沒有人也沒有燈，工廠還能繼續(xù)生產(chǎn)？
文 | 郭仁賢
疫情之下，制造業(yè)面臨前所未有的“大考“。
為有效防控疫情，春節(jié)假期延長，眾多企業(yè)被迫延遲開工，這對于嚴(yán)重依靠人工和設(shè)備的制造業(yè)簡直是最嚴(yán)厲的打擊。
員工無法按時到崗，意味著生產(chǎn)車間中的機器設(shè)備將會沒有人去操作；
而產(chǎn)線停擺，則會導(dǎo)致整個企業(yè)的經(jīng)營活動陷入停滯狀態(tài)；
加之訂單無法如期交付，企業(yè)還會面臨違約風(fēng)險、客戶丟失等情況······
因此，全社會何時能控制住疫情并且早日實現(xiàn)復(fù)工復(fù)產(chǎn)，是企業(yè)們，尤其是制造業(yè)最為關(guān)注的事情。
盡管勞動密集型產(chǎn)業(yè)為我們提供了大量的工作機會，但是在疫情來臨后，也讓我們意識到對于人工的高度依賴，一定程度上對于企業(yè)運營是有潛在風(fēng)險的。
關(guān)燈工廠又可稱為無人工廠，由于無需人工操作或僅需要極少的人，就可以在關(guān)燈的情況下實現(xiàn)正常運轉(zhuǎn)而在近日備受關(guān)注。它會是未來工廠的演進方向嗎？
雷鋒網(wǎng)了解到，現(xiàn)如今不少的制造型企業(yè)都在試水“關(guān)燈工廠”，比如寶鋼、富士康、日月光等。
同時，從已復(fù)工的企業(yè)中，我們也能發(fā)現(xiàn)：率先恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)的企業(yè)，不少都具有技術(shù)先進、自動化程度高的特點，比如“不停產(chǎn)”的寶鋼股份上海寶山基地，即便是在春節(jié)期間也沒停過工。
1
寶鋼的“不碰面生產(chǎn)”和黑燈工廠
中國寶武鋼鐵集團有限公司是中國最大、最現(xiàn)代化的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，總部位于上海和武漢，而寶山鋼鐵股份有限公司，也就是寶鋼股份，正是他旗下的子公司。
今年1月，寶鋼股份的上海寶山基地工廠首次入選世界經(jīng)濟論壇發(fā)布的全球“燈塔工廠”名單。面對疫情，這個新上榜的“燈塔工廠”有什么優(yōu)秀的表現(xiàn)呢？
據(jù)行業(yè)人士透露，該工廠實現(xiàn)了覆蓋全廠的智能制造，不僅提升生產(chǎn)效率，更在特殊時期，實現(xiàn)了疫情防控和穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的有效平衡。
春節(jié)假期以來，上海寶山基地的這個工廠沒停過工。在廠區(qū)里，這些為數(shù)不多的工人依然戴著口罩堅守一線。而為他們帶來保障的，除了口罩和各種防疫措施，還有遍布各道工序的機器人和自動化智能裝備。
這個“燈塔工廠”的智慧制造都有何體現(xiàn)？比如冷軋車間，智能化改造前，冷軋生產(chǎn)線上工人眾多：進料關(guān)口要站兩名工人，負(fù)責(zé)把控鋼卷質(zhì)量；鋅鍋旁站兩名工人，負(fù)責(zé)隨時撈渣；成品出口站一名工人，檢查成品質(zhì)量；倉庫里站兩名工人，負(fù)責(zé)打捆貼標(biāo)；此外，還需要至少一名的流動工人，隨時應(yīng)付突發(fā)情況。
據(jù)知情人士透露，以前產(chǎn)線上工人多，相互之間需要密切配合和互幫互助，但是若是遇到如今這樣的疫情，就不太適合開工了。但是通過改造，冷軋車間內(nèi)以前需要工人們?nèi)ネ瓿傻哪切┳钗ｋU、最臟、最難的工作，比如進料、撈渣、出料、打包等，現(xiàn)如今都可以交給機器人們?nèi)ネ瓿伞?/span>
