柔性制造 中國智造

葉曉楠

柔性制造，對于普通大眾而言，可能還是個有些陌生的詞匯。但是，近年來，“柔性化生產”“柔性制造”一直備受關注，除了大批量的剛性生產產品外，多品種、小批量的柔性制造產品方興未艾，眾多企業紛紛嘗試柔性制造。

柔性制造魅力何在？如何看待柔性制造的發展前景？

滿足差異化消費需求

2020年9月，在湖南長沙的工程機械企業三一重工的國際營銷公司收到一個來自海外的特殊訂單，對上裝主動力、前支腿、底盤、控制系統以及著色都有特殊制造要求，而且這樣的泵車，對方只訂了一臺。

這樣的單子接不接？現有的生產線能不能滿足這種特殊要求的泵車生產要求？

“當然接啊！僅僅17天，符合客戶需求的泵車便順利下線。”三一重工泵送事業部智能制造所所長饒有福說。

原來，三一重工的秘訣就是今年投入使用的長沙18號智能工廠的柔性生產線。“原來的制造周期需要28天左右，通過對生產線的柔性化改造后，制造周期縮短了近40%。”饒有福笑呵呵地說。

實現柔性制造，滿足更多個性化生產需求，是不少制造業企業的愿望。那么，什么是柔性制造呢？

國際生產工程研究協會指出，柔性制造系統是一個自動化的生產制造系統，在最少人的干預下，能夠生產任何范圍的產品族，系統的柔性通常受到系統設計時所考慮的產品族的限制。

與之相對應的，剛性生產通常體現在產品的規模化生產方面，滿足的是社會對大量工業品的需求。而伴隨著消費結構升級，買方市場和消費者個性化、定制化、時效性要求的增多，滿足“多樣化、小規模、周期可控”的柔性化生產、柔性制造，市場需求日漸旺盛。

為什么柔性制造的市場需求在增大

商業發展到如今，市場差異化的要求對生產線的要求越來越高。在工業化時代，定制經濟存在著很大的瓶頸，那就是沒法上規模。工業化流程講究的是效率和批量化，但要滿足個性化需要，就要靠柔性生產線。

廣州明珞裝備股份有限公司董事長姚維兵進一步解釋說，除了用戶需求不一樣之外，從供給端來說，柔性制造同樣很有市場，因為如果為了滿足每一個產品，尤其是小眾需求，就去做一種模具、做一條生產線的話，投入成本是很高的，如果需求量達不到一定程度的話，從商業上來講很不值當。因此，在滿足一定產能的前提下，企業會希望盡可能實現生產的柔性化，讓多種產品能在同一套生產體系、同一條生產線上進行，這樣可以分散和降低投資風險和制造成本。這就是柔性制造的價值所在。

2019年9月，工業和信息化部出臺的《關于促進制造業產品和服務質量提升的實施意見》指出，鼓勵企業技術創新，開展個性化定制、柔性生產，豐富產品種類，滿足差異化消費需求。

2019年11月，國家發改委等15部門聯合印發《關于推動先進制造業和現代服務業深度融合發展的實施意見》，其中要求推廣柔性化定制。通過體驗互動、在線設計等方式，增強定制設計能力，加強零件標準化、配件精細化、部件模塊化管理，實現以用戶為中心的定制和按需靈活生產。

事實上，消費需求的變化正在倒逼生產商和服務商改變傳統模式，逐漸走向以消費者為導向的創新型道路，柔性、快速反應的供應鏈正在成為企業競爭力之一。

柔性生產 個性多元

作為國家首批智能制造試點示范企業之一，三一重工位于長沙的“18號工廠”，其智能化制造車間實現了生產中人、設備、物料、工藝等各要素的柔性融合。兩條總裝配線可以實現69種產品的混裝柔性生產;在10萬平方米的車間里，每一條生產線可以同時混裝生產30多種機械設備，馬力全開可支撐300億元的產值。

按照傳統生產模式，一條生產線只能生產一個或幾個規格的產品，而在智能生產線上，可根據訂單要求的不同，同時上線生產不同的產品。那么，這些傳統生產模式難以做到的事，智能柔性的生產線又是如何完成的？“18號工廠”給出了答案。

