“工廠革命”來了嗎？

白玉潔

從第一代“工業革命”說起

18世紀60年代，以棉紡織業的技術革新為始，瓦特蒸汽機的改良和廣泛使用為樞紐，第一代“工業革命”在英國開始。英國工業革命影響了全世界的工業發展，它標志著世界整體化新高潮的到來。工業革命從開始到完成，大致經歷了一個世紀的時間。英國工業革命的主要表現是大機器工業代替手工業，機器工廠代替手工工廠。

因為工業革命，英國這個曾經落后的農業國家在短短的幾十年間一躍成為世界上先進的資本主義頭號工業強國，曾經號稱“世界工廠”，稱霸世界達半個世紀之久。

工業革命完成的主要標志是工廠制度的終確立。英國工業革命使英國社會結構和生產關系發生重大改變，生產力迅速提高。

1913年，作為在工業發展中一項創舉，乃至直到現在依舊偉大的流水線作業在美國福特汽車公司誕生，這一創舉使福特“T”型車產量達到了1500萬輛，締造了至今未被打破的記錄。因此，福特先生也被譽為“為世界裝上輪子”的人。長期以來，流水線作業依然霸占著工業生產中高效的生產力頭銜……但世間沒有什么是永恒不變的，工業進步的車輪也并沒有止于此。

如今，工業制造產業正站在轉型升級的十字路口，智能制造和工業互聯網這兩股勢不可擋的浪潮，正在深入到制造業的毛細血管。

2020年9月17日，在2020中關村論壇主論壇上，小米創始人雷軍透露，小米在北京經濟技術開發區的高端手機智能工廠目前正在計劃二期。雷軍稱，該工廠建成投產后，一個工廠可能只有100個人，全是工程師，但一年可能實現600、700億產值。

據悉，目前格力電器在全國有8個基地，基本都實現了無人工廠。

在寶鋼工廠，空無一人的行車的操作室、數字化的鋼卷、不知疲倦的機器人正在創造新的奇跡……

從整個大環境來看，智能制造業告訴發展的時代已經悄悄來臨。自從進入新世紀，信息系技術及科學技術的更新進步推動力整個智能制造產業鏈的快速發展，智能制造企業數量也在逐年攀升：2017年新增企業763家，2018年新增530家，智能制造的生產模式已經應用到多個行業中去。同時，制造業生產模式、日常運營模式的變化、消費者需求的改變等，都在要求制造業成本管理方式發生相應的變革。

我國明確了智能制造企業轉型升級的重要方向是實現智能制造，以推動新信息技術與傳統制造業深度融合發展主線，實現我國制造業由達變強的歷史性跨越。而《智能制造發展規劃（2016-2020年）》則提出了發展實施智能制造的“兩步走”戰略規劃。并在工信部的大力支持下，我國智能制造是試點示范項目的企業數量在2018年已經超過100個。除此之外，為響應國家智能制造政策的號召，多個省市也陸續發布了相關政策，以加大原材料、裝備、消費品等重點行業在智能制造領域的推廣力度。

工廠本身正在掀起一場數字化、智能化和網絡化的革命。制造過程正變得可感知、可預測、可控制，當這一切變成聯網的數據之后，工業互聯網更深層次的變化發生了：生產全要素、全產業鏈互聯互通，通過精密制造和智能算法，實現制造資源的優化配置。

航天斯達：

氨綸行業的、智能化改革

為了對智能化工廠更深入地了解，我們采訪了中國航天科技集團公司第一研究院第七〇二研究所的全資子公司——北京航天斯達科技有限公司（以下簡稱“航天斯達”）副主任蘇武會。

蘇武會帶領團隊研發的“基于8軸專用機器人設計的化纖工業智能柔性工廠整體解決方案”，目前已應用于我國氨綸生產行業。

氨綸是指聚氨酯（PU）纖維，含有聚氨基甲酸酯質量比85%以上，具有線性段結構的高分子化合物制成的彈性纖維，國外稱為Spandex纖維。該種纖維具有比重輕、斷裂強度高、斷裂伸長高和彈性回復好等特點，而且具有高單性保型性、高強度、耐光照、耐水洗等優點，在我國主要應用于生產針織和機織彈力纖維，能夠顯著的改善織物的性能，被稱為紡織品的“味精”。氨綸原先主要應用在傳統的服裝行業，如衣服領口、袖口和襪口等，近年來應用領域在不斷擴大，從防治領域逐漸擴展到了醫療、消防、通信等領域，包括應用在醫用繃帶、保健用品、汽車內飾、休閑運動用具以及人工器官上的材料等，應用前景廣闊。

