 |
三一重工“燈塔工廠”。 |
 |
江蘇大生“數(shù)字化紡紗車間”。 |
 |
江西省贛州市會(huì)昌縣加大對(duì)智能制造項(xiàng)目的獎(jiǎng)勵(lì)和支持力度，助推縣域經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。圖為正在建設(shè)中的會(huì)昌縣氟鹽化工產(chǎn)業(yè)基地。 |
 |
10月25日，第十七屆中國(guó)（玉環(huán)）國(guó)際機(jī)床展上，客商在觀看工業(yè)機(jī)器人。 |
今年9月，在湖南長(zhǎng)沙的工程機(jī)械企業(yè)三一重工的國(guó)際營(yíng)銷公司收到一個(gè)來自海外的特殊訂單，對(duì)上裝主動(dòng)力、前支腿、底盤、控制系統(tǒng)以及著色都有特殊制造要求，而且這樣的泵車，對(duì)方只訂了一臺(tái)。
這樣的單子接不接？現(xiàn)有的生產(chǎn)線，能不能滿足這種特殊要求的泵車生產(chǎn)要求？
“當(dāng)然接??！僅僅17天，符合客戶需求的泵車便順利下線?！比恢毓け盟褪聵I(yè)部智能制造所所長(zhǎng)饒有福告訴本報(bào)記者。
原來，三一重工的秘訣就是今年投入使用的長(zhǎng)沙18號(hào)智能工廠的柔性生產(chǎn)線?！霸瓉淼闹圃熘芷谛枰?8天左右，通過對(duì)生產(chǎn)線的柔性化改造后，制造周期縮短了近40%?！别堄懈Ｐ呛堑卣f。
柔性制造，對(duì)于普通大眾而言，可能還是個(gè)有些陌生的詞匯。但是，近年來，“柔性化生產(chǎn)”“柔性制造”一直備受關(guān)注，除了大批量的剛性生產(chǎn)產(chǎn)品外，多品種、小批量的柔性制造產(chǎn)品方興未艾，眾多企業(yè)紛紛嘗試柔性制造。
柔性制造魅力何在？如何看待柔性制造的發(fā)展前景。對(duì)此，本報(bào)記者進(jìn)行了采訪。
滿足差異化消費(fèi)需求
在吉利馬來西亞寶騰工廠，廣州明珞裝備股份有限公司承接的線體中，包括了70余臺(tái)機(jī)器人，自動(dòng)化程度達(dá)80%以上。在這個(gè)項(xiàng)目中，明珞總拼系統(tǒng)可以滿足7個(gè)車型共線隨機(jī)生產(chǎn)。
多個(gè)車型共線隨機(jī)生產(chǎn)意味著什么呢？
明珞裝備董事長(zhǎng)姚維兵向本報(bào)記者介紹說，經(jīng)過明珞的柔性總拼系統(tǒng)改造后，多個(gè)車型都能從一條生產(chǎn)線下線，而最多的時(shí)候，他們的柔性生產(chǎn)線，能滿足生產(chǎn)11個(gè)車型的要求。
在這一過程中，立下大功的，就是明珞依托數(shù)字化技術(shù)手段和信息化管理體系，所提出的柔性化、智能化的產(chǎn)品和解決方案，從逐步實(shí)現(xiàn)小批量低成本柔性智能生產(chǎn)，走向以共性技術(shù)、共性管理方式為制造業(yè)轉(zhuǎn)型賦能，從汽車裝備業(yè)的改造，邁向更廣闊的大裝備行業(yè)的應(yīng)用。
和明珞一樣，實(shí)現(xiàn)柔性制造，滿足更多個(gè)性化生產(chǎn)需求，是不少制造業(yè)企業(yè)的愿望。那么，什么是柔性制造呢？
國(guó)際生產(chǎn)工程研究協(xié)會(huì)指出，柔性制造系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)化的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，在最少人的干預(yù)下，能夠生產(chǎn)任何范圍的產(chǎn)品族，系統(tǒng)的柔性通常受到系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)所考慮的產(chǎn)品族的限制。
與之相對(duì)應(yīng)的，剛性生產(chǎn)通常體現(xiàn)在產(chǎn)品的規(guī)模化生產(chǎn)方面，滿足的是社會(huì)對(duì)大量工業(yè)品的需求。而伴隨著消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)，買方市場(chǎng)和消費(fèi)者個(gè)性化、定制化、時(shí)效性要求的增多，滿足“多樣化、小規(guī)模、周期可控”的柔性化生產(chǎn)、柔性制造，市場(chǎng)需求日漸旺盛。
