當前,，我國制造業(yè)面臨著異常嚴峻的挑戰(zhàn),，在這種背景下，制造企業(yè)如何實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級,？推進智能制造成為重要的途徑,。然而，目前我國制造企業(yè)推進智能制造面臨著諸多難點問題：

　　01

　　概念滿天飛,，技術(shù)一大堆

　　近幾年來,，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）、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、數(shù)字化轉(zhuǎn)型,、C2B(C2M)等概念接踵而至,，對于大多數(shù)制造企業(yè)而言，可以說是眼花繚亂,、無所適從,。

　　智能制造涉及的技術(shù)非常多，例如云計算,、邊緣計算,、RFID、工業(yè)機器人,、機器視覺,、立體倉庫,、AGV、虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實,、三維打印/增材制造,、工業(yè)安全、TSN（時間敏感網(wǎng)絡）,、深度學習,、Digital twin、MBD,、預測性維護......,，讓企業(yè)目不暇接。這些技術(shù)看起來都很美,，但如何應用,，如何取得實效？很多企業(yè)還不得而知,。

　　02

　　摸著石頭過河

　　企業(yè)推進智能制造領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)十分缺乏經(jīng)驗,，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,、自動化孤島，以及信息系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)之間的孤島,。企業(yè)目前也缺乏統(tǒng)一的部門來系統(tǒng)規(guī)劃和推進智能制造,。在實際推進智能制造的過程中，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)實很骨感

　　推進智能制造,，前景很美好,。但是絕大多數(shù)制造企業(yè)利潤率很低，缺乏自主資金投入,。在“專項”、“示范”以及“機器換人”等政策刺激下,，一些國有企業(yè)和大型民營企業(yè)爭取到各級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,，為了爭取政府項目，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，大量采用機器人的自動化生產(chǎn)線是必須建的,，立體倉庫,、AGV也是可以有的，MES更是必不可少的,，國產(chǎn)系統(tǒng)是必須用的,。至于究竟能否取得實效，就只有企業(yè)“冷暖自知”了,。

　　04

　　自動化,、數(shù)字化還是智能化？

　　在推進智能制造過程中,，不少企業(yè)對于建立無人工廠,、黑燈工廠躍躍欲試，認為這就是智能工廠,。而實際上,，高度自動化是工業(yè)3.0的理念。

　　對于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品,，國外的優(yōu)秀企業(yè)早就實現(xiàn)了無人工廠,，例如日本FANUC全自動裝配伺服電機，40秒一個,，但其前提是產(chǎn)品的標準化,、系列化，以及面向自動化裝配的設(shè)計,，例如將需要用線纜進行插裝的結(jié)構(gòu)改為插座式的結(jié)構(gòu),。

　　e-works兩次組團參觀三菱電機的名古屋制作所可兒工廠，他們非常明確,，對于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品,，大量應用機械手，實現(xiàn)高度自動化,；對于中小批量的產(chǎn)品,，推進低成本自動化，即部分工位的自動化,；而對于單件定制的產(chǎn)品,，采取手工裝配。

　　去年,，e-works考察團參觀施耐德電氣的法國諾曼底工廠,，他們非常客觀地介紹，該工廠是生產(chǎn)繼電器的自動化工廠,，但還不是智能工廠,，邀請我們來年再去，實際上該工廠實現(xiàn)了從繞線,、裝配,、包裝等全流程的自動化，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,，其特點是人機協(xié)作的柔性自動化生產(chǎn)、智能物流,、工業(yè)軟件廣泛應用,、海量的數(shù)據(jù)采集以及大數(shù)據(jù)分析。

　　一個真正的智能工廠,，應該是精益,、柔性、綠色,、節(jié)能和數(shù)據(jù)驅(qū)動,，能夠適應多品種小批量生產(chǎn)模式的工廠。智能工廠不是無人工廠,，卻是少人化和人機協(xié)作的工廠,，推進智能工廠絕不是簡單地實現(xiàn)機器換人。南京的愛立信工廠有一條裝配線,，一開始設(shè)置的自動化率是90%,，后來發(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，對于裝備制造行業(yè),，機加工等工序并不適合建立自動化生產(chǎn)線,，而建立FMS（柔性制造系統(tǒng)），則是更現(xiàn)實的選擇,。MAZAK,、FANUC的機加工車間應用FMS已達到720小時無人值守，自動生產(chǎn)不同的機械零件,。

　　▲MAZAK的FMS（柔性制造系統(tǒng)）

　　05

　　投資回報,？

　　制造企業(yè)的企業(yè)家，尤其是中小型民營企業(yè)的老板,，非常關(guān)心投資回報。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)軟件的應用涉及到如何滿足企業(yè)不斷變化的個性化需求。