我國是全球最大的氨綸消費國。近幾年，我國氨綸行業消費量大幅上漲，從2013年的36萬噸提升到了2018年的65萬噸。其從長遠來看，氨綸在中短期內難以被替代。

航天斯達所研發的整體解決方案包括智能柔性工廠及智能裝備系統，可實現從卷絲車間絲餅生產到入庫之間的所有工序的全自動功能實現，完成生產計劃管理、設備管理、質量管理、現場生產數據采集、數據分析、看板管理、生產優化等功能，具體包括：智能管理平臺MES系統、卷絲車間取絲上筒系統、包裝車間檢測與自動包裝系統、產品匯流與入庫系統、AGV絲餅轉運系統等。

該解決方案在氨綸行業首次實現了生產自動化、信息化、智能化。

航天斯達開發的高速8軸專用落筒機器人一改傳統的6軸通用機器人技術，利用高精度伺服控制技術、無線通訊技術、精加工技術等開發出獨具特色的專用機器人，不僅精度高效率高，而且實現水性柔性生產，該技術攻克了氨綸行業自動化升級中化纖取絲上筒難的困境，給化纖取絲上筒生產車間帶來新的希望。該項目管理系統在傳統的生產制造執行的基礎上更上一個層次，不僅實現了整個生產系統的計劃、制造、執行管理、質量管控等，更重要的是實現了企業資源的最優配置，讓整個生產環節形成了技術迭代。

如今，該項目已經如期完成研發與中試工作，并已經在某化纖企業投入應用。今年內，該項目產品將進一步推動產業化。

蘇武會介紹到，“智能制造的目的是提高產品質量、提升生產效率，降低運營成本、減少能源資源消耗，并縮短研發周期。其核心是實現關鍵制造環節的智能化，并以網絡互連為支撐，打造智能工廠為載體。該項目投入產業化，將對于我國化纖工業生產領域降低人工成本、提高生產效率、提升產品質量、提升產品在國際環境的競爭力，起到顯著的作用。”化纖工業是我國傳統的生產制造領域，通過智能柔性工廠解決方案的實現，我國化纖行業的整體制造水平將得到充分提高，并推動化纖行業從“中國制造”到“中國智造”的轉變。

機械手控制器

“未來工廠”會變成什么樣？

制造業是國民經濟的主體，是立國之本與強國之基，但隨著科學技術的不斷進步，我國制造業開始面臨著“大而不強”的問題和挑戰，自動化、智能化、信息化改革，正是一場以“邁向中高端”為目標的產業升級，推動著我國傳統，推動著我國傳統制造業進入智能制造時代。

有別于淘寶、京東、拼多多與大眾生活密切相關、更容易被感知的消費互聯網，工業互聯網基本隱藏在車間、生產線以及工程師的設計方案里，略顯遙遠和陌生。車間里的一臺臺機器，被植入了精密控制軟件、工業大數據和人工智能算法，整個生產制造過程不同程度地實現了自動化、數字化、智能化、聯網上云，一張張無形的工業互聯網正在快速織就。它對于傳統工廠的深遠影響，已經通過一個個案例被證明;對于國家層面的戰略意義，也正在逐步凸顯出來。

自動化智能化工廠

1月13日，工信部官網正式發布了《工業互聯網創新發展計劃（2021-2023年）》，明確提出到2023年，覆蓋各地區、各行業的工業互聯網網絡基礎設施初步建成，在10個重點行業打造30個5G全連接工廠;打造3～5個具有國際影響力的綜合型工業互聯網平臺;基本建成國家工業互聯網大數據中心體系，建設20個區域級分中心和10個行業級分中心。

智能制造和工業互聯網這股勢不可擋的浪潮，正在深入到制造業的毛細血管。

2018年，世界經濟論壇攜手麥肯錫啟動全球”“燈塔工廠”“網絡項目，對全球多個行業的1000多家企業驚醒評估，意在甄選出在第四次工業革命前沿技術應用整合工作方面卓有成效的項目。截止目前，全球燈塔工廠網絡歷經3年擴容，總計54家燈塔工廠入選，其中中國的燈塔工廠增至16家，成為全球擁有”燈塔工廠”最多的國家。海爾、富士康、美的、阿里巴巴等國內知名企業赫然在列，被視為第四次工業革命的領路者，也是數字化制造的標桿。

但和消費互聯網“贏者通吃”的格局不同，工業互聯網的空間更加開闊。中國國際經濟交流中心副理事長黃奇帆有過一個形象的比喻：產業互聯網在實際的發展中，是一個行業一個行業的“小鍋菜”。

在經歷這場革命之后，未來工廠會變成什么樣呢？

工業富聯董事長李軍旗認為，五到十年后的未來工廠會成為可感知、可預測、可控制的智能化工廠，成為工業互聯網上的一個節點。

聯想集團副總裁、聯寶科技CEO柏鵬則描摹了更具象的一個場景：未來工廠像一個玻璃房子，盡管內部運作環節非常復雜，生產要素非常多，但數字化讓這一切變得更加透明。換句話說，整個工廠其實就是一個機器人，有自己的五官、身體和大腦，智能系統相當于大腦，指揮機械臂工作，各類感應器、攝像頭則充當了“眼耳鼻喉”，實現了數據采集、信息傳達，最終達到整體協同。