推进智能制造，他山之石可以攻玉！

发布时间：2018-02-27

关键字：智能制造

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诗经有云，他山之石可以攻玉。智能制造是一个长期的系统工程，推进智能制造需要开放的国际视野。

3 真正注重以人为本

在国际考察过程中，我有一个很深的体会，就是很多企业真正实现了以人为本。众所
周知，自働化（Jidoka）与JIT是丰田生产方式(TPS)的两大支柱。在2017年举行的两次日本考察中，我们先后参观了丰田汽车的元町工厂和堤工厂。在总装车间感受到的是人与机器的高效协作，通过安东系统显示产线每个工位的状态，出现问题及时解决，通过SPS（Set Part Supply）方式拣货，通过开得飞快的物料运输车和AGV结合的方式配送，自动化程度并不是业界最高的，但很强调实用。

2016年4月，我们考察过一家德国的行星齿轮减速机制造企业纽卡特（Neugart）。这家企业的减速机总装工位是一个U型工作台，有十个工位。一位女工独立完成整个产品的总装，并进行质量检验。这个场景给大家留下了深刻印象。

菲尼克斯电气等德国企业非常追求可持续健康发展，在2008-2009年全球经济危机时几乎没有裁员，而是适当缩减工作时间，让员工与企业共渡难关，工人保住了工作，而企业也降低了人工成本；而在经济复苏时期，则增加工作时间，提高员工收入，这样企业避免了重新招聘工人带来的困难。

我们考察的德、美、法、日几十家制造企业都非常强调人是企业的核心，对于工人都是采用计时工资，没有一家采用计件工资。他们孜孜以求的首要目标是确保产品的高质量，而不是产量，严格按订单生产高附加值的产品。大批量生产的产品注重推进自动化，而小批量、个性化订单，以及高端产品则更加强调“匠人”的作用。

4 构建创新的生态系统

构建健康的生态系统是企业做强做大的关键，在历次考察中，我发现很多知名企业非常重视生态（Ecosystem）体系和联盟的建设。例如，GE公司联合博世、EMC、IBM、SAP和华为等公司发起组建了IIC（工业互联网联盟），现在已有几百家企业加盟。

罗克韦尔、思科和FANUC建立了紧密的战略合作，旨在实现IT与OT的融合，FANUC与思科合作，推出ZDT服务（Zero Downtime，零宕机），为机器人的用户提供预测性维护服务。罗克韦尔还参与发起组建了智能制造领袖联盟（SMLC），该组织是全球第一个智能制造领域的联盟，成立于2011年。三菱电机发起组建了e-f@ctory联盟，旨在连携各合作伙伴，包括提供同三菱电机FA设备有良好兼容性的软件供应商，以及灵活运用FA设备进行系统构建的系统集成商，通过强有力的合作，从而为客户提供最佳解决方案。

▲三菱电机组织间的e-f@ctory联盟

2017年10月，李培根院士率团考察德国期间，我们参观了倍福（Beckhoff）自动化公司。该公司创立于 1980 年，所生产的工业 PC、现场总线模块、驱动产品和TwinCAT自动化软件构成了一套完整的、相互兼容的控制系统，可为各个工控领域提供开放式自动化系统和完整的解决方案。德国倍福自动化构建了EtherCAT实时工业以太网于联盟，已有将近5000家企业加入。EtherCAT于2014 年成为中国国家推荐性标准，并已入编工信部的《国家智能制造标准体系建设指南》。

▲Ethercat的技术优势

5 人机融合推进智能制造

协作机器人（COBOT ）的研发与应用成为各个机器人厂商关注的热点。ABB、FANUC、KUKA、UR等公司都推出了这类产品，机器人的编程也普遍引入了示教功能。

博世推出的APAS（Automated Production Assistant，自动化生产辅助系统）是一款通过了安全认证的协作机器人，在通用机器人的基础上，增加了一层内置传感器的黑色“皮肤”，可以感知周边人员的位置。人员靠近会自动减速，如果距离很近则会自动停止，确保人员安全。有一种型号的APAS可以移动，可根据工作需要增加到生产线上。集成视觉、触觉等传感器是协作机器人能够与人协作的技术基础。菲尼克斯电气已开展了人机协作的应用实践。

