“燈塔工廠”探路工業(yè)未來

走進(jìn)海爾青島洗衣機(jī)互聯(lián)工廠，在全球首個5．5G應(yīng)用示范的燈塔工廠發(fā)現(xiàn)工業(yè)制造高效、智能、綠色的全新可能

開欄的話

發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力是推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求和重要著力點，也是推動生產(chǎn)力迭代升級、實現(xiàn)現(xiàn)代化的必然選擇。習(xí)近平總書記在參加十四屆全國人大二次會議江蘇代表團(tuán)審議時，站在牢牢把握高質(zhì)量發(fā)展這個首要任務(wù)的高度，立足新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的時代背景，明確了發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的主攻方向。發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，青島具備哪些資源稟賦、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、科研條件，如何在推動新產(chǎn)業(yè)、新模式、新動能發(fā)展中走出青島特色、探索青島路徑，在用新技術(shù)改造提升青島日報今起推出《加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力推動青島高質(zhì)量發(fā)展·青報一線調(diào)查》系列報道，組織記者深入基層生產(chǎn)、科研一線，采集、發(fā)掘企業(yè)行業(yè)、區(qū)市部門向“新”而行、向“新”而進(jìn)的亮點成果和積極探索。

自動化的生產(chǎn)線、覆蓋園區(qū)的5G信號，實時顯示的智慧大屏、井然有序的機(jī)械臂……走進(jìn)位于青島中德生態(tài)園的海爾青島洗衣機(jī)互聯(lián)工廠，仿佛置身于“機(jī)械叢林”。

海爾青島洗衣機(jī)互聯(lián)工廠智能鉚接線。

作為去年底公布的最新一批入選世界經(jīng)濟(jì)論壇（WEF）全球“燈塔工廠”名單的12家中國工廠之一，這家全球首個5．5G應(yīng)用示范的燈塔工廠，代表的是全球智能制造和數(shù)字化的最高水平，也是青島堅持把科技創(chuàng)新作為實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要著眼點，大力推進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、重塑未來競爭新優(yōu)勢的生動場景。

在這里，來自青島的“智造力量”將數(shù)字科技和制造業(yè)深度融合，落地“燈塔工廠”高效、智能、綠色的領(lǐng)先實踐，不斷豐富“智造”內(nèi)涵，照亮了工業(yè)生產(chǎn)的未來之路，也詮釋著人與工廠全新的角色演進(jìn)。

38分鐘的“智造旅程”

從一塊鋼板，到一臺完整的洗衣機(jī)，最快需要多長時間？海爾青島洗衣機(jī)互聯(lián)工廠的答案是“38分鐘”。

沿著這條行業(yè)領(lǐng)先水平的頂級“生產(chǎn)線”，一場“智造旅程”就此展開——

在產(chǎn)線的開端，即將成為滾筒內(nèi)筒的不銹鋼卷不間斷地進(jìn)入沖床。沖床在不銹鋼板上沖壓出孔徑僅為2毫米的密集排水孔，使得洗衣機(jī)可以快速排水，同時也能減少大口徑可能給衣物帶來的損傷。

接著，沖壓好的不銹鋼板進(jìn)入到一個白色的房子里進(jìn)行激光焊接。這項海爾率先在家電行業(yè)中引入的技術(shù)，不僅能夠以極快的速度把一個平整的平面變成一個圓筒，而且其光滑的焊縫強(qiáng)度甚至可以超過鋼板本身，足以支撐內(nèi)筒轉(zhuǎn)速最快可達(dá)每分鐘1600轉(zhuǎn)。隨后，內(nèi)筒半成品將在機(jī)械臂的精準(zhǔn)“合作”下與注塑件合體，成為一個完整的洗衣機(jī)內(nèi)筒。

與此同時，對面的鋼板經(jīng)過沖壓和壓彎等環(huán)節(jié)，呈現(xiàn)出洗衣機(jī)外殼的雛形，即將與來自立體庫的其他零部件一起，分別按照系統(tǒng)計算好的“空中物流線路”，奔赴總裝廠房迎來新的“智造變身”。