為什么柔性制造的市場(chǎng)需求在增大？
商業(yè)發(fā)展到如今，市場(chǎng)差異化的要求，對(duì)生產(chǎn)線的要求越來越高。在工業(yè)化時(shí)代，定制經(jīng)濟(jì)存在著很大的瓶頸，那就是沒法上規(guī)模。工業(yè)化流程講究的是效率和批量化，但要滿足個(gè)性化需要，就要靠柔性生產(chǎn)線。
姚維兵進(jìn)一步解釋說，除了用戶需求不一樣之外，從供給端來說，柔性制造同樣很有市場(chǎng)，因?yàn)槿绻麨榱藵M足每一個(gè)產(chǎn)品，尤其是小眾需求，就去做一種模具，做一條生產(chǎn)線的話，投入成本是很高的，如果需求量達(dá)不到一定程度的話，從商業(yè)上來講很不值當(dāng)。因此，在滿足一定產(chǎn)能的前提下，企業(yè)會(huì)希望盡可能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的柔性化，讓多種產(chǎn)品能在同一套生產(chǎn)體系、同一條生產(chǎn)線上進(jìn)行，這樣可以分散和降低投資風(fēng)險(xiǎn)和制造成本。這就是柔性制造的價(jià)值所在。
去年9月，工業(yè)和信息化部出臺(tái)的《關(guān)于促進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量提升的實(shí)施意見》指出，鼓勵(lì)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，開展個(gè)性化定制、柔性生產(chǎn)，豐富產(chǎn)品種類，滿足差異化消費(fèi)需求。
去年11月，國(guó)家發(fā)改委等15部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合發(fā)展的實(shí)施意見》，其中要求推廣柔性化定制。通過體驗(yàn)互動(dòng)、在線設(shè)計(jì)等方式，增強(qiáng)定制設(shè)計(jì)能力，加強(qiáng)零件標(biāo)準(zhǔn)化、配件精細(xì)化、部件模塊化管理，實(shí)現(xiàn)以用戶為中心的定制和按需靈活生產(chǎn)。
事實(shí)上，消費(fèi)需求的變化正在倒逼生產(chǎn)商和服務(wù)商改變傳統(tǒng)模式，逐漸走向以消費(fèi)者為導(dǎo)向的創(chuàng)新型道路，柔性、快速反應(yīng)的供應(yīng)鏈正在成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力之一。
柔性生產(chǎn) 個(gè)性多元
作為國(guó)家首批智能制造試點(diǎn)示范企業(yè)之一，三一重工位于長(zhǎng)沙的“18號(hào)工廠”，其智能化制造車間實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)中人、設(shè)備、物料、工藝等各要素的柔性融合。兩條總裝配線，可以實(shí)現(xiàn)69種產(chǎn)品的混裝柔性生產(chǎn)；在10萬平方米的車間里，每一條生產(chǎn)線可以同時(shí)混裝生產(chǎn)30多種機(jī)械設(shè)備，馬力全開可支撐300億元的產(chǎn)值。
按照傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，一條生產(chǎn)線只能生產(chǎn)一個(gè)或幾個(gè)規(guī)格的產(chǎn)品，而在智能生產(chǎn)線上，可根據(jù)訂單要求的不同，同時(shí)上線生產(chǎn)不同的產(chǎn)品。那么，這些傳統(tǒng)生產(chǎn)模式難以做到的事，智能柔性的生產(chǎn)線又是如何完成的？“18號(hào)工廠”給出了答案。
廠房的整個(gè)柔性制造生產(chǎn)系統(tǒng)包含了大量數(shù)據(jù)信息，包括用戶需求、產(chǎn)品信息、設(shè)備信息及生產(chǎn)計(jì)劃，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)將這些大數(shù)據(jù)聯(lián)結(jié)起來并通過三一的MOM（制造運(yùn)營(yíng)管理）系統(tǒng)處理，制定最合適的生產(chǎn)方案，最優(yōu)地分配各種制造資源。
