圖為一汽紅旗工廠的焊裝生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線高度自動(dòng)化，可實(shí)現(xiàn)多種車型的柔性化生產(chǎn)。（資料圖片）
圖為浪潮集團(tuán)智慧工廠的柔性智能生產(chǎn)線。（資料圖片）
最近，家住北京市大興區(qū)的李女士想給新家購置一臺(tái)洗衣機(jī)。在家電市場逛了一圈之后，她發(fā)現(xiàn)，專柜里的成品有些功能合適，可樣式自己不喜歡；有的外觀讓人滿意，可性能又不稱心。看來看去，最后她決定，干脆定制一臺(tái)。
“廠家生產(chǎn)什么就只能買什么”，相較于過去這種標(biāo)準(zhǔn)化、批量化的生產(chǎn)消費(fèi)模式，近年來，消費(fèi)者對(duì)于個(gè)性化、定制化產(chǎn)品的需求日益增強(qiáng)。在傳統(tǒng)的規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)模式中，由于批量越大、生產(chǎn)效率越高，因而生產(chǎn)線相對(duì)固定單一，很難滿足不同客戶個(gè)性化、小批量的訂單需求。隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來，“互聯(lián)網(wǎng)+”為制造業(yè)帶來更多可能。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字技術(shù)、人工智能改變著傳統(tǒng)工業(yè)的生產(chǎn)與管理方式，讓“個(gè)性定制”“一件起訂”的柔性化生產(chǎn)模式變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
工信部日前發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》提出：“鼓勵(lì)消費(fèi)品、汽車、鋼鐵等行業(yè)企業(yè)基于用戶數(shù)據(jù)分析挖掘個(gè)性需求，打造模塊化組合、大規(guī)?；炀€生產(chǎn)等柔性生產(chǎn)體系，促進(jìn)消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打通，推廣需求驅(qū)動(dòng)、柔性制造、供應(yīng)鏈協(xié)同的新模式?！币恍I(yè)內(nèi)人士表示，作為智能制造的重要內(nèi)容，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的深入，柔性制造將成為制造業(yè)未來發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。
1 一條生產(chǎn)線可生產(chǎn)十幾種產(chǎn)品，一件起訂快速完工
消費(fèi)者通過移動(dòng)終端選擇產(chǎn)品所需的顏色、形狀、規(guī)格，直接下單到海爾全球的供應(yīng)鏈工廠；自動(dòng)化生產(chǎn)線上，機(jī)器人抓取零部件組裝制造，上萬傳感器實(shí)時(shí)傳輸各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)……在海爾的互聯(lián)工廠，來自世界各地的個(gè)性化定制訂單在此匯聚，傳統(tǒng)的大規(guī)模制造變?yōu)榱艘杂脩趔w驗(yàn)為中心的大規(guī)模定制。
作為中國著名的家電企業(yè)之一，海爾在幾年前就開始打造自己的互聯(lián)工廠體系，并建立了全球首家引入用戶全流程體驗(yàn)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，打通供需兩端，實(shí)現(xiàn)了“用戶需要什么，企業(yè)就能夠提供什么”的柔性制造。
