工廠,是制造業(yè)的基本單元,也是觀察制造業(yè)變革最直觀的窗口。
前不久,國家部委先后公布2025年度卓越級智能工廠名單和全國首批領航級智能工廠培育名單。根據(jù)我國建立的智能工廠梯度培育體系,這兩份名單代表著我國工廠轉(zhuǎn)型的最前沿實踐。青島9座工廠獲評卓越級、1座工廠獲評領航級。至此,青島擁有卓越級智能工廠數(shù)量已達17座,居全國前列。
這些工廠大多分布于青島的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)領域,如家電、軌道交通、電力裝備、橡膠輪胎、高端化工等,折射出青島制造業(yè)在數(shù)智化轉(zhuǎn)型上所作出的持續(xù)努力。
從局部效率到全局高效、從流水線到制造單元、從單一工廠到鏈接上下游……這些曾經(jīng)只存在于各大論壇活動PPT上的技術設想和模式創(chuàng)新,正在青島的工廠里一一變成現(xiàn)實。
從單一環(huán)節(jié)的“改造提升”到整個制造系統(tǒng)的“全面重構(gòu)”,則是貫穿這些變化最核心的線索。這是青島工廠“智變”的邏輯,也是在這個數(shù)智時代讀懂青島制造持續(xù)躍遷的“密碼”。
將整座工廠搬到“線上”
青島是國內(nèi)最早一批推動制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的城市,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術的推動下,對智能工廠的探索早在大約10年前就已開始。今天,走進青島最先進的智能工廠,人們會發(fā)現(xiàn)新技術的應用呈現(xiàn)出明顯的加速度態(tài)勢。
數(shù)字孿生技術的加快應用便是其中之一。通俗解釋,數(shù)字孿生就是在軟件系統(tǒng)中構(gòu)建起物理工廠的虛擬映射模型,以此實現(xiàn)生產(chǎn)全流程的實時監(jiān)測、模擬仿真與優(yōu)化。
這意味著在線上建立了一座“虛擬工廠”,帶來的改變不再是單臺設備或某一工藝流程的效率提升,而是整個工廠運營邏輯的轉(zhuǎn)變。
在海信空調(diào)工廠,數(shù)字孿生體仿如工廠的“中樞神經(jīng)系統(tǒng)”高效工作著。設備與流程數(shù)據(jù)被實時采集加工,不斷更新著這座“虛擬工廠”的狀態(tài)。AI算法與海信自研的星海大模型通過對“虛擬工廠”分析,識別生產(chǎn)瓶頸、預測設備故障并推薦最優(yōu)操作方案,進而實現(xiàn)效率、質(zhì)量與成本的協(xié)同優(yōu)化。
物料在產(chǎn)線上跑,數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中跑,在“虛擬工廠”的驅(qū)動下,數(shù)據(jù)驅(qū)動的生產(chǎn)制造正加速照進現(xiàn)實。甚至在工廠建設階段,青島企業(yè)通過開展工廠數(shù)字化規(guī)劃與系統(tǒng)建模,完成整體工藝布局驗證、物流規(guī)劃仿真驗證及規(guī)劃產(chǎn)能仿真測算,提升制造現(xiàn)場各要素協(xié)同效率。
各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的高效流動,為全鏈條效率的優(yōu)化提升“挖”出了新潛能,在海爾中央空調(diào)工廠,不僅實現(xiàn)了20類80臺設備2萬多個點位數(shù)據(jù)全面鏈接,還將研發(fā)設計與生產(chǎn)數(shù)據(jù)打通,讓設計創(chuàng)意能夠更快轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。據(jù)測算,整個流程設計周期縮短62%,交貨周期縮短20%,單班產(chǎn)能提升24%。
