位于重慶兩江新區(qū)的三一重工西南地區(qū)首個智能化工廠項目外景
河北省唐山市豐南區(qū)一家鋼管智能生產(chǎn)車間的自動化生產(chǎn)線在高速運轉(zhuǎn)
安徽省合肥高新區(qū)南崗科技園的惠而浦洗碗機智能工廠里，機器人開足馬力忙生產(chǎn)
浙江阿大互聯(lián)科技股份有限公司智能工廠
制造業(yè)是立國之本、強國之基。
自2018年開始，世界經(jīng)濟論壇與麥肯錫咨詢公司在全球發(fā)起評選“燈塔工廠”項目，尋找制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的典范。目前已有來自全球22個行業(yè)的90家工廠入選，其中，位于中國的“燈塔工廠”有31家。這些“燈塔工廠”廣泛分布于消費品、汽車、家用電器、鋼鐵制品、醫(yī)療設(shè)備、制藥、工業(yè)設(shè)備等多個領(lǐng)域，積極探索適合自身的數(shù)字化路徑，展現(xiàn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的巨大潛力。
“燈塔工廠”究竟什么樣？有哪些“過人之處”？中國在智能制造領(lǐng)域競爭力有多大？對此，本報記者進行了采訪。
智能化時代“最先進的工廠”
一條條生產(chǎn)線整齊排列，AGV自動運輸車來回穿梭，身形龐大的工業(yè)機器人舉重若輕，一臺臺搭載視覺傳感的機械臂靈活舞動，組裝著精密的工件……這是三一重工北京樁機工廠內(nèi)的生產(chǎn)場景。
廠區(qū)內(nèi)廣泛使用的庫卡機器人，精準(zhǔn)“掌控”每一個生產(chǎn)步驟；基于5G的MES（生產(chǎn)過程管理系統(tǒng)）生產(chǎn)看板實時記錄、檢測每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)；產(chǎn)品出廠前，依托5G的機器視覺AI（人工智能），替代傳統(tǒng)工人完成產(chǎn)品質(zhì)檢……這是美的集團位于廣東順德的微波爐工廠。
舒緩動聽的音樂伴奏下，機器人揮舞著機械臂，鑄造轉(zhuǎn)運、自動銑毛刺、自動插拔塞等工序有序完成，一只只輪轂實現(xiàn)了從毛坯到成品的蛻變……這是位于河北秦皇島的中信戴卡股份有限公司鋁車輪六號工廠。
這些工廠有一個共同的標(biāo)簽——“燈塔工廠”。
“‘燈塔工廠’最大的特點是智能化、數(shù)字化、自動化等技術(shù)的集成與綜合運用，其評價標(biāo)準(zhǔn)主要看是否大量采用自動化、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、5G等第四次工業(yè)革命新技術(shù)，并綜合運用這些新技術(shù)實現(xiàn)商業(yè)模式、產(chǎn)品研發(fā)模式、生產(chǎn)模式、質(zhì)量管理模式和消費者服務(wù)模式等全方位變革，促進效率提升、節(jié)能減排和經(jīng)營優(yōu)化。”中國宏觀經(jīng)濟研究院戰(zhàn)略政策室主任盛朝迅接受本報采訪時表示。
盛朝迅進一步解釋，“燈塔工廠”涵蓋了智能制造、數(shù)字化轉(zhuǎn)型等重要發(fā)展方向，是科技含量高、創(chuàng)新性強、勞動生產(chǎn)率高、經(jīng)濟效益好、綠色低碳發(fā)展的“代名詞”，是智能制造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的先鋒模范，是智能化時代“最先進的工廠”。
自動化、數(shù)字化、智能化，多位專家和業(yè)內(nèi)人士接受本報采訪時談到這幾個關(guān)鍵詞，可謂是“燈塔工廠”最顯著的特點。浙江大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院教授宋華盛告訴記者，提高生產(chǎn)效率、提升敏捷性、加快貨品上市速度、實現(xiàn)定制化、提升企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力……“燈塔工廠”給企業(yè)帶來的好處多多。
來自工廠的數(shù)據(jù)也印證了這一點。三一重工北京樁機工廠升級后，總體生產(chǎn)設(shè)備作業(yè)率從60%提升到將近90%，生產(chǎn)周期縮短了近80%，生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量均大幅提升。依托智能數(shù)字化賦能產(chǎn)業(yè)鏈，美的微波爐順德廠區(qū)訂單交付周期縮短56%、渠道庫存下降40%、產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)提升15%、內(nèi)部綜合效率提升28%。借助數(shù)字化賦能的柔性制造系統(tǒng)，中信戴卡鋁車輪六號工廠的最小生產(chǎn)批量從300件降到1件，一條生產(chǎn)線可同時生產(chǎn)多種不同樣式的輪轂，“千輪千樣”成為可能。
中國在一些細(xì)分領(lǐng)域領(lǐng)跑