總裝廠房擁有5條總裝線，可以同時生產(chǎn)從800元到15000元不等的300多種不同規(guī)格、不同型號的產(chǎn)品，滿足用戶多品種、小批量的生產(chǎn)需求。工廠內(nèi)的顯示屏上滾動著來自全球供應(yīng)商的需求數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將不同訂單按照裝配需求拆解成數(shù)字化工單。不同種類的零部件在工單的指引下，準(zhǔn)確抵達(dá)相應(yīng)的工位，在總裝線上變身一臺洗衣機(jī)。

回顧這趟旅程，從最初的一段不銹鋼卷、一塊鋼板到一臺完整的洗衣機(jī)，最快只需要38分鐘。在這里，每天會有近萬臺洗衣機(jī)下線裝車，第一時間發(fā)往全球各地的千家萬戶。

“高精度下的高效率”不失為對這趟“智造旅程”的精準(zhǔn)概括。其背后，是海爾青島洗衣機(jī)互聯(lián)工廠通過5．5GPassiveIOT和高精度定位技術(shù)創(chuàng)建的物料智能調(diào)度系統(tǒng)。在這一系統(tǒng)下，工廠能實時追蹤廠內(nèi)上千輛物料載具在發(fā)運(yùn)、倉儲和配送等環(huán)節(jié)的移動軌跡，再通過先進(jìn)算法實時調(diào)度，保證以最快的速度、最短的路徑和最少的時間把物料配送到工位，效率比傳統(tǒng)模式提升50％。

這也是此次打動“燈塔工廠”評審的關(guān)鍵創(chuàng)新點之一。依托“5G ＋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)，海爾青島洗衣機(jī)互聯(lián)工廠從生產(chǎn)效率、供應(yīng)鏈管理、客戶滿意度、數(shù)字化轉(zhuǎn)型及智慧工廠等方面打造5G融合應(yīng)用的縱深系統(tǒng)，還成功入選工業(yè)和信息化部2023年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點示范5G工廠試點項目。

創(chuàng)新，再創(chuàng)新

這并非海爾在洗衣機(jī)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域首次入選的“燈塔工廠”。截至目前，海爾共有8座“燈塔工廠”和1座“可持續(xù)燈塔工廠”，覆蓋洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)、智控系統(tǒng)等多個產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，是國內(nèi)擁有“燈塔工廠”最多的企業(yè)。

然而，有豐富的“燈塔經(jīng)驗”，并不意味著每一個新工廠的入選就變得“輕而易舉”。

“燈塔工廠”的初心是希望工業(yè)4．0的領(lǐng)先企業(yè)可以像燈塔一樣照亮數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路。根據(jù)世界經(jīng)濟(jì)論壇的評選標(biāo)準(zhǔn)，入選“燈塔工廠”需要集成至少5個世界級領(lǐng)先水平的技術(shù)應(yīng)用，實現(xiàn)生產(chǎn)效率、運(yùn)營敏捷度、生態(tài)可持續(xù)等經(jīng)營指標(biāo)重大提升。

李浩冉是海爾青島洗衣機(jī)互聯(lián)工廠的數(shù)字化總監(jiān)，他每天的工作就是往返于數(shù)據(jù)中心和生產(chǎn)一線，和一線的工人一起挖掘工廠的創(chuàng)新點。據(jù)李浩冉介紹，評選標(biāo)準(zhǔn)里的“世界級領(lǐng)先水平”指的是與現(xiàn)有“燈塔工廠”差異化的引領(lǐng)點。換句話說，照搬現(xiàn)有經(jīng)驗，是不足以成為新的“燈塔”的，每個新“燈塔”都要有獨特的創(chuàng)新點。

