為什么智能制造如此重要?

隨著阿里醞釀了三年的“犀牛智造”走上臺(tái)前并投入生產(chǎn)，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、中國(guó)制造2025等制造業(yè)升級(jí)話題也被一并成為行業(yè)的熱門話題。制造業(yè)作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體，是所有產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，悄無(wú)聲息地影響著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們的生活。

而對(duì)很多的企業(yè)來(lái)說(shuō)，智能制造有什么好處、如何才能簡(jiǎn)單有效地對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行升級(jí)，并沒(méi)有一個(gè)明確的認(rèn)知。在全球制造業(yè)正面臨新一輪產(chǎn)業(yè)分工的背景下，留給中國(guó)制造業(yè)的時(shí)間并不寬裕。

制造業(yè)天然的復(fù)雜性，注定了這條路將極其漫長(zhǎng)。也是為什么，虎嗅“成就制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí) 智變未來(lái)”的節(jié)目中，“制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型”會(huì)成為我們討論的主題。

為什么智能制造如此重要？

前哈佛大學(xué)教授，著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家、 世界銀行經(jīng)濟(jì)顧問(wèn)霍利斯·錢納里曾在《工業(yè)化和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)比較研究》一書中指出：“以制造業(yè)增長(zhǎng)為代表的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，會(huì)加速經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)進(jìn)程；制成品出口導(dǎo)向國(guó)家，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變化速度較快，國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)聯(lián)系程度更高，制造業(yè)對(duì)增長(zhǎng)貢獻(xiàn)也更大。”

以我國(guó)為例，改革開放之后，中國(guó)從貧窮落后一躍成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體。經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的根本原因在于成功利用了人口帶來(lái)的勞動(dòng)力優(yōu)勢(shì)。各行各業(yè)都融入了全球產(chǎn)業(yè)鏈、參與到國(guó)際分工中去，最終成為成為了“世界工廠”。

據(jù)工信部最新數(shù)據(jù)，2019年我國(guó)制造業(yè)增加值達(dá)26.9萬(wàn)億元，占全球比重28.1%，連續(xù)十年保持世界第一制造大國(guó)地位。

但經(jīng)過(guò)40年發(fā)展，這樣的模式正逐漸面臨著來(lái)自內(nèi)外兩方面的挑戰(zhàn)。

一方面來(lái)自內(nèi)部，國(guó)內(nèi)制造業(yè)“用工荒”逐年加劇，疫情之后一度成為社會(huì)熱點(diǎn)。這背后是人口紅利使低端產(chǎn)業(yè)造成了對(duì)低成本勞動(dòng)力的依賴，而年輕群體則不再滿足于傳統(tǒng)制造業(yè)工人微薄的收入。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展下，轉(zhuǎn)而尋求快遞員、騎手、網(wǎng)約車等新的社會(huì)需求職業(yè)。

為了招到更多的工人，工廠不得不提高薪資待遇。而勞動(dòng)力成本的水漲船高，進(jìn)一步導(dǎo)致了制造業(yè)開始出現(xiàn)新一輪向勞動(dòng)力成本更低的東南亞國(guó)家遷移的現(xiàn)象。

另一方面則在外部，以德國(guó)提出“第四次工業(yè)革命”、美國(guó)“智能制造領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)盟”、英國(guó)《英國(guó)工業(yè)2050戰(zhàn)略》等等為首。在國(guó)際范圍內(nèi)，多個(gè)政府或組織正在大力推動(dòng)新型高自動(dòng)化制造形式，下一代工業(yè)制造已逐漸成為新的趨勢(shì)。

在這樣的背景下，2015年李克強(qiáng)總理提出“制造強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略。在第一個(gè)“十年綱領(lǐng)”《中國(guó)制造2025》中，將“中國(guó)智能制造”作為發(fā)展的主要方向。推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型，以“機(jī)器換人”的方式，緩解中國(guó)制造業(yè)面臨的用工問(wèn)題。

今年4月則更進(jìn)一步，中共中央對(duì)“新基建”的定義進(jìn)行了解釋，并在“信息基礎(chǔ)設(shè)施”的建設(shè)中明確將“物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”等列為了主要的發(fā)展推動(dòng)方向。

