“未來工廠”九大場景

信 文｜宋 婷 黃貝拉 羅曄濤

越來越多的制造業頭部企業主動把握機遇，開啟新一輪制造業數字化轉型，涌現出了一大批具有創新引領價值的數字化場景，并轉化為生產流程再造、資源要素重組、企業組織重構的全新嘗試，把“未來工廠”的形態提前帶到我們身邊

場景作為一種孵化新業態、新模式、新應用的重要手段，已成為新經濟發展助推器。在制造業領域，一些人們對于“未來工廠”的想象力，正在通過場景方式呈現出來，用一種“肉眼可見”的方式，顛覆人們對于制造業“粗老笨重”的認識，誘發更多企業探索生產模式、商業模式、組織模式的創新性變革。近年來，隨著新一代信息技術與制造業融合態勢進一步深化，越來越多的制造業頭部企業主動把握機遇，開啟新一輪制造業數字化轉型，涌現出了一大批具有創新引領價值的數字化場景，并轉化為生產流程再造、資源要素重組、企業組織重構的全新嘗試，把“未來工廠”的形態提前帶到我們身邊。筆者結合全國制造業企業相關典型實踐，尤其是浙江省首批12家“未來工廠”的案例，梳理歸納了“未來工廠”的九大場景，以期為量大面廣的制造業企業開啟數字化轉型道路提供有益啟示。

正泰集團通過構建首個能源電力垂直行業“正泰云”，生產效率提高335%，能源利用率提高8%，運營成本降低43%，產品研制周期縮短22%，產品不良率降低38%。

場景一：數字設計

設計是長期以來掣肘傳統制造業高端化、品質化轉型的重要方面。浙江省工業設計起步晚，與西方發達國家相比差距較大，如何利用數字化手段實現創新設計能力的提升，成為企業提升產品附加值的重要方向。“未來工廠”高度關注外觀造型、功能創新、結構優化、節能節材、新材料應用等重點環節，集成數字化、智能化設計工具，將有效提升企業個性化設計、交互設計和網絡設計等新能力。譬如小米公司基于PTC（美國參數技術公司）的creo（CAD設計軟件包）和Windchill（一套集成應用軟件名）搭建了小米數字化設計平臺，通過集成creo和cadence（楷登電子，電子設計自動化軟件公司）兩種設計工具，嵌入ANSYS（大型通用有限元分析軟件）仿真引擎和AI（人工智能）創成式設計，實現了在線協同設計。數字化設計平臺完整保留了設計中的過程資料，并且實現結構化、共享化、知識化，大幅提高了公司內部的協作和標準化以及外部生態鏈和代工廠協作的能力。

場景二：智能生產

“未來工廠”致力于推動生產管理與生產制造“感知、分析、決策、執行”高水平閉環，推動設備、產線、車間及工廠智能化、一體化運作，實現企業生產效率、產品質量、安全水平“三提高”和生產成本、能源資源消耗“兩降低”。譬如正泰集團作為國內領先的能源一體化解決方案服務商，通過構建首個能源電力垂直行業“正泰云”，生產效率提高335%，能源利用率提高8%，運營成本降低43%，產品研制周期縮短22%，產品不良率降低38%。

場景三：智能物流

智能物流主要包括線邊物流和智能倉儲，是傳統物流行業數字化轉型的重要方向。“未來工廠”規模化部署AGV（自動導航車輛）、AMR（自動移動機器人）、叉車、機械臂，通過“5G+”打造智能物流調度系統和無人倉視覺系統，結合5G MEC（多接入邊緣計算）+UWB（超寬帶）室內高精定位技術，實現物流終端控制、商品入庫存儲、搬運、分揀等作業全流程自動化、智能化。譬如傳化公司打造的物流公路港項目，從貨車和貨物進港開始，AR（增強現實技術）識別就將車輛及貨物信息傳至后臺，司機在園區導航下完成無感停車后，零擔倉儲中心立即安排貨物攬集、就近入倉，智能倉儲機器人實時推薦最短路徑導航、協助貨位上架。若企業有發貨需求，無需人工找車，手機端的平臺會根據運輸需求自動向物流企業推送運貨訂單，配貨流程縮短至少三分之一。

場景四：遠程運維

“未來工廠”通過在工業裝置上部署具有數據采集功能的攝像頭、嵌入式傳感器等設備，實現現場全景高清視頻畫面展示，并通過數控操作系統實現對現場工業設備的實時精準操控，有效保證控制指令快速、準確、可靠執行。譬如廣和通依托“5G＋AI＋Big data（大數據）”模組，在風機部署專門的在線監測傳感器、主控系統和SCADA（數據采集與監視控制系統）后臺軟件，實時采集風機振動、溫度、油液、風速、電壓、電流等數據，助力運維人員動態獲取監控信息、制定維修策略，有效減少了海上風力發電非計劃停機次數和運維費用。

