當(dāng)前,，我國(guó)制造業(yè)面臨著異常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),，在這種背景下，制造企業(yè)如何實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)？推進(jìn)智能制造成為重要的途徑,。然而,，目前我國(guó)制造企業(yè)推進(jìn)智能制造面臨著諸多難點(diǎn)問(wèn)題：

　　01

　　概念滿天飛,，技術(shù)一大堆

　　近幾年來(lái),，從工業(yè)4.0的熱潮開始，智能制造,、CPS,、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（平臺(tái)）、企業(yè)上云,、工業(yè)APP,、人工智能、工業(yè)大數(shù)據(jù),、數(shù)字工廠,、數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型,、C2B(C2M)等概念接踵而至,，對(duì)于大多數(shù)制造企業(yè)而言,，可以說(shuō)是眼花繚亂,、無(wú)所適從。

　　智能制造涉及的技術(shù)非常多,，例如云計(jì)算,、邊緣計(jì)算、RFID,、工業(yè)機(jī)器人,、機(jī)器視覺、立體倉(cāng)庫(kù)、AGV,、虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí),、三維打印/增材制造、工業(yè)安全,、TSN（時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)）,、深度學(xué)習(xí)、Digital twin,、MBD,、預(yù)測(cè)性維護(hù)......，讓企業(yè)目不暇接,。這些技術(shù)看起來(lái)都很美,，但如何應(yīng)用，如何取得實(shí)效,？很多企業(yè)還不得而知,。

　　02

　　摸著石頭過(guò)河

　　企業(yè)推進(jìn)智能制造領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)十分缺乏經(jīng)驗(yàn)，欠缺可以借鑒的成功案例,。目前,，制造企業(yè)已經(jīng)存在三種類型的孤島：信息孤島、自動(dòng)化孤島,，以及信息系統(tǒng)與自動(dòng)化系統(tǒng)之間的孤島,。企業(yè)目前也缺乏統(tǒng)一的部門來(lái)系統(tǒng)規(guī)劃和推進(jìn)智能制造。在實(shí)際推進(jìn)智能制造的過(guò)程中,，企業(yè)也仍然是頭痛醫(yī)頭,，缺乏章法。

　　▲產(chǎn)品的Digital Twin

　　03

　　理想很豐滿,，現(xiàn)實(shí)很骨感

　　推進(jìn)智能制造,，前景很美好。但是絕大多數(shù)制造企業(yè)利潤(rùn)率很低,，缺乏自主資金投入,。在“專項(xiàng)”、“示范”以及“機(jī)器換人”等政策刺激下,，一些國(guó)有企業(yè)和大型民營(yíng)企業(yè)爭(zhēng)取到各級(jí)政府給予的資金扶持,，而中小企業(yè)只能“隔岸觀火”，自力更生,。然而,，為了爭(zhēng)取政府項(xiàng)目，方案必須做得漂亮,，檔次必須高大上,，投入必須上億,。

　　大屏幕指揮中心是必須有的，大量采用機(jī)器人的自動(dòng)化生產(chǎn)線是必須建的,，立體倉(cāng)庫(kù),、AGV也是可以有的，MES更是必不可少的,，國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)是必須用的,。至于究竟能否取得實(shí)效，就只有企業(yè)“冷暖自知”了,。

　　04

　　自動(dòng)化,、數(shù)字化還是智能化？

　　在推進(jìn)智能制造過(guò)程中,，不少企業(yè)對(duì)于建立無(wú)人工廠,、黑燈工廠躍躍欲試，認(rèn)為這就是智能工廠,。而實(shí)際上,，高度自動(dòng)化是工業(yè)3.0的理念。

　　對(duì)于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品,，國(guó)外的優(yōu)秀企業(yè)早就實(shí)現(xiàn)了無(wú)人工廠,，例如日本FANUC全自動(dòng)裝配伺服電機(jī)，40秒一個(gè),，但其前提是產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化,、系列化，以及面向自動(dòng)化裝配的設(shè)計(jì),，例如將需要用線纜進(jìn)行插裝的結(jié)構(gòu)改為插座式的結(jié)構(gòu),。

　　e-works兩次組團(tuán)參觀三菱電機(jī)的名古屋制作所可兒工廠，他們非常明確,，對(duì)于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品,，大量應(yīng)用機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化,；對(duì)于中小批量的產(chǎn)品,，推進(jìn)低成本自動(dòng)化，即部分工位的自動(dòng)化,；而對(duì)于單件定制的產(chǎn)品,，采取手工裝配。