目前，該基地有這樣兩條200米長的生產(chǎn)線，每條只需2、3名工人流動照看，基本可以實現(xiàn)不碰面生產(chǎn)。在生產(chǎn)線的一側(cè)，有一個100多平方米的“六合一”操作室，分散坐著幾名工人，他們通過電子幕墻，觀察著生產(chǎn)線上的一切，而整個車間還不到十人。
如果生產(chǎn)線上真要遇到什么技術(shù)問題，工程師坐在家里就能解決。工作人員表示，手機中安裝了智能遠程操控軟件后，通過手機操作，工程師不光能看到上?；?，就連遠在三千公里外的寶鋼湛江基地的情況也能清晰看到。
工作人員透露，去年開始，寶山基地的智慧制造就進入新階段。寶鋼股份開始對上海基地所有工廠和生產(chǎn)項目進行系統(tǒng)規(guī)劃、頂層設(shè)計，從整體上大規(guī)模采用大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)，提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量，并加強穩(wěn)定性，降低成本。比如，經(jīng)過人工智能分析后，寶山基地數(shù)百輛運輸車一年能少行駛1億公里。
另外，寶鋼股份的冷軋廠C008熱鍍鋅智能車間，有一個業(yè)內(nèi)早有耳聞的別稱——黑燈工廠。
之所以得此名字，是因為原來的冷軋車間都是燈火通明的，經(jīng)過2016年的改造后，原來由人工開的行車變成無人駕駛行車，也就不再需要行車工人現(xiàn)場駕駛，從而具備了24小時黑燈操作的條件。
寶鋼股份冷軋廠C008熱鍍鋅智能車間是工信部鋼鐵企業(yè)智能制造示范試點和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用試點項目，通過應(yīng)用信息化技術(shù)，這里實現(xiàn)了行車無人化，庫區(qū)管理和鋼卷駁運等物流作業(yè)無人化；機組入口拆捆、鋅鍋撈渣、出口取樣、打捆和貼標(biāo)等作業(yè)全部應(yīng)用機器人技術(shù)。
“冷軋廠C008熱鍍鋅智能車間實施各環(huán)節(jié)無人化運作后，噸鋼能耗下降了15%，綜合污染物噸鋼下降30%、勞動效率提升30%，產(chǎn)能提升20%，加工成本下降10%?！?/section>
除了“黑燈工廠”，在上海寶山的寶鋼股份生產(chǎn)基地，還有六臺無人駕駛框架車已參與到鋼材轉(zhuǎn)庫、裝船作業(yè)中，取代了原來的人工駕駛框架車，實現(xiàn)了“無人化”倉庫與自動碼頭間的貫通。
2
富士康的深圳“關(guān)燈工廠”
眾所周知，富士康憑借給iPhone代工而聞名海內(nèi)外，然而，近些年他們還希望能在全球科技界有更大的影響力。
自2012年第一座關(guān)燈工廠在成都投入使用以來，富士康旗下的工業(yè)富聯(lián)已經(jīng)在深圳、成都、鄭州、太原等地運行了6座關(guān)燈工廠，包括了精密機構(gòu)件加工工廠、智能刀具加工工廠、精密組裝、測試及包裝工廠等。
“目前，六座關(guān)燈工廠已發(fā)展出設(shè)備監(jiān)控維修預(yù)測、質(zhì)量檢測預(yù)判改進、能耗監(jiān)控物流配置、產(chǎn)量優(yōu)化智能調(diào)度、制程參數(shù)調(diào)整優(yōu)化等多項基于工業(yè)現(xiàn)場的人工智能應(yīng)用?！?/section>
到了2019年初，在瑞士日內(nèi)瓦舉辦的達沃斯世界經(jīng)濟論壇上，富士康打造的深圳龍華“關(guān)燈工廠”入選世界“制造業(yè)燈塔工廠”，成為當(dāng)時全球16家技術(shù)領(lǐng)先的制造業(yè)工廠之一。