柔性制造，是智能制造的重要內(nèi)容之一。過去，一條生產(chǎn)線一般只能生產(chǎn)一種規(guī)格的產(chǎn)品，而且考慮到生產(chǎn)成本，一件產(chǎn)品要達(dá)到成百上千的起訂量工廠才會(huì)生產(chǎn)。如果要生產(chǎn)定制產(chǎn)品或者接小訂單，成本就會(huì)增加。如今，生產(chǎn)線經(jīng)過升級(jí)改造，具有延展性。依托大數(shù)據(jù)、智能化技術(shù)，生產(chǎn)各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了高效模塊化拆解、可以進(jìn)行不同的排列組合，一條生產(chǎn)線能夠同時(shí)生產(chǎn)十幾種產(chǎn)品，降低了企業(yè)的運(yùn)維成本。在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本不變，工期也不延長的情況下，可在大批量生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)之間切換，哪怕是10件的訂單也能快速完工。同時(shí)，疫情期間，面對(duì)口罩、護(hù)目鏡等防疫物資的巨大需求，許多企業(yè)正是通過柔性制造的方式實(shí)現(xiàn)了快速轉(zhuǎn)產(chǎn)，保障了防疫物資的供應(yīng)。
受市場的影響，近年來，大到汽車、家電，小到服裝、食品等，都有柔性制造的現(xiàn)實(shí)需求。國內(nèi)一家飲料集團(tuán)的負(fù)責(zé)人曾在采訪中表示：“每個(gè)人有他自己不同的需求，比如我，可能喜歡粉紅色的瓶蓋，綠顏色的內(nèi)容物，這些怎么去做出來呢？這就要對(duì)我們企業(yè)的供應(yīng)鏈體系有一個(gè)很大的跨越或創(chuàng)新?！?br />
有關(guān)專家表示，柔性制造不僅是技術(shù)能力的提升，也是生產(chǎn)管理理念的革新。隨著人們物質(zhì)文化生活水平的提高，消費(fèi)者追求的不僅僅是產(chǎn)品的品質(zhì)，還有個(gè)性化、差異化、限量版。面對(duì)這樣的市場需求，生產(chǎn)企業(yè)一次接一兩萬件訂單、一個(gè)月做完的剛性生產(chǎn)策略必然要向一次接手幾十件甚至一兩件訂單、幾天做完的“小單起訂、快速反應(yīng)”模式轉(zhuǎn)變。
“過去是‘埋頭干’制造，憑經(jīng)驗(yàn)生產(chǎn)，現(xiàn)在通過給消費(fèi)者畫像、銷售數(shù)據(jù)分析來驅(qū)動(dòng)制造?！闭憬瓬刂菀患抑菩髽I(yè)將生產(chǎn)線升級(jí)成模塊化布局的柔性生產(chǎn)線后，一旦預(yù)測到爆款，“哪怕50雙鞋都可接單，最快7天就能出貨，生產(chǎn)變得更加彈性高效?！?br />
2 大數(shù)據(jù)預(yù)測消費(fèi)需求，生產(chǎn)端數(shù)字化，全過程可跟蹤
位于安徽省宿州市的阿里巴巴犀牛智造產(chǎn)業(yè)園是一家主打服裝的產(chǎn)業(yè)園。與很多人印象中不需要高端技術(shù)、眾多工人在生產(chǎn)線上忙忙碌碌的服裝制造場景不同，這里的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了全鏈路數(shù)字化、智能化、云端化。
犀牛智造平臺(tái)運(yùn)用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，為工廠裝上了“智慧大腦”；工廠內(nèi)的每塊面料都有自己的“身份ID”，設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。從面料裁剪到縫制、出廠……各個(gè)環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的數(shù)據(jù)可供全鏈路跟蹤。依托這些數(shù)據(jù)，工廠具備了柔性換產(chǎn)、一鍵插單、智能排產(chǎn)、快速生產(chǎn)的柔性制造能力，實(shí)現(xiàn)了100件起訂、7天交貨的“小單快反”。
實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)，離不開數(shù)字化驅(qū)動(dòng)。生產(chǎn)的基礎(chǔ)，就是數(shù)據(jù)。
