工信部印發(fā)的《關(guān)于開展2015年智 能制造試點示范專項行動的通知》指出，2015年，工信部將分類開展流程制造、離散制造、智能裝備和產(chǎn)品、智能制造等領(lǐng)域新業(yè)態(tài)新模式、智能化管理、智能 服務(wù)等6方面試點示范，并遴選30個以上智能制造示范項目。在此背景下，本文以智能工廠為切入點，深入報道各領(lǐng)域代表企業(yè)在探索智能工廠、數(shù)字 車間等方面的具體實踐，為智能制造在更大范圍內(nèi)推廣應(yīng)用提供借鑒。

    ——初探智能工廠系列報道之一

近日，海爾佛山工廠首批由50萬個用戶參與定制的洗衣機正式下線，多用戶參與的眾創(chuàng)模式和用戶個人定制模式正在變成海爾生產(chǎn)的主要模式之一，海爾也在從傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)向大規(guī)模定制轉(zhuǎn)變，是工業(yè)4.0在中國實踐的有益探索。

    互聯(lián)工廠是工業(yè)4.0的實踐示

    海爾的佛山工廠是高柔性自動無人生產(chǎn)線，建成了行業(yè)首個精密裝配機器人社區(qū)，徹底實現(xiàn)了“黑燈車間”，并且采用iMES全程訂單執(zhí)行管理系統(tǒng)，裝配了200多個RFID、4300多個傳感器、60個設(shè)備控制器，全面實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備互聯(lián)、設(shè)備與物料互聯(lián)、設(shè)備與人的互聯(lián)。

    目前，海爾分別在青島、沈陽、鄭州、佛山建成熱水器、冰箱、空調(diào)、洗衣機4個互聯(lián)工廠。

    鄭州空調(diào)互聯(lián)工廠是全球空調(diào)行業(yè)最先進的工業(yè)4.0實踐示范工廠，在模塊化、自動化、智能化、數(shù)字化程度上都實現(xiàn)了引領(lǐng)，目前已經(jīng)擁有由11個通用模塊和4個個性模塊組成的200多種用戶柔性定制方案，而傳統(tǒng)的工廠只能大規(guī)模、少品類地生產(chǎn)，難以滿足用戶個性化的需求。

    這個工廠有3種線型，對于批量大、個性化需求 少的大眾化產(chǎn)品，互聯(lián)工廠使用高自動化定制生產(chǎn)線。對于批量小、個性化需求多的小眾化產(chǎn)品，互聯(lián)工廠使用柔性定制生產(chǎn)線。對于用戶的個性化定制，互聯(lián)工廠 就使用單元定制生產(chǎn)線線。原來一條很長的生產(chǎn)線在這里就變成了幾個短的生產(chǎn)線。

    這種改變是基于對用戶個性化需求的同步共享和 整條生產(chǎn)線的高度協(xié)同。在互聯(lián)工廠，用戶提交定單后，定單信息實時傳到互聯(lián)工廠，智能制造系統(tǒng)自動排產(chǎn)，并將信息自動傳遞給各個工序生產(chǎn)線及所有模塊商、 物流商，不同的工序根據(jù)指令生產(chǎn)相對應(yīng)的產(chǎn)品模塊，最后在總裝線上進行組裝。用戶通過手機終端可以實時看到互聯(lián)工廠產(chǎn)品的生產(chǎn)情況。

    用戶個性化需求的同步共享和生產(chǎn)線的協(xié)同，是 依靠橫向、縱向無縫集成的數(shù)字化系統(tǒng)實現(xiàn)的。橫向應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從用戶需求再到產(chǎn)品設(shè)計、制造、物流、服務(wù)，實現(xiàn)整個全流程供應(yīng)鏈體系的整合；縱向通過 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從企業(yè)到工廠，再到車間，最后到每一臺設(shè)備每一個人，實現(xiàn)物物互聯(lián)。數(shù)字化系統(tǒng)落地的核心就是iMES全程訂單執(zhí)行管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)把制造、 研發(fā)、物流緊密地互聯(lián)互通。

    海爾目前正在打造一個虛實融合的“雙胞胎系 統(tǒng)”，也就是將用戶需求通過虛擬設(shè)計、虛擬裝配的系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品方案，再通過互聯(lián)工廠的制造和智慧物流把它們配送到用戶的家中，也就是把物理世界和虛擬世 界有機地融合起來，海爾稱之為“雙胞胎系統(tǒng)”。這樣做的好處是可以解決個性化定制過程中產(chǎn)品周期長、效率低以及質(zhì)量的問題，將來還要做到人、機、物融合下 的萬物互聯(lián)，通過大數(shù)據(jù)、云計算來實現(xiàn)智慧家庭和互聯(lián)工廠的有機融合，實現(xiàn)用戶全生命周期的最佳體驗。

    沈陽冰箱工廠是海爾第一個智能互聯(lián)工廠。該工 廠最典型的信息互聯(lián)案例就是U殼智能配送線。該配送線顛覆傳統(tǒng)的工裝車運輸方式，在行業(yè)內(nèi)首次實現(xiàn)了在無人配送的情況下，點對點精準匹配生產(chǎn)和全自動即時 配送。在這里，傳統(tǒng)的100多米長的生產(chǎn)線被4條18米長的智能化生產(chǎn)線所替代，幾百個零部件被優(yōu)化成十幾個主要模塊，這些模塊可根據(jù)用戶不同需求進行快 速任意組裝。目前沈陽工廠可支持9個平臺500個型號的柔性大規(guī)模定制，人員配置減少57%，單線產(chǎn)能提升了80%，單位面積產(chǎn)出提升了100%，定單交 付周期降低了47%，成為全球生產(chǎn)節(jié)拍最快的冰箱工廠。