回到生產(chǎn)制造現(xiàn)場,5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術也早已被廣泛應用,成為支撐智能工廠全鏈條高效運轉(zhuǎn)的重要基礎設施。
中石化青島煉化廠區(qū)工業(yè)專網(wǎng)5G信號全覆蓋,實現(xiàn)高帶寬實時通信,以保證數(shù)據(jù)的及時獲取和傳輸;海克斯康在工廠內(nèi)布設了超過8000個傳感器,實現(xiàn)設備運行狀態(tài)透明化管理;中加特與運營商攜手打造廠區(qū)5G+MEC專網(wǎng),確保生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控和快速響應;漢纜股份搭建智慧物聯(lián)平臺,實現(xiàn)5000多個點位數(shù)據(jù)秒級采集,同時采用“邊緣計算+5G技術”實現(xiàn)生產(chǎn)狀態(tài)回傳,數(shù)據(jù)響應延遲控制在50毫秒內(nèi)。
眾多新一代信息技術的集成應用,讓工廠老師傅頭腦中的經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)中固化為數(shù)據(jù)的工業(yè)知識,改變了生產(chǎn)制造范式的同時,也改變了一線產(chǎn)業(yè)工人的成長模式。
海信日立中央空調(diào)工廠產(chǎn)線旁,有一個培訓角。工人佩戴VR眼鏡,拿起手柄,便能在一個虛擬的空間里完成一次焊接操作。原來的培訓都必須在生產(chǎn)線上學習至少一個月的時間才能上手,如今借助這一系統(tǒng),培訓10天就能上崗。
“流水線”變身“柔性線”
流水線被認為是20世紀最偉大的工業(yè)發(fā)明之一。它的誕生,給工廠帶來了此前從未有過的效率提升。但如今,最先進的智能工廠正在顛覆這一生產(chǎn)模式。
當在工程師帶領下參觀智能工廠,已經(jīng)甚少從他們口中聽到“流水線”的類似表述,取而代之的是“制造單元”“智能島”“單元線”等說法。名稱的變化折射出智能工廠在柔性制造模式上的加快實踐。
大眾對于柔性制造的概念早已不陌生,其核心理念在于靈活適應市場需求,通過高效、精準的生產(chǎn)方式,實現(xiàn)制造過程的個性化。盡管概念已提出多年,但柔性制造仍處于加快探索期。2024年,工業(yè)和信息化部等國家七部門聯(lián)合發(fā)布關于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見,將推廣柔性制造作為部署未來賽道的重要發(fā)力方向。
傳統(tǒng)的工廠流水線擅長的是“整齊劃一”,但柔性制造講究“多樣化”,生產(chǎn)線必須以新的理念進行設計和布局。
來到特銳德打造的國內(nèi)首條智能新能源箱變脈動線體,能夠看到生產(chǎn)線采用“回”形布局,以及模塊化單元設計。依托柔性脈動式裝配產(chǎn)線系統(tǒng)等3大核心系統(tǒng),實現(xiàn)計劃與設備的協(xié)同閉環(huán)。在這條產(chǎn)線上,能夠?qū)崿F(xiàn)多品種混線生產(chǎn),平均每15分鐘下線一臺箱變,實現(xiàn)產(chǎn)線快速換產(chǎn)。
穿行于工廠內(nèi)忙碌的物流機器人已司空見慣。但事實上,在柔性制造模式下,物流小車背后卻大有文章,它們不再是簡單地幫產(chǎn)業(yè)工人節(jié)省“腳力”,而是扮演著穿針引線的重要角色,在很大程度上影響著換產(chǎn)的速度。
進入海爾熱水器工廠,包括前工序、總裝線體、模塊加工區(qū)的柔性生產(chǎn)線映入眼簾。區(qū)別于傳統(tǒng)的單一長流水線,這一柔性生產(chǎn)線變成模塊化組裝線和柔性化單元線,通過自主移動機器人系統(tǒng)、件集配送系統(tǒng)等先進物流技術實現(xiàn)模塊制造與裝配間的柔性匹配。
在海信日立中央空調(diào)工廠,物流機器人實現(xiàn)了空中和地面的一體化配送,一部分走地面,另一部分則變成走頭頂?shù)摹疤燔嚒保梢詴r刻看見頭頂有設備在“飛”。這讓物料實現(xiàn)了更柔性化的投送,以往工廠的物流小車像“公交車”,定點定站,這里的則更像“出租車”,即用即停。