今年3月，三一重工的智能制造部門接到一項(xiàng)新要求：隨著公司訂單的增大，用于生產(chǎn)泵車的焊接轉(zhuǎn)塔作業(yè)島，產(chǎn)能需要提升8-12臺(tái)套/天，這意味著原來的6個(gè)工作島現(xiàn)在不夠用了，需要馬上增加到8個(gè)工作島。
放在過去，增加工作島可能需要對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行重新布局改造，怎么著也得花上半年時(shí)間。好在采用了柔性化布局方式，從機(jī)器人采購(gòu)到后期安裝加工，只用了45天就完成了生產(chǎn)線的柔性化改造。
更重要的是，這僅僅是對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行了柔性化改造，沒有增加一條生產(chǎn)線，就實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)能提高。而且，如果今后需要做調(diào)整，把工作島直接挪走就可以了，方便快捷。
像三一重工一樣，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”給供應(yīng)鏈管理帶來巨大變革，個(gè)性化定制、柔性化生產(chǎn)正源源不斷深入制造業(yè)。
今年初，受新冠肺炎疫情影響，口罩、防護(hù)服、護(hù)目鏡等防護(hù)品缺口大，考驗(yàn)著供應(yīng)鏈的應(yīng)變能力，眾多工廠借力大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)，快速完成產(chǎn)線切換，轉(zhuǎn)產(chǎn)口罩和防護(hù)服等抗疫物資，柔性制造再次成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。
這些亮眼成績(jī)的背后，除了原有廠家密集排產(chǎn)之外，通過柔性方式實(shí)現(xiàn)跨界轉(zhuǎn)產(chǎn)的力量貢獻(xiàn)很大。
事實(shí)上，疫情沖擊下能夠快速完成產(chǎn)線切換，或者快速調(diào)整戰(zhàn)略的企業(yè)，大多擁有先進(jìn)的自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化水平，其背后都蘊(yùn)藏了“柔性生產(chǎn)”的能力。
“疫情防控背景下，具備柔性化生產(chǎn)特質(zhì)的智能制造讓企業(yè)可以在短期內(nèi)重建一條個(gè)性化生產(chǎn)線，推動(dòng)產(chǎn)品快速更新迭代。智能制造將發(fā)揮巨大作用。”中國(guó)工程院院士王耀南說。
王耀南舉例說，“疫情防控期間，我們團(tuán)隊(duì)研制了醫(yī)用紫外線消毒機(jī)器人、醫(yī)用物資配送機(jī)器人等系列防疫機(jī)器人，免費(fèi)贈(zèng)送醫(yī)院使用。從過去面向生產(chǎn)線的物流機(jī)器人到防疫機(jī)器人，僅一個(gè)月不到的時(shí)間便可實(shí)現(xiàn)‘變身’?！?/p>
再如在服裝行業(yè)，隨著人們生活水平的提高，對(duì)個(gè)性化定制，柔性化生產(chǎn)有著強(qiáng)烈的需求，一批個(gè)性化定制平臺(tái)隨即出現(xiàn)。
北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所有限公司首席專家蔣明煒向本報(bào)記者舉例說，上海紡織集團(tuán)和上海工程技術(shù)大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的“服裝智能定制1.0”，采用多視圖融合技術(shù)和穹頂設(shè)計(jì)，通過體感采集器、網(wǎng)絡(luò)集線器，僅需5秒完成數(shù)據(jù)采集，運(yùn)用點(diǎn)云數(shù)據(jù)網(wǎng)格化算法和基于點(diǎn)云擬合的圍度參數(shù)修正算法，形成全彩3D可360度旋轉(zhuǎn)的人體模型，同時(shí)計(jì)算出人體各部位的尺寸，形成基本服裝生產(chǎn)所需數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)30秒即可傳送到制作間，客戶通過移動(dòng)端下單，2小時(shí)可實(shí)現(xiàn)快速成衣定制。
剛?cè)嵯酀?jì) 智能制造