緊接著的第十九屆五中全會(huì)中又提出：“堅(jiān)持把發(fā)展經(jīng)濟(jì)著力點(diǎn)放在實(shí)體經(jīng)濟(jì)上，堅(jiān)定不移建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)、質(zhì)量強(qiáng)國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化，提高經(jīng)濟(jì)質(zhì)量效益和核心競(jìng)爭(zhēng)力?！?/p>

在十四五“2035年基本實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義現(xiàn)代化”的目標(biāo)下，“基本實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化”也成了中堅(jiān)的推動(dòng)力量。

對(duì)于還在猶豫的工廠來(lái)說(shuō)，在用工的壓力與“新基建”等政策的指導(dǎo)下，前進(jìn)的方向逐漸清晰起來(lái)：在IoT與大數(shù)據(jù)等技術(shù)的加持之下，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)線數(shù)字化的改造與建設(shè)，將達(dá)到生產(chǎn)效率與成本的進(jìn)一步優(yōu)化。

這不僅是局部工廠的解決方案，更是推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，所采取的必要的生產(chǎn)方式的變革。

物聯(lián)網(wǎng)：智能制造的“神經(jīng)”

事實(shí)上，智能制造的普及并非一帆風(fēng)順。對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)，采用低端勞動(dòng)力不僅可以節(jié)省成本，更是可以讓產(chǎn)線更加“靈活”。

舉例來(lái)說(shuō)，在一些企業(yè)管理者的眼中，傳統(tǒng)自動(dòng)化工業(yè)流程往往是將機(jī)器以事先擬定的腳本進(jìn)行運(yùn)作。在一個(gè)生產(chǎn)線中，每一臺(tái)機(jī)器、每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都是“死”的。需要技術(shù)人員提前提供好運(yùn)行腳本，并按照腳本來(lái)運(yùn)作。

這正是很多制造業(yè)不愿放棄人工制造的原因：相比機(jī)器，人具有更強(qiáng)的適應(yīng)能力，人工的生產(chǎn)線更具有“柔性”?？梢宰龅诫S機(jī)應(yīng)變，并實(shí)時(shí)地根據(jù)產(chǎn)線的狀態(tài)調(diào)整自己的工作。

而這也恰好是外界對(duì)智能制造控制的普遍誤區(qū)：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，智能制造會(huì)使用機(jī)器來(lái)替代人類的操作。但它并非為了單純解決“能源、體力”等問(wèn)題，只依靠機(jī)器將生產(chǎn)流程自動(dòng)化。

而是進(jìn)一步地，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)工業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行更深度的檢測(cè)，并在各節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換、處理。將每個(gè)節(jié)點(diǎn)、每臺(tái)機(jī)器狀態(tài)與效率的最優(yōu)化，并最終促成整個(gè)系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

在這個(gè)過(guò)程中，作為幾乎所有數(shù)據(jù)源頭的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（IoT），成為了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)化過(guò)程中重要的一環(huán)。

TCL格創(chuàng)東智智能制造專家王錦提到了“智能制造20字真言”，分別是：狀態(tài)識(shí)別，實(shí)時(shí)分析，精準(zhǔn)執(zhí)行，自主決策和學(xué)習(xí)提升。他強(qiáng)調(diào)：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決的是狀態(tài)識(shí)別、實(shí)時(shí)分析、精準(zhǔn)執(zhí)行這三方面的問(wèn)題。

在智能制造中，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳感器收集到的數(shù)據(jù)，不僅可以在低延時(shí)下實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確地操作，還可以如同“神經(jīng)”一樣，收集記錄生產(chǎn)過(guò)程中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)數(shù)據(jù)。借助5G等更加先進(jìn)的通訊技術(shù)，讓數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)之間交換流動(dòng)起來(lái)，就像“血液”通過(guò)了“血管”。

當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作起來(lái)，生產(chǎn)的過(guò)程就“活了”：通過(guò)記錄和數(shù)據(jù)交換，系統(tǒng)實(shí)時(shí)判斷自己的工作內(nèi)容，提醒潛在的危機(jī)；為維修人員提前預(yù)測(cè)潛在的故障，減少維護(hù)成本；并在理想情況下，自我優(yōu)化生產(chǎn)流程（時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)），體現(xiàn)的則是相比人工流水線更強(qiáng)的“柔性”。