海爾高端特種冰箱工廠則構(gòu)建了“空中+地面+地下”三維物流矩陣。在這里,以全模塊物聯(lián)混流柔性制造模式為基礎,能實現(xiàn)超過200個型號產(chǎn)品的混流生產(chǎn)。
引領“鏈式”升級
隨著智能工廠的不斷升級,變革已經(jīng)外溢到企業(yè)大門之外。
賽輪智能制造指揮中心大屏上,實時跳動著令人眼花繚亂的數(shù)據(jù)——3000多家供應商的物料庫存、2000多家經(jīng)銷商的訂單需求、近6萬家門店的銷售情況均一目了然。
過去做輪胎,工廠只管生產(chǎn),供應商只管供貨,各干各的,而如今的智能工廠不再是一座單打獨斗的“孤島”,而是能串聯(lián)起從橡膠原料到輪胎成品,再到舊輪胎回收的整個產(chǎn)業(yè)鏈,實現(xiàn)全要素、全鏈條的數(shù)據(jù)貫通與業(yè)務協(xié)同,有效助推行業(yè)制造模式與產(chǎn)業(yè)形態(tài)轉(zhuǎn)型升級。
當下,制造業(yè)的競爭早已由單個企業(yè)的競爭,升級為產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈的競爭。行業(yè)專家早已作出設想,通過構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈級數(shù)據(jù)互聯(lián)平臺,智能工廠能實現(xiàn)上下游訂單、產(chǎn)能、物流、質(zhì)量的實時協(xié)同,讓整個產(chǎn)業(yè)鏈像一個整體一樣高效運轉(zhuǎn),從而提升供應鏈韌性與資源配置效率。
如今,愿景正在越來越多行業(yè)領域落地。
家電領域,海爾冰箱構(gòu)建柔性供應鏈協(xié)同平臺,打通1700多家供應商數(shù)據(jù)鏈路,快速滿足用戶需求。海信空調(diào)的智能制造模式目前已在26家上下游企業(yè)實現(xiàn)應用。在青島本地,海信空調(diào)已聯(lián)合11家青島本地供應商,對多個生產(chǎn)核心環(huán)節(jié)進行數(shù)字化改造,構(gòu)建起“數(shù)據(jù)驅(qū)動、敏捷響應”的智慧供應鏈體系。供應商入庫效率平均提升25%,庫存周轉(zhuǎn)率優(yōu)化18%。
電力裝備領域,特銳德的智能制造建設經(jīng)驗在同行業(yè)及供應鏈上下游企業(yè)中累計復制推廣18家。漢纜股份搭建電纜全生命周期智能服務系統(tǒng),建設供應商采購協(xié)同平臺(SRM系統(tǒng)),實現(xiàn)企業(yè)和供應商采購信息協(xié)同,提升物料配送效率。
儀器儀表領域,海克斯康以“智能制造+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”大生態(tài)理念為引領,探索以“全場景數(shù)字化、全鏈條智能化、全要素協(xié)同化”的創(chuàng)新實踐,形成可復制的“青島模式”,賦能300家上下游企業(yè)協(xié)同升級。
一端鏈接產(chǎn)業(yè)鏈上下游,另一端則鏈接市場,實現(xiàn)價值鏈的拉升。
中車四方股份搭建列車健康監(jiān)測系統(tǒng),集成運用大數(shù)據(jù)、云計算等技術,遠程診斷運行故障,保障列車運行安全。中加特自主研發(fā)物聯(lián)云平臺,為客戶提供設備遠程監(jiān)控、故障診斷、性能優(yōu)化等全方位的遠程云端運維服務。
一座座加速進化的智能工廠,正逐步勾勒出青島制造業(yè)的未來圖景,為青島加速推進新型工業(yè)化,實現(xiàn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供堅實的支撐。(青島日報/觀海新聞記者 孫欣)
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