業(yè)內(nèi)人士指出，實(shí)現(xiàn)柔性制造，考驗(yàn)的絕不僅是企業(yè)的技術(shù)能力，還有管理等各方面的軟實(shí)力，不是依靠引入一兩項(xiàng)先進(jìn)設(shè)備就能解決的，不能僅僅局限于對(duì)生產(chǎn)層面的關(guān)注，更需要全面開發(fā)上下游產(chǎn)業(yè)的柔性。
姚維兵認(rèn)為，廣州明珞持續(xù)踐行的智能制造“六化”路徑（即自動(dòng)化基礎(chǔ)上的精益化+柔性化+標(biāo)準(zhǔn)化+數(shù)字化+智能化）是實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)的關(guān)鍵一步。
精益生產(chǎn)能夠讓資產(chǎn)、設(shè)備、投資發(fā)揮最大的作用。柔性化則是將專用資產(chǎn)更加通用化，進(jìn)一步將產(chǎn)品的粗略折舊變成生命周期的精準(zhǔn)折舊計(jì)算。在智能化發(fā)展的拐點(diǎn)，以非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化（即非標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備/工藝/流程/產(chǎn)線等的標(biāo)準(zhǔn)化成果）作為底層支持，進(jìn)一步優(yōu)化質(zhì)量、生產(chǎn)效率。數(shù)字化，能夠大幅縮短產(chǎn)品交付周期，新產(chǎn)品質(zhì)量提前得到驗(yàn)證，穩(wěn)定快速上市，使投資迅速產(chǎn)出價(jià)值。
饒有福認(rèn)為，未來，柔性制造的擴(kuò)展過程中，將面臨兩個(gè)方面的難點(diǎn)，首先是軟硬結(jié)合的問題，柔性制造核心的一點(diǎn)是要靠軟件系統(tǒng)識(shí)別與調(diào)度，要把新產(chǎn)品的要求變成程序指令，這里面，柔性程序要直接應(yīng)用到生產(chǎn)線上，就需要對(duì)原有生產(chǎn)方式進(jìn)行調(diào)整；其次是數(shù)字化儲(chǔ)備問題?？蛻粜枨笞兓呛芸斓?，但是要把需求快速地變成產(chǎn)品時(shí)，就需要生產(chǎn)者具有快速協(xié)調(diào)能力，其設(shè)計(jì)和制造能力要達(dá)到快速交付的要求，從而滿足市場(chǎng)需求，而這一點(diǎn)，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的橫向打通與自動(dòng)化生產(chǎn)、智能化分析。
不過，姚維兵認(rèn)為，柔性生產(chǎn)的定制性不意味消滅標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)消費(fèi)者的個(gè)性化需求實(shí)現(xiàn)定制化固然是趨勢(shì)，但柔性生產(chǎn)要做的不是無限定制化?！叭嵝陨a(chǎn)也是相對(duì)的，我們要做的，是通過智能制造實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)線的精益、柔性、數(shù)字、智能。要做好產(chǎn)業(yè)協(xié)同，在標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上根據(jù)需要開發(fā)不同的產(chǎn)品，同時(shí)在制造上實(shí)現(xiàn)盡量柔性制造?！?/p>
姚維兵認(rèn)為，還應(yīng)該從生產(chǎn)前端就引入柔性制造理念，從設(shè)計(jì)生產(chǎn)線或者設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)就要開始考慮到柔性理念，而不是后期再進(jìn)行柔性改造，這樣才能實(shí)現(xiàn)降本增效。事實(shí)上，柔性制造存在的商業(yè)邏輯，不僅僅是柔性的重要性，而是誰又快又好又便宜。
從廣義而論，智能制造是一個(gè)大概念，柔性制造，是智能制造的重要內(nèi)容之一。正如王耀南所指出的，智能制造的一大特點(diǎn)是“有柔性”。
姚維兵認(rèn)為，通過柔性制造在內(nèi)的智能制造的發(fā)展，將給制造業(yè)帶來革命性的變化，成為制造業(yè)未來發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。
