“黑燈工廠”而將產(chǎn)出比置于腦后。 再比如，由于前期對無人工廠建設(shè)的系統(tǒng)性規(guī)劃不足，導(dǎo)致企業(yè)后續(xù)不得不浪費(fèi)大量人力、物力成本去“亡羊補(bǔ)牢”。

與此同時，無人工廠普遍技術(shù)創(chuàng)新能力不足，對外技術(shù)依存度仍然較高。涂發(fā)亮指出，無人工廠是無人的自動化運(yùn)轉(zhuǎn)，對IoT、智能算法、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)要求非常高，對每個環(huán)節(jié)應(yīng)用的技術(shù)能力都要經(jīng)過充分測試與驗證，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會導(dǎo)致產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)問題甚至安全風(fēng)險。

上海財經(jīng)大學(xué)副校長、信息工程與管理學(xué)院教授劉蘭娟與上海財經(jīng)大學(xué)商學(xué)院在讀博士李斌共同針對上海無人工廠發(fā)展的瓶頸與對策進(jìn)行研究。他們認(rèn)為無人工廠關(guān)鍵核心技術(shù)存在缺失，并舉例談到，汽車產(chǎn)業(yè)是上海無人工廠的代表，也是上海無人工廠建設(shè)的重要領(lǐng)域與突破口。然而，汽車動力總成等“心臟”所需的高端數(shù)控機(jī)床技術(shù)仍然缺失。

從智能設(shè)備來看，國外品牌依然占據(jù)國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場的主導(dǎo)地位，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人受制于基礎(chǔ)工業(yè)的差距，在關(guān)鍵零部件伺服電機(jī)、減速器、控制器等方面自主研發(fā)生產(chǎn)能力較弱，與國外品牌相比，在精密度、可靠性和穩(wěn)定性方面還有較大差距。

而在工業(yè)軟件方面，尤其是核心的工業(yè)設(shè)計軟件，遲遲難以突破，這也讓本土無人工廠的建設(shè)陷入被動局面。公開數(shù)據(jù)顯示，在核心工業(yè)軟件領(lǐng)域中的CAD（計算機(jī)輔助設(shè)計）研發(fā)設(shè)計類軟件市場，法國達(dá)索、德國西門子、美國PTC以及美國Autodesk公司在我國市場占有率達(dá)90%以上。這種對國外工業(yè)軟件的強(qiáng)依賴，也給本土無人工廠的安全性帶來了很大的隱患。

另外，一個高效自主運(yùn)轉(zhuǎn)的無人工廠背后是海量的數(shù)據(jù)處理任務(wù)。自動化設(shè)備讓工廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)幾何級增長，處理數(shù)據(jù)是個難題。國內(nèi)很多無人工廠主要是根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行單點優(yōu)化，未能將整個鏈條的數(shù)據(jù)打通，因此存在大量信息化孤島。尤其是工廠運(yùn)營層多處于黑箱狀態(tài)，全面數(shù)字化尚未實現(xiàn)。

涂發(fā)亮指出：“無人工廠的運(yùn)營體系搭建非常重要，比如采集哪些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)如何應(yīng)用，成本與收益之間如何平衡等，搭建基于數(shù)據(jù)智能的業(yè)務(wù)運(yùn)營體系是無人工廠的最大的困難和挑戰(zhàn)?！?/span>

此外，“招工難”問題加劇。據(jù)老板電器無人工廠廠長俞佳良透露，僅在2021年上半年，老板電器就面試了近5000名員工，最后實際到崗1800人左右，到目前，離職1400人，“離職率在70%左右”。而無人工廠要求專業(yè)人才不僅需要懂工業(yè)技術(shù)，還要懂信息技術(shù)。如此一來，人才缺口也將被進(jìn)一步拉大。

無人工廠終極模式會是什么樣？

實際上，無人工廠的建設(shè)沒有“標(biāo)準(zhǔn)模板”可言。“并非所有制造業(yè)領(lǐng)域都適合追求極致無人。” 賀東東指出，“雖然發(fā)展的大趨勢是一致的，但細(xì)分到每個領(lǐng)域，需求也各不相同。像手機(jī)、電腦等電子產(chǎn)品制造，原本的先進(jìn)程度就比較高，他們的發(fā)展方向是‘黑燈工廠’。對于汽車行業(yè)，同一產(chǎn)線生產(chǎn)同一產(chǎn)品，柔性要求相對較低，但對生產(chǎn)節(jié)拍的優(yōu)化要求很高。對于重工行業(yè)，很多產(chǎn)品是多品種小批量，這就要求產(chǎn)線對高荷載零部件的柔性化生產(chǎn)。”由此可見，無人工廠必然會呈現(xiàn)出多樣化、個性化的發(fā)展趨勢。

“各行業(yè)應(yīng)基于行業(yè)特點和需求尋找最合適的方案，這個方案是投入與收益、風(fēng)險的最佳組合?！?涂發(fā)亮表示。對于多數(shù)制造企業(yè)來說，發(fā)展的第一步，應(yīng)是單個工位的智能化，繼而發(fā)展到無人產(chǎn)線。而一些當(dāng)前不適合做無人化的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，人機(jī)協(xié)同就是很重要的發(fā)展方向。但無論是無人工廠還是人機(jī)協(xié)同，底層的支持都是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺打通數(shù)據(jù)，在平臺之上使用AI技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析進(jìn)行計算。

下一階段，無人工廠還將如何進(jìn)化？在他看來， “無人工廠”未來的發(fā)展趨勢與必備特征包括：云邊互聯(lián)與一體化，在實現(xiàn)核心業(yè)務(wù)的自動化的同時提升效率，減低成本；數(shù)據(jù)智能驅(qū)動，拉通銷售端與供應(yīng)鏈端，結(jié)合數(shù)據(jù)+算法實現(xiàn)工廠的智能化決策，提升柔性與敏捷性；以及基于云邊互聯(lián)與數(shù)據(jù)智能的產(chǎn)品自診斷與自適應(yīng)。

工業(yè)4.0熱潮下，新一代信息技術(shù)給無人工廠烙下了深深的時代印記。中國工程院院士譚建榮指出，在人工智能和大數(shù)據(jù)領(lǐng)域中，有四項技術(shù)特別值得關(guān)注，“交互技術(shù)、感知技術(shù)、學(xué)習(xí)技術(shù)和決策技術(shù)這四項技術(shù)將成為推動整個制造業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綠色化方向發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動力?！?/span>