“燈塔工廠”因其嚴(yán)格的評選標(biāo)準(zhǔn)，一直被視為第四次工業(yè)革命的領(lǐng)路者、“數(shù)字化制造”和“工業(yè)4.0”的示范者。在目前全球90家入選工廠中，位于中國的有31家，超過總量的1/3。宋華盛表示，這一數(shù)字充分說明，如果說在前三次的產(chǎn)業(yè)革命中，中國是西方國家的跟跑者，那么在第四次工業(yè)革命中，中國是并跑者，甚至在某些細(xì)分領(lǐng)域是領(lǐng)跑者。
記者梳理發(fā)現(xiàn)，位于中國的“燈塔工廠”中，除了大型跨國公司設(shè)在中國的制造業(yè)基地，還有很多本土制造商的工廠，其中有不少創(chuàng)造了行業(yè)紀(jì)錄。
三一重工北京樁機工廠，便是全球重工行業(yè)首家獲認(rèn)證的“燈塔工廠”。
“重工行業(yè)是典型的離散制造，具有多品種、小批量、工藝復(fù)雜等特點。”三一重工智能制造研究院院長董明楷告訴記者，這為生產(chǎn)制造帶來了很大挑戰(zhàn)。例如，面對動輒幾十米長、幾十噸重的工件，同樣是工業(yè)機器人，抓取又大又重的工件，難度就更大；同樣是視覺識別，對大型復(fù)雜工件，識別起來就更難。這都需要全新定制算法、工具，需要在特殊環(huán)境里開發(fā)、配置、反復(fù)測試。
從2018年起，樁機工廠就開始了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作。表面上看，工廠實現(xiàn)了重工機械“大象跳舞”。實際上，工廠里8個柔性工作中心、16條智能生產(chǎn)線、375臺全聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)設(shè)備，實現(xiàn)了生產(chǎn)制造要素全連接。在后臺，“根云平臺”日夜不停采集工廠里近3.6萬個數(shù)據(jù)點數(shù)據(jù)，為每一道工序、每一個機型甚至每一把刀具等“算”出最優(yōu)參數(shù)。
寧德時代新能源科技股份有限公司的寧德工廠，是全球首個獲評“燈塔工廠”的電池工廠。世界經(jīng)濟論壇在認(rèn)定其為“燈塔工廠”的評語中這樣說：“為了應(yīng)對日益復(fù)雜的制造工藝和滿足高質(zhì)量產(chǎn)品的需求，寧德時代利用人工智能、先進分析和邊緣/云計算等技術(shù)，在3年內(nèi)實現(xiàn)了在生產(chǎn)每組電池耗時1.7秒的速度下僅有十億分之一的缺陷率，同時將勞動生產(chǎn)率提高了75%，將每年的能源消耗降低了10%。”
此外，青島啤酒廠、阿里巴巴犀牛工廠等在入選時，也是全球啤酒飲料業(yè)、服裝業(yè)的首家“燈塔工廠”。
“經(jīng)過多年的培育發(fā)展，中國智能制造已進入加速發(fā)展期。全球自動化廠商更加重視中國市場布局，本土供給能力不斷提升，關(guān)鍵零部件、核心算法、系統(tǒng)解決方案實現(xiàn)長足進步，支撐體系建設(shè)逐步完善，標(biāo)準(zhǔn)、示范、平臺等支撐能力不斷增強。”盛朝迅表示。
事實上，“十三五”以來，中國制造業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化水平已經(jīng)得到顯著提升，發(fā)展態(tài)勢良好。工信部數(shù)據(jù)顯示，在供給能力方面，智能制造裝備國內(nèi)市場滿足率超過50%，主營業(yè)務(wù)收入超10億元的系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商達43家。在支撐體系上，中國構(gòu)建了國際先行的標(biāo)準(zhǔn)體系，發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)285項，主導(dǎo)制定國際標(biāo)準(zhǔn)28項；培育具有一定影響力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺70余個。在推廣應(yīng)用成效上，試點示范項目生產(chǎn)效率平均提高45%，產(chǎn)品研制周期平均縮短35%，產(chǎn)品不良品率平均降低35%，涌現(xiàn)出離散型智能制造、流程型智能制造、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制、遠(yuǎn)程運維服務(wù)等新模式新業(yè)態(tài)。
制造業(yè)向更高發(fā)展水平升級
業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，從整體經(jīng)濟角度看，越來越多的“燈塔工廠”有助于加速“中國制造”向“中國智造”轉(zhuǎn)型，是推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型、加快制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手。
事實上，“燈塔工廠”已經(jīng)成為一個新趨勢和風(fēng)向標(biāo)，“照亮”未來智造之路。采訪中記者了解到，像美的、三一重工等行業(yè)內(nèi)規(guī)模宏大、資金實力雄厚、數(shù)字化轉(zhuǎn)型積極的龍頭企業(yè)，充分利用已有經(jīng)驗，正在努力打造更多的“燈塔工廠”，而且這些企業(yè)還具備了提供數(shù)字化解決方案的整體能力，可以對中小企業(yè)進行賦能。
