在追趕“工業(yè)4.0”的路上,西門子以成都數(shù)字化工廠,,即西門子工業(yè)自動化產(chǎn)品成都生產(chǎn)研發(fā)基地(以下簡稱“SEWC”)作為樣板工程,,意在展示數(shù)字化制造如何改寫工業(yè)。但如同西門子所強調(diào)的,,數(shù)字化工廠只是邁向工業(yè)4.0的階段性目標,。從數(shù)字化工廠到工業(yè)4.0,還有漫長的演進過程,。
在數(shù)字化制造中,,盡管自動化制造是重要的基礎,但數(shù)字化制造并不等同于自動化,。一般情況下,,很多人會以為工廠要實現(xiàn)數(shù)字化制造,必須先實現(xiàn)自動化,,這其實是一種誤解,。
在距離SEWC2000多公里的佛山市,不足半年前正式引進了世界工業(yè)機器人四大制造商之一的德國庫卡公司,。后者宣布,,將在佛山順德建立其在華的首個機器人研發(fā)基地。
伴隨國內(nèi)人口紅利逐步消失,,特別是在珠三角近年頻頻受困于“招工難”等問題,,一場“機器換人”的自動化革命正在“廣東制造”如火如荼地進行,。這場變革不僅帶動本地機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展,也引來庫卡等國際機器人企業(yè)陸續(xù)搶灘廣東,。
如果說要完全實現(xiàn)“數(shù)字化制造”尚需時日的話,,那么在當下,珠三角的制造業(yè)如何通過“自動化制造”,,破解勞動力成本不斷上漲,、勞動力結構性短缺的問題,是最迫切的現(xiàn)實課題,。
而數(shù)字化制造的其中一個重要基礎,,正是實現(xiàn)自動化制造。
在SEWC工廠二樓的自動物流系統(tǒng)部門,,無需人員現(xiàn)場監(jiān)控,,每天,兩部高速運轉(zhuǎn)的取料機如同“人”一樣,,依靠數(shù)字定位迅速地“抽”出對應的原材料,,并通過自動傳輸軸,馬上傳送到生產(chǎn)車間,。從工廠物料需求信息傳導到自動物流倉庫,,倉庫最長只需要30分鐘就能將物料送到了車間,中間無需任何人員操作,。
在這座實現(xiàn)了全集成自動化的工廠內(nèi),,相比同類型的工廠人員最多可節(jié)省50%。
那么,,伴隨生產(chǎn)車間內(nèi)不斷增加自動化設備,,以及逐步減少勞動力,在數(shù)字化制造的不斷進化中,,是否就等同于全自動化,?
“要明確的是,數(shù)字化制造并不等于全自動化制造,?!蔽鏖T子工業(yè)自動化產(chǎn)品成都生產(chǎn)研發(fā)基地副總經(jīng)理李永利強調(diào),一般情況下,,很多人會以為工廠要實現(xiàn)數(shù)字化制造,,必須先實現(xiàn)全自動化,這其實是一種誤解,。
以手機行業(yè)為例,,如果開發(fā)一條全自動化的產(chǎn)線,至少需要半年以上,,但按照目前手機行業(yè)的創(chuàng)新周期,,一般情況下,,一款手機從設計到實現(xiàn)量產(chǎn)普遍只在一個月內(nèi)?!斑@時候,,生產(chǎn)線上大部分的工作只有依靠人來完成,速度才會更快,。”
李永利表示,,當行業(yè)的生產(chǎn)線更新周期太快,,投入了很高的自動化成本,但生產(chǎn)效率并沒有得到明顯的提升,?!八裕蛩械氖謾C制造方案幾乎都不會用自動化生產(chǎn)線來完成,,而組裝環(huán)節(jié)也很少采用機械臂,。”李永利說道,。
人的生產(chǎn)靈活性不可能被自動化取代
人所具有的生產(chǎn)靈活性在很長的時間內(nèi),,是無法被機器所取代的?!叭伺c機器的關系是互助的關系,。”但當企業(yè)的生產(chǎn)制造過程中,,出現(xiàn)需要對復雜信息的尋找和判斷時,,可以用機器來替代人?!?/p>
李永利的解讀,,引出的是對一個深刻問題的思考:在“未來制造”的生產(chǎn)線上,“人”與“機器”究竟是怎樣的關系,?兩者關系如何重構,?
以手機生產(chǎn)線為例,他認為,,人所具有的生產(chǎn)靈活性在很長的時間內(nèi),,是無法被機器所取代的?!耙簿褪钦f,,人是不可能被替代,人與機器的關系是互助的關系,?!崩钣览f,,在未來至少10年到20年,全球范圍內(nèi)絕大部分的制造環(huán)節(jié)依然需要人去完成,。
既然如此,,在數(shù)字化制造中,哪些環(huán)節(jié)才需要機器去代替人,?