　　去年,，e-works考察團(tuán)參觀施耐德電氣的法國(guó)諾曼底工廠,，他們非常客觀地介紹,，該工廠是生產(chǎn)繼電器的自動(dòng)化工廠,，但還不是智能工廠，邀請(qǐng)我們來(lái)年再去,，實(shí)際上該工廠實(shí)現(xiàn)了從繞線,、裝配、包裝等全流程的自動(dòng)化,，而且可以在一條產(chǎn)線生產(chǎn)多種變型產(chǎn)品,。

　　西門子一直將被廣泛譽(yù)為工業(yè)4.0典范的安貝格電子工廠稱為數(shù)字化工廠，其特點(diǎn)是人機(jī)協(xié)作的柔性自動(dòng)化生產(chǎn),、智能物流,、工業(yè)軟件廣泛應(yīng)用、海量的數(shù)據(jù)采集以及大數(shù)據(jù)分析,。

　　一個(gè)真正的智能工廠,，應(yīng)該是精益、柔性,、綠色,、節(jié)能和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，能夠適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn)模式的工廠,。智能工廠不是無(wú)人工廠,，卻是少人化和人機(jī)協(xié)作的工廠，推進(jìn)智能工廠絕不是簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)機(jī)器換人,。南京的愛立信工廠有一條裝配線,，一開始設(shè)置的自動(dòng)化率是90%，后來(lái)發(fā)現(xiàn)調(diào)整為70%,，增加若干人工工位,，整體質(zhì)量和效率反而是最優(yōu)的。此外,，對(duì)于裝備制造行業(yè),，機(jī)加工等工序并不適合建立自動(dòng)化生產(chǎn)線，而建立FMS（柔性制造系統(tǒng)）,，則是更現(xiàn)實(shí)的選擇,。MAZAK、FANUC的機(jī)加工車間應(yīng)用FMS已達(dá)到720小時(shí)無(wú)人值守,，自動(dòng)生產(chǎn)不同的機(jī)械零件,。

　　▲MAZAK的FMS（柔性制造系統(tǒng)）

　　05

　　投資回報(bào)？

　　制造企業(yè)的企業(yè)家,，尤其是中小型民營(yíng)企業(yè)的老板,，非常關(guān)心投資回報(bào)。我多次聽到一些企業(yè)家提出,，必須能夠在三到四年能夠收回投資的信息化,、自動(dòng)化系統(tǒng)才投入,，甚至有期望值更高的，希望能夠找到“下金蛋的雞”,。然而,，有些賬容易算，比如某條產(chǎn)線減少了多少工人,。有些賬卻不那么容易算,，例如工業(yè)軟件的應(yīng)用涉及到如何滿足企業(yè)不斷變化的個(gè)性化需求。

　　作為一個(gè)使能要素,，企業(yè)離不開工業(yè)軟件,，卻難以計(jì)算出它究竟為企業(yè)直接或間接節(jié)省了多少成本，賺了多少錢,。如果選型,、實(shí)施和應(yīng)用不到位，更是常常用不起來(lái),，業(yè)務(wù)部門牢騷滿腹,。長(zhǎng)此以往，制造企業(yè)更加重硬輕軟,，最后停留在小打小鬧地做一點(diǎn)局部的自動(dòng)化改善,。

　　06

　　數(shù)據(jù)采集與設(shè)備聯(lián)網(wǎng)

　　邁不過(guò)去的坎

　　企業(yè)要真正實(shí)現(xiàn)智能制造，必須進(jìn)行生產(chǎn),、質(zhì)量,、設(shè)備狀態(tài)和能耗等數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備（機(jī)床,、機(jī)器人）,、檢測(cè)設(shè)備、物流設(shè)備（AGV,、立庫(kù),、叉車等），以及移動(dòng)終端的聯(lián)網(wǎng),，沒有這個(gè)基礎(chǔ),，智能制造就是無(wú)源之水。