在產(chǎn)品開發(fā)環(huán)節(jié)，一些企業(yè)用大數(shù)據(jù)分析預(yù)測消費(fèi)者的需求變化，通過數(shù)字化智能評(píng)估實(shí)現(xiàn)“以需定產(chǎn)”。在產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)，生產(chǎn)端也邁入數(shù)字化：物聯(lián)網(wǎng)傳感器遍布企業(yè)的各個(gè)生產(chǎn)設(shè)備，收集全生產(chǎn)鏈條的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，再通過整合來自供應(yīng)商和客戶的數(shù)據(jù)信息，實(shí)時(shí)掌控供應(yīng)鏈上下游各個(gè)環(huán)節(jié)的所有流程。5G網(wǎng)絡(luò)讓海量數(shù)據(jù)得以快速傳輸，這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，通過大數(shù)據(jù)分析進(jìn)行處理，人工智能依托數(shù)據(jù)進(jìn)行智能決策，最終制定出最佳生產(chǎn)方案。
在一汽紅旗國內(nèi)首個(gè)新能源汽車工廠，高柔性生產(chǎn)線使工廠實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)燃油車到新能源汽車的多品種混線生產(chǎn)，并預(yù)留了擴(kuò)能空間。
“以前一條生產(chǎn)線所能生產(chǎn)的車型是有限的，有可能每個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)量都不飽和。現(xiàn)在生產(chǎn)線對(duì)生產(chǎn)的車型沒有限制，極大降低了運(yùn)營成本?！币黄瘓F(tuán)工程與生產(chǎn)物流部副總經(jīng)理張曉勝介紹，“一條生產(chǎn)線生產(chǎn)不同的車型要切換不同的資源，這需要我們收集生產(chǎn)計(jì)劃數(shù)據(jù)以及車型、工裝、夾具等的數(shù)據(jù)。相當(dāng)于是把整個(gè)業(yè)務(wù)場景數(shù)字化，形成大數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)積累越多，就越準(zhǔn)確，之后，我們?cè)儆眠@個(gè)數(shù)據(jù)去指導(dǎo)業(yè)務(wù)生產(chǎn)。”
據(jù)張曉勝介紹，依托數(shù)字化技術(shù)，工廠實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)線上設(shè)備的預(yù)測性維護(hù)?！拔覀兘o設(shè)備上那些容易損壞的配件裝上數(shù)據(jù)傳感器，設(shè)備運(yùn)行過程中，配件的溫度、電流、電壓還有振動(dòng)幅度等數(shù)值都被實(shí)時(shí)采集，我們通過分析這些數(shù)值的波動(dòng)曲線，可以提前三個(gè)月預(yù)測到問題，不會(huì)在設(shè)備生產(chǎn)中出現(xiàn)需要更換配件的問題?！?br />
流水線上的每一輛汽車也實(shí)現(xiàn)了全流程可監(jiān)控?！拔覀兊拿枯v車都有一個(gè)專屬二維碼，在生產(chǎn)過程中，每一環(huán)的信息都會(huì)錄入二維碼中，上傳到智能平臺(tái)系統(tǒng)里，工作人員能清楚地知道每一輛車在車間哪個(gè)位置，庫存有多少。包括車的質(zhì)量信息，比如說輪胎上螺栓擰緊的力矩值，線與線之間的連接情況，這些數(shù)據(jù)都要進(jìn)行上傳?！睆垥詣僬f。
3 系統(tǒng)智能化排產(chǎn)，機(jī)器人協(xié)作辦公，自動(dòng)化保障高效柔性生產(chǎn)
在三一重工集團(tuán)的柔性生產(chǎn)智慧化工廠，一塊鋼板華麗變身為一個(gè)精密零部件，這其中所有預(yù)約、配送和上下料的過程，均由系統(tǒng)和機(jī)器人自動(dòng)完成，無須人工干預(yù)。