英特爾亞太區(qū)物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部中國(guó)區(qū)行業(yè)銷售經(jīng)理謝青山表示，與普通用戶經(jīng)常接觸到的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相比，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還有著兩個(gè)獨(dú)特需求：

1.實(shí)時(shí)性：隨著制造產(chǎn)品的精細(xì)程度越來(lái)越高，在制造過(guò)程中需要更加快速、

實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)地控制機(jī)械設(shè)備;

2.時(shí)效性：設(shè)備之間需要做到更加及時(shí)、同步的配合，將工作流程效率最大化。

隨著數(shù)據(jù)的流動(dòng)，物聯(lián)網(wǎng)大大推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中做到實(shí)時(shí)反饋和閉環(huán)控制。

物聯(lián)網(wǎng)改變了什么

隨著制造業(yè)產(chǎn)線流程的愈發(fā)復(fù)雜，被制造的產(chǎn)品越來(lái)越精密，曾經(jīng)人工難以解決的問(wèn)題，在智能制造時(shí)代正被逐步克服。

王錦提到了物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器視覺的一項(xiàng)具體應(yīng)用：一次制造案例中，面板生產(chǎn)過(guò)程中有一道工序，需要用人眼去判斷電路板印刷過(guò)程中的電路質(zhì)量問(wèn)題。每次判片室?guī)装偃?，每天?0萬(wàn)張缺陷照片，工作內(nèi)容的辛苦給崗位帶來(lái)了極大的流動(dòng)性。而借助物聯(lián)網(wǎng)的視覺傳感器和AI技術(shù)，系統(tǒng)可以自動(dòng)地高速完成整個(gè)過(guò)程。

從更長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決的將不僅僅是人的問(wèn)題，更是給整個(gè)產(chǎn)線流程帶來(lái)方方面面的改變。在謝青山提到的英特爾半導(dǎo)體工廠中，物聯(lián)網(wǎng)正給產(chǎn)線的維護(hù)過(guò)程帶來(lái)了新的可能性。

由于芯片的精密程度非常高，所以在制作過(guò)程中，英特爾在工廠中安裝了大量的換氣設(shè)備，用來(lái)維持生產(chǎn)環(huán)境的潔凈。在生產(chǎn)過(guò)程中，換氣設(shè)備的損壞或者故障，對(duì)產(chǎn)線將是非常大的影響。而如何穩(wěn)定地維護(hù)這些換氣設(shè)備，對(duì)工廠來(lái)說(shuō)是個(gè)挑戰(zhàn)。

在此之前，英特爾只能通過(guò)頻繁檢測(cè)，并提前報(bào)廢掉設(shè)備，來(lái)避免潛在的風(fēng)險(xiǎn)，不可避免地構(gòu)成了一定程度的浪費(fèi)。

而對(duì)產(chǎn)線進(jìn)行基于智能制造的改造以后，針對(duì)換氣設(shè)備故障時(shí)的異常狀態(tài)，英特爾為每個(gè)換氣設(shè)備加裝了傳感器，通過(guò)對(duì)比正常與異常時(shí)不同的狀態(tài)數(shù)據(jù)，如振動(dòng)頻率、電流、電壓、聲音等。在數(shù)據(jù)層面提前判斷設(shè)備的潛在的隱患信息，并進(jìn)行預(yù)測(cè)性的維護(hù)。保持產(chǎn)線穩(wěn)定的同時(shí)，大幅降低了成本。

謝青山認(rèn)為，“預(yù)測(cè)性維護(hù)”是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)傳統(tǒng)工廠改造的過(guò)程中，能讓工廠最快受益的技術(shù)。它的受益體現(xiàn)在兩方面：

一方面是產(chǎn)線的穩(wěn)定：減少產(chǎn)線故障以后對(duì)原材料的損耗以及交付周期延長(zhǎng)的商業(yè)影響；

另一方面則是成本的降低：減少了技術(shù)人員檢查、更換設(shè)備的人力成本。同時(shí)設(shè)備物盡其用，避免頻繁采購(gòu)帶來(lái)的浪費(fèi)。

而解決這些問(wèn)題的方式，正依賴于英特爾物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成熟應(yīng)用的基礎(chǔ)。