　　但是,，我常?？吹胶芏嘀圃炱髽I(yè)還停留在單機(jī)自動(dòng)化階段，甚至一些知名企業(yè)的生產(chǎn)線也未聯(lián)網(wǎng),。沒有基礎(chǔ)的設(shè)備聯(lián)網(wǎng),，何談工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)？,！

　　07

　　基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和管理基礎(chǔ)

　　無(wú)論是推進(jìn)企業(yè)信息化,、兩化融合,，還是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推進(jìn)智能制造,，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的規(guī)范性和準(zhǔn)確性都是必要條件,。很多企業(yè)在實(shí)施ERP,，或者ERP升級(jí)換型的過(guò)程中,，花費(fèi)時(shí)間最多的就是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整理。企業(yè)管理的規(guī)范性,、業(yè)務(wù)流程的清晰,，也是企業(yè)推進(jìn)智能制造的“敲門磚”。但現(xiàn)實(shí)的情況是,，一些企業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)還沒有理順,，卻在大談“工業(yè)大數(shù)據(jù)”。這種舍本逐末的做法,，注定是難以取得實(shí)效的,。

　　推進(jìn)智能制造有這么多難點(diǎn)問(wèn)題，那么,，制造企業(yè)究竟有何對(duì)策,？如何避免變成“滑鐵盧戰(zhàn)役”呢？

　　01

　　首先,，必須明確

　　智能制造不是目的,，而是手段

　　推進(jìn)智能制造的核心目的是幫助企業(yè)通過(guò)實(shí)現(xiàn)降本增效、節(jié)能降耗,、提高產(chǎn)品質(zhì)量,、提升產(chǎn)品附加值、縮短產(chǎn)品上市周期,、滿足客戶個(gè)性化需求,，以及向服務(wù)要效益等途徑，提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力和盈利能力,。推進(jìn)智能制造絕不能搞面子工程,。

　　02

　　必須對(duì)智能制造

　　有正確的理解和認(rèn)識(shí)

　　智能制造覆蓋企業(yè)全價(jià)值鏈，是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程,，不要期望“畢其功于一役”,，搞個(gè)專項(xiàng)就萬(wàn)事大吉；推進(jìn)智能制造需要規(guī)劃,、IT,、自動(dòng)化、精益等部門通力合作,；不同行業(yè)的企業(yè)推進(jìn)智能制造差異很大,。推進(jìn)智能制造,，需要引入中立、專業(yè)的服務(wù)機(jī)構(gòu),，開展多層次,、多種形式的培訓(xùn)、考察,、交流與學(xué)習(xí),，讓企業(yè)上下樹立對(duì)智能制造的正確認(rèn)識(shí)。

　　小批量,、多品種的企業(yè),，不要盲目推進(jìn)無(wú)人工廠；個(gè)性化定制和無(wú)人工廠是魚和熊掌不可兼得,；不能盲目推進(jìn)機(jī)器換人,。

　　智能制造包括四種類型的創(chuàng)新（商業(yè)模式、生產(chǎn)模式,、運(yùn)營(yíng)模式和決策模式創(chuàng)新）,，十大應(yīng)用場(chǎng)景（智能產(chǎn)品、智能服務(wù),、智能裝備,、智能產(chǎn)線、智能車間,、智能工廠,、智能研發(fā)、智能管理,、智能物流供應(yīng)鏈,，以及智能決策），底層還需要五大類使能技術(shù)（ICT技術(shù),、工業(yè)自動(dòng)化技術(shù),、先進(jìn)制造技術(shù)、現(xiàn)代企業(yè)管理和人工智能技術(shù)）的支撐,。

　　03

　　大處著眼,，小處著手

　　企業(yè)要想推進(jìn)智能制造取得實(shí)效，通過(guò)智能制造現(xiàn)狀評(píng)估,、業(yè)務(wù)流程和工藝流程梳理,、需求調(diào)研與診斷、整體規(guī)劃及落地實(shí)施五個(gè)步驟,，畫出清晰的智能制造路線圖,，然后根據(jù)路線圖和智能制造整體規(guī)劃，穩(wěn)步推進(jìn)具體的項(xiàng)目，注重對(duì)每個(gè)智能制造項(xiàng)目明確其KPI指標(biāo),，在測(cè)度關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)的基礎(chǔ)上,，評(píng)估是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。智能制造要取得實(shí)效,，需要清晰的思路,、明確的目標(biāo)、高層的引領(lǐng),、專業(yè)的團(tuán)隊(duì)和高度的執(zhí)行力,。