廠房的整個柔性制造生產系統包含了大量數據信息，包括用戶需求、產品信息、設備信息及生產計劃，依托工業互聯網絡將這些大數據聯結起來并通過三一的MOM（制造運營管理）系統處理，制定最合適的生產方案，最優地分配各種制造資源。

像三一重工一樣，隨著“互聯網+”給供應鏈管理帶來巨大變革，個性化定制、柔性化生產正源源不斷深入制造業。

2020年年初，受新冠肺炎疫情影響，口罩、防護服、護目鏡等防護品缺口大，考驗著供應鏈的應變能力，眾多工廠借力大數據與物聯網，快速完成產線切換，轉產口罩和防護服等抗疫物資，柔性制造再次成為行業關注的熱點。

這些亮眼成績的背后，除了原有廠家密集排產之外，通過柔性方式實現跨界轉產的力量貢獻很大。

事實上，疫情沖擊下能夠快速完成產線切換，或者快速調整戰略的企業，大多擁有先進的自動化、數字化、智能化水平，其背后都蘊藏了“柔性生產”的能力。

“疫情防控背景下，具備柔性化生產特質的智能制造讓企業可以在短期內重建一條個性化生產線，推動產品快速更新迭代。智能制造將發揮巨大作用。”中國工程院院士王耀南說。

剛柔相濟 智能制造

業內人士指出，實現柔性制造，考驗的絕不僅僅是企業的技術能力，還有管理等各方面的軟實力，不是依靠引入一兩項先進設備就能解決的，不能僅僅局限于對生產層面的關注，更需要全面開發上下游產業的柔性。

姚維兵認為，廣州明珞持續踐行的智能制造“六化”路徑（即自動化基礎上的精益化+柔性化+標準化+數字化+智能化）是實現智能化生產的關鍵一步。

精益生產能夠讓資產、設備、投資發揮最大的作用。柔性化則是將專用資產更加通用化，進一步將產品的粗略折舊變成生命周期的精準折舊計算。在智能化發展的拐點，以非標標準化（即非標準化設備/工藝/流程/產線等的標準化成果）作為底層支持，進一步優化質量、生產效率。數字化能夠大幅縮短產品交付周期，新產品質量提前得到驗證，穩定快速上市，使投資迅速產出價值。

饒有福認為，未來，柔性制造的擴展過程中，將面臨兩個方面的難點，首先是軟硬結合的問題，柔性制造核心的一點是要靠軟件系統識別與調度，要把新產品的要求變成程序指令，這里面，柔性程序要直接應用到生產線上，就需要對原有生產方式進行調整;其次是數字化儲備問題，客戶需求變化是很快的，但是要把需求快速地變成產品時，就需要生產者具有快速協調能力，其設計和制造能力要達到快速交付的要求，從而滿足市場需求，而這一點需要實現數據的橫向打通與自動化生產、智能化分析。

不過，姚維兵認為，柔性生產的定制性不意味消滅標準化，根據消費者的個性化需求實現定制化固然是趨勢，但柔性生產要做的不是無限定制化。“柔性生產也是相對的，我們要做的，是通過智能制造實現整個生產線的精益、柔性、數字、智能。要做好產業協同，在標準結構的基礎上根據需要開發不同的產品，同時在制造上實現盡量柔性制造。”

姚維兵認為，還應該從生產前端就引入柔性制造理念，從設計生產線或者設計產品時就要開始考慮到柔性理念，而不是后期再進行柔性改造，這樣才能實現降本增效。事實上，柔性制造存在的商業邏輯，不僅僅是柔性的重要性，而是誰又快又好又便宜。

從廣義而論，智能制造是一個大概念，柔性制造是智能制造的重要內容之一。正如王耀南所指出的，智能制造的一大特點是“有柔性”。

姚維兵認為，通過柔性制造在內的智能制造的發展，將給制造業帶來革命性的變化，成為制造業未來發展的驅動力。