柔性制造的真招實效

秦倫

“生產線越來越短，越來越簡，設備投資越來越少；中間庫存越來越少，場地利用率越來越高；生產周期越來越短，交貨速度越來越快；各類損耗越來越少，效率越來越高……”這是我們展望未來制造業時提出的一系列“合理”要求，柔性制造無疑是逐漸實現這些目標的重要方法，當越來越多的生產環節被科技賦能，以個性化生產見長的柔性制造席卷各個細分產業領域，實現柔性制造滿足更多個性化生產需求成為眾多制造業企業的愿望，需要真切落實。

智能生產需“以柔補剛”

去年疫情沖擊下眾多企業快速完成產線切換、快速調整戰略，為疫情防控生產必要物資的情形讓人們印象深刻，實則這些企業大多擁有先進的自動化、數字化、智能化水平，背后蘊藏著強大的“柔性制造”能力。

大批量的剛性生產與多品種、小批量的柔性制造共同構筑起制造業的多元發展局面。柔性制造以足量的自動化設備保障生產效率，以技術賦能供應鏈管理，讓企業的生產線保持一定的延展性，根據市場變化和客戶需求對產品進行適時調整，調和解決制造業企業“自制”和“外包”過程中越來越多的矛盾。

發展柔性制造具有重要意義，也因此得到諸多政策支持。工信部出臺的《關于促進制造業產品和服務質量提升的實施意見》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；國家發改委等15部門聯合印發的《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》要求推廣柔性化定制。工信部日前發布的《工業互聯網創新發展行動計劃（2021-2023年）》提出，“鼓勵消費品、汽車、鋼鐵等行業企業基于用戶數據分析挖掘個性需求，打造模塊化組合、大規模混線生產等柔性生產體系，促進消費互聯網與工業互聯網打通，推廣需求驅動、柔性制造、供應鏈協同的新模式。”

目前柔性制造應用較多的是汽車、家電、3C數碼等生產批量大、頭部企業集中的行業，以及個性化需求顯著的時裝行業。不同行業的企業對柔性制造的“柔性”理解與應用并不相同，相同之處如關注成本的節約，差異之處如對負載、精度要求區別較大。有行業重器如三一重工位于長沙的18號工廠，擁有亞洲最大的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，8條裝配線可實現69種產品的混裝柔性生產；10萬平方米的車間里每一條生產線可同時混裝30多種的機械設備，馬力全開可支撐300億產值。有小而美的典范如上海紡織集團和上海工程技術大學聯合研發的“服裝智能定制1.0”，采用多視圖融合技術和穹頂設計，通過體感采集器、網絡集線器，僅需5秒完成數據采集，運用點云數據網格化算法和基于點云擬合的圍度參數修正算法，形成全彩3D可360度旋轉的人體模型，同時計算出人體各部位的尺寸，形成基本服裝生產所需數據，30秒即可傳送到制作間，客戶通過移動端下單，2小時可實現快速成衣定制。

全面實現從剛到柔的升級

生產方式從生產者驅動變為消費者驅動后，需精準滿足客戶需求，而柔性制造系統解決了傳統個性化定制在成本、效率方面的劣勢，使得個性化定制的成本下降，降低個性化消費的門檻，并且，“柔性快反的供應鏈不僅能及時響應市場需求，還避免了傳統模式因為生產現貨導致庫存積壓的問題。”

面對用工短缺、原材料成本上漲等不利因素，企業紛紛從傳統制造轉向柔性制造，以提升利潤增長點。但目前相當部分的中國工廠，尤其是涉及高端制造的工廠離“柔性制造”還有相當遙遠的距離。應該說，高端裝備制造才是柔性制造的最終目標，對此中國企業任重道遠。

生產能力的柔性反應與供應鏈的反應能力是柔性制造的兩大核心點，中國制造想要實現從剛到柔的升級，不能局限于關注生產層面，還需全面開發上下游產業的柔性。

北京機械工業自動化研究所有限公司首席專家蔣明煒指出，在實際生產中支撐柔性化制造和個性化定制需要一系列相關技術的支撐，“首先，應用互聯網、大數據、人工智能技術深入挖掘不同客戶的需求，為產品設計、精準營銷、客戶服務提供科學依據；其次，在設計知識庫、工藝知識庫的支持下，正確應用建模技術、專家系統，根據客戶個性化需求，快速進行產品設計和工藝設計、模擬仿真，大幅度縮短產品設計周期，快速響應需求；第三，在一系列智能裝備、傳感器、物聯網的支持下構建柔性制造系統，進行個性化定制產品的柔性化生產，創造出批量剛性流水線的效率和成本；第四，個性化定制需要建立敏捷的供應鏈系統，最大限度減少庫存；此外，在工業互聯網、大數據、專家系統的支持下為客戶提供貼心、周到、個性化的服務，提高用戶體驗。”

在此過程中，為實現更加靈活的生產線智能化改造，應用者的反饋極具代表性，“我們主要通過搭積木的方式去做生產線的整體規劃，確保其有可重構空間，能夠快速低成本重構。自主研發的工業互聯網平臺通過對工廠數據的分類聚合處理，提高設備的工作效率，讓生產線更加智能。”制造業需要各種生產方式并行，正如明珞裝備董事長姚維兵所指出的，“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。”