謝青山認(rèn)為，當(dāng)前中國(guó)制造業(yè)的一大特點(diǎn)是，從業(yè)人數(shù)與規(guī)模，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他擁有制造業(yè)的國(guó)家。這正源自于改革開放之后，制造業(yè)的崛起之下，中國(guó)形成了世界上品類最多、規(guī)模最大的制造業(yè)體系。

但與此同時(shí)，不同品類的工業(yè)特點(diǎn)，造成了國(guó)內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的不均衡：領(lǐng)先的企業(yè)已經(jīng)開始建設(shè)黑燈工廠了，而還有更加廣大的小型制造業(yè)工廠，離真正的數(shù)字化改造還有很遠(yuǎn)的路要走。

要解決這些問(wèn)題，需要的是一個(gè)更加一體化低成本的平臺(tái)化解決方案。

比如說(shuō)從硬件層面來(lái)說(shuō)，英特爾發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)通用的芯片應(yīng)用到智能制造領(lǐng)域時(shí)，并不能良好支持時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)這一功能，即不能很好地對(duì)上下游工序的合理安排與調(diào)整。于是他們?cè)谛乱淮?a target="_blank">處理器中，將這類功能統(tǒng)統(tǒng)集成到了底層的硬件中，當(dāng)上層工廠需要構(gòu)建自己的智能制造平臺(tái)時(shí)就會(huì)更加容易。

從軟件上來(lái)說(shuō)，為了更好地支持上述硬件功能，英特爾搭建了全球化IoT平臺(tái)，提供一站式智能物聯(lián)網(wǎng)解決方案。在工業(yè)邊緣控制平臺(tái)（ECI）的加持下，智能制造的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)將更加簡(jiǎn)單。

這樣工作看起來(lái)并不復(fù)雜，但從前期調(diào)研、開發(fā)人員程序編寫、最后將功能燒到芯片里，前后需要三到五年才能實(shí)現(xiàn)。對(duì)于之前普通的企業(yè)來(lái)說(shuō)，尋找一套穩(wěn)定的解決方案所需要付出的成本則依然高昂。而像這樣成熟、通用、一體的解決方案，也將成為智能制造的有力推動(dòng)，這套技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在工廠中體現(xiàn)得淋漓盡致，通過(guò)提高機(jī)器視覺等技術(shù)，達(dá)到節(jié)能減排成效，進(jìn)而大幅度提升了效率。

而在智能制造的普及背后，將會(huì)迎來(lái)更多衍生性智能制造應(yīng)用的快速發(fā)展。對(duì)此，王錦提到了“數(shù)據(jù)壓”的概念：

格創(chuàng)東智在TCL華星光電的一期的物聯(lián)網(wǎng)工程里，大概連了六千多臺(tái)設(shè)備，將近兩萬(wàn)個(gè)信息點(diǎn)，一天大概能產(chǎn)生將近兩個(gè)TB的數(shù)據(jù)。就像水庫(kù)一樣，大量的數(shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)壓，數(shù)據(jù)壓會(huì)推動(dòng)智能制造衍生應(yīng)用的發(fā)展。

毫無(wú)疑問(wèn)的是，基于整個(gè)制造業(yè)產(chǎn)生的案例與背后的數(shù)據(jù)，將推動(dòng)行業(yè)帶來(lái)更大的改變。而這，需要的則是中國(guó)制造行業(yè)的共同努力。

結(jié)語(yǔ)

“一句中國(guó)的古老智慧的名言叫‘水利萬(wàn)物而不爭(zhēng)’，我們的產(chǎn)品就像水一樣，可以滲透到千家萬(wàn)戶，也讓企業(yè)可以更好的發(fā)展?！敝x青山說(shuō)到。

隨著底層軟硬件技術(shù)逐漸完善，對(duì)制造業(yè)進(jìn)行基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的改造，正逐漸讓更多企業(yè)邁入了智能制造的領(lǐng)域，更多的數(shù)據(jù)將推動(dòng)各種產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的發(fā)展，生產(chǎn)效率得到進(jìn)一步提升，而“用工荒”的問(wèn)題或?qū)⒉辉俅嬖凇?/p>

而整個(gè)制造業(yè)智能化的改變，也必將帶動(dòng)著國(guó)家的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并改變著每個(gè)人的生活，成為下一步帶動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的根本動(dòng)力。
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