不僅是企業(yè)，許多地方也瞄準(zhǔn)了“燈塔工廠”這一目標(biāo)，競相布局、加快構(gòu)建智能制造的新生態(tài)。
上海力爭打造世界一流水平“智造之城”。《上海市建設(shè)100+智能工廠專項行動方案（2020-2022年）》提出實施“10030”工程，即三年推動建設(shè)100家智能工廠，打造10家標(biāo)桿性智能工廠，培育10家行業(yè)一流水平的智能制造系統(tǒng)集成商，搭建10個垂直行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。
打造以“未來工廠”為引領(lǐng)、數(shù)字化車間、智能工廠為主體的智能制造群體，是浙江推進智能制造的重要抓手。浙江已經(jīng)制定“未來工廠”建設(shè)導(dǎo)則和評價標(biāo)準(zhǔn)，截至2021年底，累計認(rèn)定智能工廠（數(shù)字化車間）423家，“未來工廠”61家，企業(yè)生產(chǎn)效率提高47.8%，能源利用率提高16.3%，運營成本降低20.4%。
《南京市制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實施方案（2021-2023）》部署了智能制造新模式新標(biāo)桿培育工程，鼓勵行業(yè)龍頭企業(yè)對標(biāo)世界一流的制造能力，打造全球“燈塔工廠”。這一方案還明確提出“到2023年，全市制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平明顯提升，規(guī)上工業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型比例達70%”的目標(biāo)。
中國社科院工業(yè)經(jīng)濟研究所研究員李曉華分析，目前，中國制造業(yè)發(fā)展的環(huán)境正在發(fā)生顯著改變。一是受逆全球化回潮、新冠肺炎疫情沖擊等影響，全球產(chǎn)業(yè)鏈價值鏈面臨重構(gòu)，提高產(chǎn)業(yè)鏈韌性、加強產(chǎn)業(yè)鏈安全的重要性凸顯；二是綠色低碳成為全球共識，減少能源消耗和二氧化碳排放并最終實現(xiàn)碳中和，成為世界各國努力的方向，作為耗能和排放大戶的工業(yè)需要加快低碳轉(zhuǎn)型；三是隨著收入水平提高和新一代消費者成長，人們對產(chǎn)品的品質(zhì)、附加價值的要求增加，彰顯個人價值的個性化、定制化產(chǎn)品成為消費新方向。
“數(shù)字技術(shù)是典型的賦能技術(shù)，數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化發(fā)展能夠幫助制造業(yè)有效應(yīng)對國內(nèi)資源稟賦變化、外部環(huán)境變化等挑戰(zhàn)，有助于制造業(yè)重構(gòu)競爭優(yōu)勢，在保持穩(wěn)健增長的同時向更高發(fā)展水平升級。”李曉華說。
中國《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》明確提出，建設(shè)智能制造示范工廠，工信部也推出智能制造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型相關(guān)的評價標(biāo)準(zhǔn)。今年2月，工信部、發(fā)改委等4部委公告了2021年度智能制造示范工廠揭榜單位和優(yōu)秀場景名單，110家智能制造示范工廠和241個智能制造優(yōu)秀場景上榜。
值得注意的是，這份名單中，除了制造業(yè)龍頭企業(yè)，還有諸多中小企業(yè)的身影。盛朝迅表示，應(yīng)當(dāng)看到，進入新發(fā)展階段，工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展邏輯正在從“規(guī)模擴張”轉(zhuǎn)向“專精特新”，大量具有“專業(yè)化、精細(xì)化、特色化、創(chuàng)新化”特征的中小企業(yè)，立足獨門絕技、做優(yōu)做精做強優(yōu)勢產(chǎn)品，全球市場占有率穩(wěn)居第一方陣，向產(chǎn)業(yè)鏈高端進軍，在智能工廠建設(shè)方面也可圈可點，具備獲評“燈塔工廠”的潛質(zhì)和條件。
“中國產(chǎn)業(yè)體系完善、產(chǎn)業(yè)鏈條長、產(chǎn)業(yè)集群豐富，數(shù)字化應(yīng)用場景廣闊，有助于在數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟和范圍經(jīng)濟，且市場龐大、人口眾多，擁有‘工程師紅利’。”對于中國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的未來，宋華盛充滿信心。
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