據(jù)行業(yè)人士透露，他們位于深圳的這個“關(guān)燈工廠”已經(jīng)基本做到熄燈狀態(tài)下的無人自主作業(yè)，全部生產(chǎn)活動由電腦進行控制，生產(chǎn)第一線配有機器人而無需配備工人。另外，工業(yè)富聯(lián)自主研發(fā)的霧小腦將海量設(shè)備連接至邊緣計算及云端，應(yīng)用到表面貼裝、數(shù)控加工、機器人、組裝測試、環(huán)境數(shù)據(jù)采集等場景，覆蓋全行業(yè)數(shù)據(jù)采集。該“關(guān)燈工廠”最終使得生產(chǎn)效率提高30%，庫存周期降低15%。
不開燈、更沒有工人，那么該工廠的產(chǎn)線是如何工作的？
就拿數(shù)字化刀具切削生產(chǎn)線的來講，其是在車間未開燈，僅有一排綠色的生產(chǎn)指示燈亮著的情況下就開始工作的。在機器確認(rèn)了工作流程后，機器手將粗坯送入第一臺機臺，機臺自動接收后關(guān)閉窗口，后由機臺內(nèi)的刀具進行切削。每個機臺內(nèi)部的上方懸著一個羅盤，標(biāo)著數(shù)字1-20，每個數(shù)字下對應(yīng)一把旋轉(zhuǎn)刀具，而每一把刀承擔(dān)一項任務(wù)。
工作人員透露，深圳的這個“關(guān)燈工廠”整個項目導(dǎo)入108臺自動化設(shè)備，并已完成聯(lián)網(wǎng)化。制程中SMT導(dǎo)入設(shè)備9臺，節(jié)省人力50人，節(jié)省比例96%；ASSY導(dǎo)入設(shè)備21臺，節(jié)省人力74人，節(jié)省比例79%；Test導(dǎo)入設(shè)備78臺，節(jié)省人力156人，節(jié)省比例88%。
在整體項目完成后，人力節(jié)省280人，人力節(jié)省88%，提升效益2.5倍。
3
日月光：2020年完成15座
關(guān)燈工廠
日月光集團成立于1984年，是全球知名的半導(dǎo)體制造服務(wù)公司之一。專注于提供半導(dǎo)體客戶完整之封裝及測試服務(wù)，包括晶片前段測試及晶圓針測至后段之封裝、材料及成品測試的一元化服務(wù)。
自2011年開始，日月光投入關(guān)燈工廠的建設(shè)，期間經(jīng)過很多次失敗。到了2017年，他們已有3座關(guān)燈工廠，目前正建設(shè)第10座與第11座關(guān)燈工廠，預(yù)計2020年底將擴增至15座。
對于日月光來講，建關(guān)燈工廠的目的在于節(jié)省電力成本和人力成本。關(guān)燈工廠將應(yīng)用到人工智能、大數(shù)據(jù)及自動化技術(shù)，利用人工智能技術(shù)進行預(yù)測分析、影像辨識與信息安全，利用大數(shù)據(jù)進行實時派工、機臺預(yù)期保養(yǎng)及材料追蹤。
“關(guān)燈工廠在效益方面可提升73%，測試方面交期縮短33%，1座關(guān)燈工廠需要投資大約9410萬元新臺幣，將有助于節(jié)省86%人力?！?/section>
目前，日月光半導(dǎo)體已經(jīng)有9座關(guān)燈工廠，從一開始的晶圓凸塊封裝，演進到覆晶封裝(FC)、系統(tǒng)級封裝(SiP)，然后持續(xù)往打線封裝(WB)以及晶圓封測發(fā)展。
在封裝制程階段，一個制程要跑5~6次，還有時效、進出順序等非常復(fù)雜的手續(xù)，傳統(tǒng)做法是填工單、作顏色標(biāo)記、作業(yè)員推著產(chǎn)品走，但是到要封裝1000多個零組件時，時間方面就會有較高的要求，很難做到有效管控。
隨著IC封測業(yè)務(wù)的發(fā)展，倒逼著日月光必須走向關(guān)燈工廠，力求封測制程自動化，進一步化繁為簡。