創(chuàng)新，再創(chuàng)新。海爾青島洗衣機(jī)互聯(lián)工廠就像一個大型的工業(yè)4．0實驗室，這里部署了136個第四次工業(yè)革命（4IR）用例，利用5．5G、先進(jìn)算法和輕量化數(shù)字孿生等技術(shù)，海爾青島洗衣機(jī)互聯(lián)工廠在采購成本、生產(chǎn)效率和服務(wù)質(zhì)量等方面，均實現(xiàn)突破性升級——其中，產(chǎn)品成本優(yōu)化32％，效率提高36％，服務(wù)抱怨率降低85％。

在與此次“燈塔工廠”名單同時發(fā)布的《全球“燈塔工廠”網(wǎng)絡(luò)：AI應(yīng)用的速度和規(guī)模》白皮書中，世界經(jīng)濟(jì)論壇指出，每次工業(yè)革命都有決定性的突破誕生，過去是蒸汽機(jī)、電力帶動的大規(guī)模生產(chǎn)，計算機(jī)帶來的自動化，現(xiàn)在則是大數(shù)據(jù)帶來的機(jī)器智能定義了第四次工業(yè)革命。

在海爾青島洗衣機(jī)互聯(lián)工廠的創(chuàng)新場景中，數(shù)據(jù)的“魅力”開始顯現(xiàn)。分布式RFID和數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用，讓工廠激活了產(chǎn)品生產(chǎn)全生命周期的數(shù)據(jù)，擁有了自檢自查總裝效率瓶頸、智能推薦效率優(yōu)化方案的能力。

“舉個例子，海爾青島洗衣機(jī)互聯(lián)工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品面向海外多個市場，在柔性生產(chǎn)的模式下，相鄰兩臺相同型號產(chǎn)品的主人也可能來自不同國家，產(chǎn)品標(biāo)簽上的語言都是不一樣的，靠人工匹配很難實現(xiàn)。”李浩冉表示，“然而，數(shù)據(jù)是統(tǒng)一的語言。我們通過為零部件進(jìn)行“5G＋RFID”賦碼，從原材料生產(chǎn)、原料倉儲、總裝生產(chǎn)、檢驗、包裝、成品入庫、分類碼垛、成品倉儲到成品出庫發(fā)貨，實現(xiàn)原材料及產(chǎn)品全生命周期的過程質(zhì)量大數(shù)據(jù)管理?！?/p>

下一個創(chuàng)新點：重構(gòu)人機(jī)關(guān)系

下一個創(chuàng)新點在哪里？“隨著‘00后’進(jìn)入工廠，產(chǎn)業(yè)工人的知識結(jié)構(gòu)也在發(fā)生巨大的變化。我們的很多創(chuàng)新都是圍繞怎樣更好地發(fā)揮人的價值、讓工人在現(xiàn)代化的工廠里更有獲得感來展開?！焙柷鄭u洗衣機(jī)互聯(lián)工廠總經(jīng)理王自強(qiáng)說。

在機(jī)械臂上下翻飛的互聯(lián)工廠，下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和新的智能制造場景正在工廠的人機(jī)協(xié)同中不斷生長，復(fù)雜和重復(fù)的工作被自動化機(jī)器和智能技術(shù)所取代，不僅實現(xiàn)了降本增效，人的角色在智能工廠中也發(fā)生著轉(zhuǎn)變。

走到臨近總裝線終點的區(qū)域，一個“5G＋場景”取代了以往人工手摸目測的查驗方式，實現(xiàn)產(chǎn)品下線前的外觀檢測。在低延時、大帶寬的5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，每一臺產(chǎn)品將在5G外觀檢測設(shè)備中被“掃描”出多角度的高清圖片，檢測設(shè)備則利用交互AI算法一一鎖定產(chǎn)品外觀的瑕疵點，哪怕是一顆細(xì)小的灰塵也會被精準(zhǔn)識別。工位上的兩位工程師隨即對機(jī)器識別的瑕疵進(jìn)行判斷處理。“這是一個人工確認(rèn)反饋的過程，也是人與機(jī)器的對話，是對機(jī)器進(jìn)行訓(xùn)練的過程。在人機(jī)協(xié)同中，‘喂’給設(shè)備更多精確的信息?！崩詈迫奖硎?。