“生產(chǎn)指令下達(dá)后，鋼板通過自動(dòng)吊裝系統(tǒng)被輸送至對(duì)應(yīng)機(jī)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)套料和自動(dòng)切割；切割好的鋼板被智能行車輸送至自動(dòng)分揀輸送線，3D視覺識(shí)別后，機(jī)器人任意抓取工件放到料框中；料框滿框后，自動(dòng)運(yùn)輸裝置將料框輸送至下一工位等待加工；之后，裝有3D視覺系統(tǒng)的機(jī)器人抓取工件送至對(duì)應(yīng)的成型設(shè)備自動(dòng)加工，合格的零件就可以直接入庫待用?！比恢毓ぜ瘓F(tuán)泵送事業(yè)部智能制造所所長饒有福表示。
國際生產(chǎn)工程研究協(xié)會(huì)指出，柔性制造系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)化的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，在最少人的干預(yù)下，能夠生產(chǎn)任何范圍的產(chǎn)品族。在定制的情況下，每筆訂單的產(chǎn)品參數(shù)可能都不一樣，若完全依賴人工，不僅工作量巨大，也很容易出錯(cuò)。因此，設(shè)備和生產(chǎn)線的自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)快速、高效柔性生產(chǎn)要求的重要保障。
把客戶的個(gè)性化訂單轉(zhuǎn)成批量化工單，是柔性制造的重要一環(huán)。為此，不少企業(yè)上線了智能化系統(tǒng)，可綜合客戶交付要求、生產(chǎn)資料準(zhǔn)備情況等，進(jìn)行高效的智能化排產(chǎn)、智能化派工。即便生產(chǎn)線上有上百種產(chǎn)品，每一種只有一兩件的需求，系統(tǒng)也能對(duì)其進(jìn)行最優(yōu)分解組合，保證生產(chǎn)有條不紊。
饒有福表示：“三一重工集團(tuán)的智慧化工廠配備了企業(yè)自主研發(fā)的智能化生產(chǎn)管理系統(tǒng)和APP，可進(jìn)行智能排程、智能派工、制造執(zhí)行、質(zhì)量預(yù)測、倉儲(chǔ)配送、設(shè)備互聯(lián)、6S監(jiān)控等?！?br />
大量智能協(xié)作機(jī)器人的使用也極大提升了柔性生產(chǎn)的效率。在三一重工集團(tuán)的智慧化工廠，多機(jī)器人集成協(xié)作智能指揮系統(tǒng)可指揮30余臺(tái)機(jī)器人協(xié)作工作，完成千余件、百種形物料的自動(dòng)切割、分揀、碼垛、成型、入庫。工廠的500余名工人由原本的機(jī)器操作者變?yōu)榱藱C(jī)器看護(hù)者和研究者。
一汽紅旗工廠的智能焊裝車間是紅旗首個(gè)高柔性化、高數(shù)字化、高綠色化的焊裝車間。車間擁有14條生產(chǎn)線，可實(shí)現(xiàn)5個(gè)車型柔性化生產(chǎn)，焊接自動(dòng)率達(dá)到了100％。在紅旗工廠H總裝車間，風(fēng)擋柔性裝配系統(tǒng)應(yīng)用UR協(xié)作機(jī)器人可以自動(dòng)切換不同形狀角窗的定位裝置，從而能適配生產(chǎn)線上的所有車型。
機(jī)器人運(yùn)送紗線、設(shè)備自動(dòng)染色、生產(chǎn)運(yùn)營數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控……在青島貴華針織有限公司的織染縫一體柔性化智造車間，自動(dòng)化、數(shù)字化設(shè)備讓企業(yè)敢于接下“數(shù)量很小，而且需要7個(gè)顏色，1個(gè)顏色僅染色就需要12小時(shí)，還需要織布、印花”的定制訂單。
客車行業(yè)本身具有小批量、多品種、定制化的特點(diǎn)，柔性制造是必然選擇?！拔覀兠刻旖邮盏降目蛻粲唵沃?，1臺(tái)車、2臺(tái)車到幾百臺(tái)車不等，而且不同客戶對(duì)車輛的性能、配置、外觀等都有不同的需求?！编嵵萦钔蛙囉嘘P(guān)負(fù)責(zé)人表示，宇通有十余條生產(chǎn)線，可滿足上百種車型的柔性高效生產(chǎn)。生產(chǎn)線加大自動(dòng)化設(shè)備投入，型材下料智能制造、涂裝機(jī)器人噴涂自動(dòng)換色、總裝玻璃視覺自動(dòng)打膠等都是行業(yè)首次使用，有效支撐了柔性化生產(chǎn)下的高效率、低成本和高質(zhì)量。（王雅慧）