工作人員表示，日月光關(guān)燈工廠的設(shè)計，目前是一層樓為一座，未來希望是3個樓層就是一座關(guān)燈工廠，長期目標(biāo)則是12層樓是一整座關(guān)燈工廠。
在日月光和矽品合作成立日月光投控后，面對中國大陸長電科技、天水華天、通富微電在低階IC封測領(lǐng)域的競爭，日月光投控正全方位，不遺余力地打造關(guān)燈工廠。
4
未來工廠的進化
除了寶鋼、富士康、日月光等在打造關(guān)燈工廠，雅士林智能家居與ABB智能機器人也在合作打造自己的“關(guān)燈工廠”。據(jù)公開信息，旗下的集成灶、洗碗機等雅士林智能家居產(chǎn)品生產(chǎn)的核心流程，全部實現(xiàn)智能化和信息化，減少了公差，與傳統(tǒng)生產(chǎn)相比生產(chǎn)效率提升較多。
而協(xié)鑫集成是全球一線組件制造商，也在積極研究智能制造工廠模式，現(xiàn)在它的兩個車間、六條生產(chǎn)線已經(jīng)裝上了阿里云ET工業(yè)大腦，其中包括一個“熄燈工廠”。這個位于張家港的“熄燈工廠”保持著25℃恒溫、60%恒濕的工作環(huán)境，并且沒有嘈雜的機器轟鳴聲和工人忙碌的身影，只有數(shù)盞閃爍的紅綠信號燈、一臺臺高速運轉(zhuǎn)的機器以及處于繁忙工作中的AGV小車。
未來的工廠到底要進化為什么樣？
除了前面提到的這些關(guān)燈工廠，目前還有一些智慧工廠同樣引人注目，比如西門子、博世、寶潔、歐姆龍、施耐德等，以及美的、格力、華為等也在謀求工廠的智能化轉(zhuǎn)型。
其中，西門子“工業(yè)4.0創(chuàng)新實驗室”則是受到關(guān)注比較多，該實驗室融合PLM、MOM和TIA三大軟件技術(shù)，結(jié)合第三方制造與檢測硬件設(shè)施，以數(shù)字化方式實現(xiàn)和管理流程規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計與仿真、生產(chǎn)線仿真、虛擬調(diào)試、機器人控制等，并通過遠程協(xié)作實現(xiàn)生產(chǎn)制造流程的無縫銜接。
而美的集團在其武漢智慧空調(diào)數(shù)字化工廠展示了平均每18秒鐘就有一臺空調(diào)外機下線的空調(diào)外機裝配線，這也是全球智能化率較高的空調(diào)外機裝配線。
至于海爾的互聯(lián)工廠，更多地可以理解為是一個生態(tài)系統(tǒng)，是對整個企業(yè)全系統(tǒng)全流程進行顛覆。互聯(lián)工廠通過大數(shù)據(jù)實現(xiàn)大規(guī)模定制、個性化生產(chǎn)，通過人、機、物的互聯(lián)互通，滿足用戶個性化需求。
無論是國內(nèi)還是國外企業(yè)，智慧工廠的構(gòu)建都需要強大的智能裝備去支撐，包括工業(yè)自動化軟件、基于機器人的自動生產(chǎn)線和一站式解決方案等。那么，到底哪種智慧工廠更能受到追捧？
在探索未來工廠的模式時，不管是哪種智慧工廠，都需要企業(yè)付出實實在在的人力、物力，以及真金白銀，才能有所收獲。而一旦智慧工廠的技術(shù)壁壘構(gòu)筑起來，并且模式成熟之后，該工廠將比普通工廠，在提質(zhì)降本增效方面會有很大提升，同時相比其他企業(yè)，也會超前發(fā)展了至少二到三年的時間。
疫情之下，部分的工人們受到交通管制、居家隔離等限制而不能及時返崗，然而，目前的制造業(yè)對人工又是高度依賴的......以上這些因素，使得工廠的產(chǎn)能恢復(fù)與正常運營受到了較大的影響。
那么，像關(guān)燈工廠這種不需要工人或極少的工人，就能完成生產(chǎn)的工廠會不會更有未來？
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