▲菲尼克斯电气工厂的人机协作实践

发达国家的企业和相关研究机构不仅非常注重自动化技术的应用，也非常重视人工操作工位的防呆放错。例如，西门子安贝格工厂对人工操作的工位进行了防呆设计。通过感知产品托盘上的RFID芯片，可以根据产品的BOM信息确定可以取用哪些元件，对应的元件盒会亮绿灯。

德国的Smart Factory OWL实验室展示了多种类型的工作台，可以利用图示、灯光、声音，乃至增强现实技术，提醒操作人员如何进行正确操作。三菱电机则提供了作业支援解决方案，可以利用视频和灯光提示操作工正确取件，并使用正确的电动螺丝刀等工具进行拧紧作业。

▲三菱电机推出的作业支援系统

6 践行绿色制造与循环经济

在历届考察过程中，e-works考察团充分领略到国际领先企业在绿色、节能、环保方面的实践。例如，施耐德电气是全球能效和工业自动化的领导者，一直致力于实现绿色高效。施耐德电气的总部大楼就是绿色节能的标杆，通过应用施耐德电气的EcoStruxure架构对能源进行精确管理，大楼的能耗比六年前降低了一半。

日本对家电产品回收建立了强制性的标准。2017年12月，e-works第二届智能工厂考察团参观了松下的电子产品回收工厂(PETEC)。该工厂充分体现了绿色制造的3R原则（Reduce、Reuse、Recycle）将家电的回收视为一次“寻宝”的过程，实现了冰箱、电视机、洗衣机等各类家电的拆解，并使用各种分选技术，将金属材料和各类塑料进行分拣和回收，回收率高于90%。对于电路板等器件，会交给专门机构进行进一步的回收。

▲松下电子产品回收工厂的循环经济实践

2016年11月，e-works考察团参观了位于美国宾州Grove City的GE内燃机车再制造工厂。该工厂将内燃机车完全拆解，经过检测，继续使用完好的零件，更换部分损坏的零件，重新进行装配，并且给内燃机添加传感器，连接到GE的Predix工业物联网平台。

7 品牌的文化底蕴与体验经济

哈雷摩托是全球知名摩托车品牌，1903年创立于密尔沃基市。一个多世纪以来，哈雷.戴维森一直是自由大道、原始动力和美好时光的代名词，建立了强大的品牌影响力。

每年，全球的哈雷粉丝们都会举行规模盛大的聚会。e-works考察团两度参观了位于密尔沃基的动力总成工厂，观摩了哈雷摩托的智能制造应用实践和企业文化，深受启发。在密尔沃基市，哈雷.戴维森还建立了哈雷博物馆，展示了哈雷制造摩托车百年的历史长河中各个经典产品。

▲1913年的一款哈雷摩托

福特公司也将位于底特律附近生产F-150皮卡的Rouge工厂建成了一个可供参观的体验式工厂，与亨利福特博物馆和福特故居等景点一起，融为体现福特汽车文化的一部分。参观工厂时，首先观看的是体现福特历史的短片，接下来则会观看一部体现F-150设计和制造过程的4D影片，融合了激光、机器人等效果，极为震撼。然后，观众可以走进F-150的总装工厂，在参观通道自由观摩。通过这样开放式的工厂参观，不仅带来可观的收入，而且也吸引了更多客户。

▲福特公司Rouge工厂（图片来源于网络）

美国波音总装工厂的参观已成为西雅图市的经典景点。e-works有两届美国考察团参观了波音工厂，给大家留下了深刻印象。工业参观彰显了企业的自信，也赢得了更多客户的厚爱。