質(zhì)量改善技師張加鵬是參與智能檢測場景創(chuàng)新的一線產(chǎn)業(yè)工人之一?！爸悄軝z測站只能檢測出問題的表象，我不僅可以憑借經(jīng)驗快速鎖定問題背后的原因，還可以從前面的工序中找到問題閉環(huán)的方法?！彼硎荆M管這樣的數(shù)智化創(chuàng)新讓他“失去”了原有的人工檢測崗位，也倒逼他進(jìn)一步學(xué)習(xí)智能制造的知識，融合自己的實踐創(chuàng)新更加高效的生產(chǎn)解決方案，創(chuàng)造更大的個人價值。

“在完成人機(jī)協(xié)同訓(xùn)練后，未來這一‘5G＋智能檢測’場景可以在家電、汽車等更多行業(yè)相同材料的外觀檢測中進(jìn)行應(yīng)用，實現(xiàn)這一環(huán)節(jié)的降本增效。”李浩冉說。

“人機(jī)協(xié)同”的提質(zhì)增效模式，正在更多的場景中發(fā)生。在產(chǎn)教融合方面，海爾青島洗衣機(jī)互聯(lián)工廠顛覆傳統(tǒng)的“師傅憑經(jīng)驗帶徒弟”模式，將操作培訓(xùn)預(yù)設(shè)的洗衣機(jī)模型設(shè)定到VR系統(tǒng)內(nèi)，員工佩戴VR眼鏡身臨其境完成洗衣機(jī)零部件的認(rèn)知及組裝培訓(xùn)，實現(xiàn)系統(tǒng)性的精準(zhǔn)自主學(xué)習(xí)。在生產(chǎn)流程上，工廠應(yīng)用5G＋AI＋MEC識別技術(shù)，可以實現(xiàn)按照“行為動作軌跡”構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)軌跡模型，對人機(jī)協(xié)同的動作進(jìn)行智能實時監(jiān)控、糾正校準(zhǔn)，實現(xiàn)制作工藝和檢驗工藝執(zhí)行的一致性。

正如世界經(jīng)濟(jì)論壇先進(jìn)制造業(yè)與供應(yīng)鏈中心“燈塔工廠”項目負(fù)責(zé)人Federico Torti所說，“我們正在見證，基于數(shù)據(jù)和智能的工廠自我調(diào)節(jié)系統(tǒng)的興起，人類正在轉(zhuǎn)變角色，以更好地融入這一循環(huán)。”

透過“燈塔工廠”，可以清晰感受到中國工業(yè)創(chuàng)新的脈動，感受到從生產(chǎn)線上噴薄而出的新質(zhì)生產(chǎn)力?！拔覀兗涌焱苿觽鹘y(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造升級，加大智能制造推廣力度，建成了62家‘燈塔工廠’，占全球‘燈塔工廠’總數(shù)的40％?！痹诮諊鴦?wù)院新聞辦公室舉行的新聞發(fā)布會上，工業(yè)和信息化部發(fā)布了這樣一組數(shù)據(jù)。依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺大規(guī)模定制模式和數(shù)字化技術(shù)賦能，青島目前已經(jīng)擁有4座“燈塔工廠”，成為全國擁有“燈塔工廠”總數(shù)排名第三的城市。

有專家表示，“燈塔工廠”項目之所以影響日益廣泛，在于它并沒有公式化的標(biāo)準(zhǔn)，其價值導(dǎo)向更加注重業(yè)務(wù)系統(tǒng)升級和創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用帶來的商業(yè)價值，強(qiáng)調(diào)企業(yè)全員參與的文化與組織能力支撐，以及在以客戶為中心的端到端價值鏈中的改善，看重的是企業(yè)轉(zhuǎn)型故事中的“可借鑒價值”。

突破創(chuàng)新，探路未來制造。這正是“燈塔工廠”的意義。（青島日報／觀海新聞記者 楊光）