場景五：零碳制造

綠色低碳發展是當前“雙碳”“雙控”背景下制造業發展的必然趨勢，也是企業能否實現可持續發展的硬實力。“未來工廠”倡導“綠色低碳、節約優先”原則，推動數字智造與綠色制造相結合，以CCUS（碳捕獲、利用與封存）技術撬動企業生產制造全流程減碳降耗減排，具有較強的生態環保特征。同時，未來工廠立足“碳中和”宏觀視角，有效利用碳排放監控設備和計量軟件，根據不同的制造情境，強化太陽能、潮汐能、風能等綠色能源的協調補充和逐步替代，推動制造環境碳中和。譬如臥龍集團，作為浙江省電機巨頭企業，采用先進的精細化計量理念和現場總線技術，接入到生產線和廠區的各個區域，實現對電機能耗全過程、全參數（能耗、環境參數等）在線監測，并根據國家能源計量導則要求，建立數據上傳系統，積極打造零碳制造工廠。

場景六：個性化定制

大規模個性化定制能力是適應、滿足當前消費需求多樣化趨勢的重要能力。“未來工廠”利用大數據手段精準洞察消費需求，開展基于個性化產品和基于需求驅動的設計、研發、生產、服務和商業模式創新，促進供給與需求精準匹配；與此同時，通過積極接入數字孿生、VR/AR（虛擬現實/增強現實）等手段，為客戶提供沉浸式體驗，打造“消費宇宙”的全新生態。譬如杭州九天控股通過服裝產品模塊化、服裝生產工位及產線模塊化，構建動態模塊化生產單元，形成無固定流水線的生產調度模型，實現服裝行業多品種、多款式、小批量的快速生產方式，同時，九天控股積極“嫁接”網紅電商直播和在線試穿等消費體驗，大幅提升客戶體驗。

場景七：數字供應鏈

供應鏈數字化轉型是提升企業競爭力的重要內容，也是新冠疫情背景下全球供應鏈發展的新趨勢，是全過程高效協同的組織形態。“未來工廠”基于全供應鏈視角，以工業互聯網、工業大數據平臺等為依托，實現基于AI技術的供應鏈需求場景化評估和決策資源優化配置，并通過數字孿生系統模擬不同情形下供應鏈波動情況，快速診斷日常問題，建立潛在方面聯系，提高供應鏈端到端的韌性。譬如蘋果公司基于SAP（思愛普）企業資源規劃系統，通過統一的數字技術積極整合全球供應鏈，直接打通零件供應商、組裝廠、銷售渠道，基于數據自動采集來實現供應鏈一體化管控，成為企業長期占據全球電子信息產品制造業高點“公開的秘密”。

場景八：全流程安全

安全生產是制造業的生命線，包括制造過程安全及產品質量安全。“未來工廠”倡導“本質安全”理念，突出產品全生命周期安全管控。作業安全方面，“未來工廠”以巡檢機器人或無人機等移動化、智能化安防設備采集現場視頻、語音、圖片等各項數據，自動完成檢測、巡航以及記錄數據、遠程告警確認等工作。質量安全方面，通過部署工業相機或激光器掃描儀等質檢終端，實時拍攝產品質量圖像上傳至MEC上的專家系統，算法模型精準判斷產品質量，實現缺陷實時檢測與自動報警，并有效記錄瑕疵信息，為質量溯源提供數據基礎。譬如德國化工巨頭巴斯夫以數字孿生技術為依托，在其100多個大型生產裝置上部署高精度傳感器，實現高價值石化設備壓力、溫度等流程數據動態采集和運行狀態監測，并預測出最佳的維護保養時機，在保障工廠安全生產的同時，大幅優化了工廠運營效率。

九天控股積極“嫁接”網紅電商直播和在線試穿等消費體驗，大幅提升客戶體驗。

場景九：組織型制造

組織型制造是圍繞生產制造各環節，運用組織理念將分散、閑置生產資源集聚起來的新模式新業態。“未來工廠”立足行業共性需求，搭建資源和能力共享平臺，建立健全“平臺接單、按工序分解、多工廠協同”的組織型制造模式，強化分散、閑置的生產資源整合集聚，彈性匹配、動態共享給需求方。中小企業轉型升級為共享車間，集中配置通用性強、購置成本高的生產設備，面向行業發展訂單外包、協同生產、融資租賃等模式。譬如南京希音集團借助Google Trends Finder（爆款發現器）洞察不同國家消費趨勢，設計出樣衣后直接生產，流程縮短至最快7天，一次最少生產100件。若遇到爆款型產品，希音還可以將產能共享至中小制造企業，提升市場需求響應能力。憑借這一新模式探索，希音完成了兩月上新量超過Zara（颯拉）一年數量的跨越。