　　▲智能制造總體框架范例

　　04

　　緊密跟蹤

　　先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展前沿

　　近年來(lái)，制造業(yè)的新材料,、新技術(shù),、新工藝層出不窮,，金屬增材制造技術(shù)不僅改變了復(fù)雜產(chǎn)品的制造方式,，還改變了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，也徹底打破了可制造性的桎梏,，催生了創(chuàng)成設(shè)計(jì)（Generative Design）等新的設(shè)計(jì)模式,，從計(jì)算機(jī)輔助人設(shè)計(jì)，演化為人輔助計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì),。碳纖維復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用催生了全新的制造工藝和制造裝備,。

　　奧迪A8采用了鋁制車身，車身焊接不能再使用點(diǎn)焊,，取而代之的是鉚焊,、摩擦焊、激光焊等新工藝,。材料和工藝的改進(jìn),，往往會(huì)對(duì)產(chǎn)品的性能，例如抗腐蝕,、耐久性帶來(lái)巨大的提升,。精密測(cè)量技術(shù)也在迅速發(fā)展，由接觸式測(cè)量發(fā)展到非接觸式測(cè)量,，由離線檢測(cè)演化為在線檢測(cè),，由事后檢測(cè)演化為邊測(cè)量邊加工，從而幫助制造企業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量,。

　　▲英國(guó)雷尼紹（Renishaw）實(shí)現(xiàn)在機(jī)檢測(cè)

　　05

　　積極穩(wěn)妥地推進(jìn)

　　數(shù)字化和智能化技術(shù)的應(yīng)用

　　當(dāng)前,，人工智能技術(shù)的發(fā)展如火如荼，必將在制造業(yè)不斷得到應(yīng)用,，尤其是在無(wú)人駕駛汽車,、質(zhì)量檢測(cè)與優(yōu)化、設(shè)備故障診斷和預(yù)測(cè)等領(lǐng)域。現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了Google的Tensorflow等開源的人工智能引擎可以應(yīng)用,。

　　此外,，VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）、AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）,、MR（混合現(xiàn)實(shí)）等可視化技術(shù),，在制造業(yè)也有很好的應(yīng)用場(chǎng)景，例如設(shè)備操作培訓(xùn)和設(shè)備維修維護(hù)等,。愛立信工廠應(yīng)用AR技術(shù)進(jìn)行電路板的檢測(cè),，蒂森克虜伯電梯利用MR技術(shù)提高電梯維護(hù)的效率。Cobot（協(xié)作機(jī)器人,單臂和雙臂）在裝配,、擰螺絲,、涂膠等很多工序可以進(jìn)行應(yīng)用，機(jī)器人與視覺傳感器,、力覺傳感器的集成應(yīng)用能夠大大提高機(jī)器人動(dòng)作的準(zhǔn)確性和靈活性,。

　　▲愛立信工廠利用AR技術(shù)

　　輔助進(jìn)行電路板質(zhì)量檢測(cè)

　　06

　　選擇真正靠譜的合作伙伴

　　智能制造系統(tǒng)架構(gòu)十分復(fù)雜，也非常個(gè)性化,，相關(guān)技術(shù)在不斷演進(jìn),，企業(yè)本身也是動(dòng)態(tài)變化，智能制造評(píng)估體系和規(guī)劃方法論也還處于不斷完善的過(guò)程中,，智能制造的推進(jìn)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,。

　　因此，企業(yè)推進(jìn)智能制造需要尋找專業(yè)的合作伙伴,，從培訓(xùn),、現(xiàn)狀評(píng)估、規(guī)劃,，到具體的數(shù)字化工廠仿真,、產(chǎn)線設(shè)計(jì)，到真正實(shí)現(xiàn)工控網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),，并建立工控安全體系,，實(shí)現(xiàn)IT與OT系統(tǒng)的集成。