    用戶變成了自己產(chǎn)品的設(shè)計師

    2014年，海爾集團全球營業(yè)額超過2000億元，這意味著海爾一年面對的用戶需求量已經(jīng)上億。用戶數(shù)龐大、與用戶有良好關(guān)系的海爾很早就感受到了用戶需求的差異化、個性化。事實上，海爾一直在推動一件事，就是把全球用戶都變成自己產(chǎn)品的設(shè)計師。

    目前海爾的用戶已經(jīng)遍布全球100多個國家， 在海爾全球各區(qū)域的用戶交互平臺上，隨時都能看到用戶最新的想法以及他們對未來生活的設(shè)想，海爾大量的產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)意都來自于用戶交互平臺。例如，印度 “Jhukna Mat”冰箱、巴基斯坦斷電100小時保溫冷柜、日本手持洗衣機Coton等。

    “我們一直在與用戶交互更能滿足需求的新一代 洗衣機方案，在互聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)吸引了50萬個用戶參與眾創(chuàng)。” 海爾歐洲白電總經(jīng)理Jean Franck說。首批眾創(chuàng)洗衣機最終方案就是用戶從79個模塊方案中挑選出的2個最佳組合。同時，用戶還為這款洗衣機起了一個獨特的小名 “intelius”，寓意智能、品質(zhì)、高科技等。

    下線的intelius洗衣機產(chǎn)品有著明顯的 用戶定制的特征，最具差異化的就是將ABT材料應(yīng)用范圍拓展到了智能投放模塊上，更大程度上實現(xiàn)了潔凈、殺菌的效果；同時，洗衣機的操控屏比以前更大，使 得用戶的操作更加方便。另外，這款洗衣機也滿足了歐洲等地區(qū)對節(jié)能環(huán)保更高程度的要求，其能耗值比歐洲的最高標A+++還要節(jié)能40%，相當于10年節(jié) 省550歐元，可以購買一臺中高端洗衣機。從實踐結(jié)果來看，這些源于用戶需求的差異化功能是眾創(chuàng)洗衣機吸引了全球眾多訂單的原因之一。

    而將用戶的個性化定制高效率、高質(zhì)量、低成本地變?yōu)楫a(chǎn)品，快速滿足用戶定制化體驗、需要制造的支撐，這就是海爾智能工廠要實現(xiàn)的目標。“有了對用戶定制化生產(chǎn)的支撐能力，海爾的用戶交互平臺就更有黏性，大家更愿意在這個平臺上交流產(chǎn)品的需求。”一位業(yè)內(nèi)人士認為。

    模塊化是實現(xiàn)用戶定制的基礎(chǔ)

    海爾顛覆傳統(tǒng)制造模式，構(gòu)建以用戶為中心的大規(guī)模個性化定制模式，其中模塊化是實現(xiàn)用戶定制的基礎(chǔ)。從用戶交互平臺、供應(yīng)商到整個制造過程，都是基于模塊來確定一個產(chǎn)品。例如，勻冷冰箱原來需要 354個零件，現(xiàn)在整合為23個模塊。用戶在前臺選擇自己需要的產(chǎn)品功能，而互聯(lián)工廠在生產(chǎn)制造過程中只需改變相對應(yīng)的模塊即可，而不是重新設(shè)計一個新產(chǎn) 品。模塊化設(shè)計顛覆了傳統(tǒng)的采購模式，要求供應(yīng)商必須從零件商轉(zhuǎn)化為模塊商，事先參與模塊的設(shè)計。

    互聯(lián)工廠顛覆了傳統(tǒng)的管理流程，由傳統(tǒng)企業(yè) ERP管控下的串聯(lián)流程，變成了并聯(lián)的開放生態(tài)圈。互聯(lián)工廠的每一個環(huán)節(jié)，包括外部的供應(yīng)商，都可以直接看到用戶的需求。一方面可以并聯(lián)快速響應(yīng)用戶的需 求，另一方面也有助于共同設(shè)計，實現(xiàn)共贏共享。模塊商資源平臺“海達源”負責海爾無邊界地聚合資源。舉個例子，西卡公司是一家全新的模塊化供應(yīng)商，它在 “海達源”平臺上獲取了用戶需求、用戶抱怨后，可以有針對性地及時提交解決方案。原來海爾要在某個項目上確定一個供應(yīng)商可能需要半年甚至更長時間，而西卡 公司在不到3個月的時間內(nèi)，從注冊到提供模塊化方案全部完成，這離不開“海達源”為一流資源快速、無障礙進入提供的支持。同時，海爾的采購流程也由原來的 串聯(lián)流程轉(zhuǎn)變?yōu)樽宰浴⒆該寙巍⒆越换ァ⒆越灰住⒆越桓丁⒆詢?yōu)化的并聯(lián)流程。

    模塊化對產(chǎn)品的研發(fā)和制造都帶來了明顯的效果，比如天樽空調(diào)由原來的265個零部件，轉(zhuǎn)變?yōu)?2個模塊，新品的上市時間減少了一半；勻冷冰箱開發(fā)新品，上市時間減少30%，成本下降18%，加工工時減少了40%。