一般情況下,,當需要更新產(chǎn)品或者材料時,工廠需要通過分析后,,才能確定停止生產(chǎn)相關的產(chǎn)品,。在這個過程中,整個工廠內(nèi)部需要溝通設計生產(chǎn)部門,、研發(fā)部門,、采購部門等部門。
但這些環(huán)節(jié)在成都工廠內(nèi),,只需要在Teamcenter中更改數(shù)據(jù)就能完成,。數(shù)據(jù)一旦調(diào)整,工廠互聯(lián)互通的系統(tǒng)和軟件就會實現(xiàn)自動的更新,,并調(diào)整出新的生產(chǎn)解決方案,。
“可以理解為,當我們涉及到對復雜信息的尋找,、判斷的時候,,是可以用機器來替代人的?!崩钣览f道,。在這樣的愿景下,引入自動化機器的工廠就像配備了電腦的超市,,工人就像收銀員,,在傳統(tǒng)的小賣部里,工人要記住商品價格,,自行計算商品總價,。但實現(xiàn)數(shù)字化制造的工廠,就如同同時配備了電腦和掃描器的超市,,收銀員只需要按照計算結果收款,,而配備的機器就像一個“糾錯員”,幫助人避免出現(xiàn)計算和記憶錯誤,。
請工業(yè)化本質(zhì)在提升質(zhì)量,而非降低成本
人力成本被認為是導致近年制造業(yè)競爭力下降的原因,,但李永利認為,制造業(yè)不能僅僅盯著制造環(huán)節(jié)的成本,應該更加注重供應鏈成本,。而數(shù)字化制造從一開始就不僅僅是為了降低成本,,最大的目的在于提升質(zhì)量,而高質(zhì)量并不意味高成本,。
近年,,國內(nèi)制造業(yè)遭遇的發(fā)展瓶頸中,人力成本的上漲,,被認為是導致制造業(yè)競爭力下降的重要原因之一,。
“很多制造業(yè)的企業(yè)主都喜歡談控制成本,但在西門子看來,,質(zhì)量才是企業(yè)的第一競爭力,。”李永利反復強調(diào),,“質(zhì)量第一”一直是西門子成都工廠戰(zhàn)略目標首位,而這也是客戶眼中最重要的價值,。
事實上,,在他看來,很多時候企業(yè)面臨的并不僅僅是制造環(huán)節(jié)的成本,,而應該更加注重供應鏈的成本,。因為,即使在勞動密集型企業(yè)中,,人力成本畢竟只是占據(jù)一定的比例,,而不是成本的全部。
以一個簡單的例子來看,,當一款產(chǎn)品出廠時,,它同時擁有了兩個價值,一個是出廠價值,,一個是到客戶手中時的價值,。“中國很多工廠生產(chǎn)出來的產(chǎn)品,,出廠價值不高,,但到客戶手中的價值就很高,這就是供應鏈的問題,?!崩钣览f道。
盡管他并不認可僅僅盯著成本來談論“工業(yè)進化”,,但李永利強調(diào),,數(shù)字化制造本身所帶來的高質(zhì)量并不代表是高成本。
高質(zhì)量在工業(yè)制造領域的重要性不言而喻。作為耐用品的工業(yè)產(chǎn)品,,比如一款海上風力發(fā)電機的產(chǎn)品,,一旦出現(xiàn)問題,不僅造成的損失不可估量,,而且需要動用到直升機維修,,維修的后期成本也非常高。
為此,,在實現(xiàn)質(zhì)量提升上,,數(shù)字化制造首先是借助自動化產(chǎn)線上的機器充當“糾錯官”的角色,比如當工人少擰了一顆螺絲,,機器會自動發(fā)出警示,,阻止產(chǎn)品進入下一個環(huán)節(jié),通過機器的協(xié)助,,減少人的出錯,。
但在西門子看來,通過機器的“檢查”杜絕人在制造過程的差錯,,這只是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎一步,,由制造質(zhì)量、研發(fā)質(zhì)量以及原材料質(zhì)量組成的產(chǎn)品質(zhì)量中,,更需要的是借助數(shù)字化制造去保障研發(fā)質(zhì)量和原材料質(zhì)量,。
尤其是如何保證原材料質(zhì)量,一直被認為是制造業(yè)界最具挑戰(zhàn)性的一個課題,。
在SEWC的數(shù)字化制造中,,一個很重要的方式是對原材料進行可溯源式的管理。也就說,,在這座工廠內(nèi),,當來自各地的原材料被運送到車間后,所有的原材料都擁有了自己的“身份證”,。這個身份證可伴隨原材料進入生產(chǎn)線,,在每一個流程中,都會被相應的設備進行數(shù)據(jù)的采集和跟蹤,,并最終儲存在后臺的數(shù)據(jù)管理中,。
這意味著,一旦有原材料的質(zhì)量出現(xiàn)問題,,工廠可以馬上查找到這一批次的原材料在什么時間點,,已經(jīng)走過哪些生產(chǎn)流程。李永利表示,,無論客戶在今后什么時間反饋質(zhì)量問題,,工廠依舊能夠拿出完整的數(shù)據(jù),對這些原材料進行追溯,從而保證原材料的質(zhì)量,。
走向工業(yè)4.0,管理自動化才是關鍵
在數(shù)字化制造的階段,,通過數(shù)據(jù)交互,已經(jīng)能夠有效地提升管理效率,。但要衡量是否真正走向工業(yè)4.0,,不是看生產(chǎn)線自動化水平的高低,而是看管理水平的高低,。實現(xiàn)管理的自動化,,需要實現(xiàn)管理上人完全聽命于“電腦”,這才是智能制造的未來,。
事實上,,這樣一座代表著數(shù)字化技術如何改造工業(yè)制造的前沿工廠,距離工業(yè)4.0愿景下的智能工廠仍有距離,。在工業(yè)4.0的研究中,,智能制造和智能工廠一直被認定為兩大研究主題。其中,,關于智能工廠,,被描繪成是一個分散的、具備一定智能化的生產(chǎn)設備,,在實現(xiàn)了數(shù)據(jù)交互之后,形成了高度智能化的有機體,,實現(xiàn)虛擬世界和物理世界的融合,。
在SEWC中,關于推進數(shù)據(jù)交互的工作一直未曾停止過,。但對于數(shù)字化工廠與智能化工廠之間的差距,,李永利認為,最關鍵的一點在于是否真正實現(xiàn)管理的自動化,。