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

　　06

　　數(shù)據(jù)采集與設(shè)備聯(lián)網(wǎng)

　　邁不過去的坎

　　企業(yè)要真正實現(xiàn)智能制造，必須進行生產(chǎn),、質(zhì)量,、設(shè)備狀態(tài)和能耗等數(shù)據(jù)的自動采集，實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備（機床,、機器人）,、檢測設(shè)備、物流設(shè)備（AGV,、立庫,、叉車等），以及移動終端的聯(lián)網(wǎng),，沒有這個基礎(chǔ),，智能制造就是無源之水。

　　但是,，我常?？吹胶芏嘀圃炱髽I(yè)還停留在單機自動化階段，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)

　　無論是推進企業(yè)信息化,、兩化融合,，還是進一步實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推進智能制造,，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的規(guī)范性和準確性都是必要條件,。很多企業(yè)在實施ERP，或者ERP升級換型的過程中,，花費時間最多的就是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整理,。企業(yè)管理的規(guī)范性、業(yè)務流程的清晰,，也是企業(yè)推進智能制造的“敲門磚”,。但現(xiàn)實的情況是，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，注定是難以取得實效的,。

　　推進智能制造有這么多難點問題,，那么，制造企業(yè)究竟有何對策,？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

　　推進智能制造的核心目的是幫助企業(yè)通過實現(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、滿足客戶個性化需求,，以及向服務要效益等途徑,，提升企業(yè)的核心競爭力和盈利能力。推進智能制造絕不能搞面子工程,。

　　02

　　必須對智能制造

　　有正確的理解和認識

　　智能制造覆蓋企業(yè)全價值鏈,，是一個極其復雜的系統(tǒng)工程，不要期望“畢其功于一役”,，搞個專項就萬事大吉,；推進智能制造需要規(guī)劃、IT,、自動化,、精益等部門通力合作,；不同行業(yè)的企業(yè)推進智能制造差異很大。推進智能制造,，需要引入中立,、專業(yè)的服務機構(gòu),，開展多層次,、多種形式的培訓、考察,、交流與學習,，讓企業(yè)上下樹立對智能制造的正確認識。

　　小批量,、多品種的企業(yè),，不要盲目推進無人工廠；個性化定制和無人工廠是魚和熊掌不可兼得,；不能盲目推進機器換人,。

　　智能制造包括四種類型的創(chuàng)新（商業(yè)模式、生產(chǎn)模式,、運營模式和決策模式創(chuàng)新）,，十大應用場景（智能產(chǎn)品、智能服務,、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)自動化技術(shù),、先進制造技術(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)要想推進智能制造取得實效，通過智能制造現(xiàn)狀評估,、業(yè)務流程和工藝流程梳理,、需求調(diào)研與診斷、整體規(guī)劃及落地實施五個步驟,，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)步推進具體的項目，注重對每個智能制造項目明確其KPI指標,，在測度關(guān)鍵績效指標的基礎(chǔ)上,，評估是否達到預期目標。智能制造要取得實效,，需要清晰的思路,、明確的目標、高層的引領(lǐng),、專業(yè)的團隊和高度的執(zhí)行力,。

　　▲智能制造總體框架范例

　　04

　　緊密跟蹤

　　先進制造技術(shù)的發(fā)展前沿

　　近年來，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（Generative Design）等新的設(shè)計模式,，從計算機輔助人設(shè)計,，演化為人輔助計算機設(shè)計。碳纖維復合材料的廣泛應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,，往往會對產(chǎn)品的性能,，例如抗腐蝕、耐久性帶來巨大的提升,。精密測量技術(shù)也在迅速發(fā)展,，由接觸式測量發(fā)展到非接觸式測量，由離線檢測演化為在線檢測,，由事后檢測演化為邊測量邊加工,，從而幫助制造企業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量。

　　▲英國雷尼紹（Renishaw）實現(xiàn)在機檢測

　　05

　　積極穩(wěn)妥地推進

　　數(shù)字化和智能化技術(shù)的應用

　　當前,，人工智能技術(shù)的發(fā)展如火如荼,，必將在制造業(yè)不斷得到應用，尤其是在無人駕駛汽車,、質(zhì)量檢測與優(yōu)化,、設(shè)備故障診斷和預測等領(lǐng)域?，F(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用。

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

　　▲愛立信工廠利用AR技術(shù)

　　輔助進行電路板質(zhì)量檢測

　　06

　　選擇真正靠譜的合作伙伴

　　智能制造系統(tǒng)架構(gòu)十分復雜，也非常個性化,，相關(guān)技術(shù)在不斷演進,，企業(yè)本身也是動態(tài)變化，智能制造評估體系和規(guī)劃方法論也還處于不斷完善的過程中,，智能制造的推進是一個長期的過程,。

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