8 强大的工业软件产业

建立制造强国，离不开强大的工业软件产业。e-works历届考察团参观了不少有代表性的工业软件企业。其中，德国的工业软件企业不仅包括全球最大的管理软件公司SAP，也包括面向隐形冠军的管理软件企业abas、德国最大的专业MES软件公司MPDV、全球主流的业务流程管理和企业应用集成软件公司Software AG、全球知名的EDI和供应链协同平台软件公司Seeburger、全球知名的PLC应用开发软件3S公司、全球最大的电气设计软件公司Eplan、德国知名的管理软件实施服务商SYCOR和全球知名的供应链管理平台Supplyon。

相比而言，美国的工业软件企业整体上更为强大。e-works考察团曾三次前往全球PLM和物联网软件领导厂商PTC总部考察，该公司在近几年进行激进的转型，由CAD/PLM厂商变身为物联网应用开发平台和AR应用开发平台的全球领军企业。

e-works还三次前往全球仿真软件领导厂商ANSYS公司，考察ANSYS软件在工业物联网领域的应用，以及人工智能技术在仿真技术的最新发展与应用。e-works考察团曾两次前往全球设计软件领导厂商Autodesk，并参加Autodesk全球用户大会AU，两次前往面向汽车零部件、机械制造、电子、医疗器械等行业的全球知名制造业管理软件公司QAD，还参观了另一家全球仿真及优化软件巨头Altair公司。e-works考察团参观全球第二大软件公司Oracle时，Oracle也重点介绍了在物联网应用方面的解决方案，还现场演示了通过脑电波控制小球运动的实验。罗克韦尔作为全球老牌的工业自动化领军厂商，在MES方面也提供了Factorytalk平台，在汽车、快速消费品、制药等行业建立了众多用户，日本FANUC公司就应用了罗克韦尔的MES系统。

此外，e-works考察团还参观了全球最大的劳动力管理软件公司Kronos，全球知名的数据可视化软件公司Tableau，以及全球汽车行业首选的供应链平台Covisint。正是因为拥有众多主流的工业软件企业，才成就了美国制造业在数字化设计与制造领域的领先优势。e-works考察的美国另一家自动化领军企业Emerson也开发了工业互联网平台Plantweb，并提供了对工业自动化系统状态监控与优化的系列软件。

法国也拥有强大的工业软件企业。e-works考察团先后考察了全球主流的产品创新平台软件公司达索系统公司，全球知名的工艺仿真与汽车碰撞仿真领军企业ESI，全球知名的电气设计与仿真软件公司IGE+XAO，以及全球最大的时尚行业设计与管理软件暨裁床制造企业Lectra(力克)等。力克公司的裁床适用于服装和各种柔性材料（例如皮革、安全气囊）的切割，从2007年起，就开始通过物联网提供远程运维服务。在参观达索系统时，除了琳琅满目的VR应用之外，下图展示的一个车间班组的可视化排班软件，引起了大家的浓厚兴趣。

▲达索系统公司MES系统中的车间班组可视化排班系统

相比而言，目前e-works在考察日本的过程中，还没有发现很多工业软件企业。已考察的企业中，富士通作为日本最大的ICT厂商，旗下有MES系统、企业级BOM系统和三维CAD系统等工业软件。e-works还考察了全球APS领军厂商Asprova。实际上雅马哈、东芝、日立等公司旗下都有工业软件企业，但还等待未来去深入了解。

后记

过去四年的十五次国际考察，每次考察都会结交一批新朋友，也都会有老朋友再次加入考察团，每次考察也都会有意想不到的收获和独特的美景（下图是考察团途径日本山中湖时，我在晨练时拍摄的富士山），这正是吸引我一次又一次带队考察的“吸铁石”。

e-works已建立了历届考察同学会，分享每届考察的最新收获。大家相互学习，共同进步。不少参加考察的企业家回国之后，都立即学以致用，成为企业推动智能制造的积极推动者与倡导者。

▲初冬时节的山中湖-富士山

e-works举办的国际智能制造考察已经在我国制造业产生了深远的影响，受到各界广泛关注。通过这种深度考察，以及对每次考察的全程报道，不仅使参加考察的企业找到了数字化转型的金钥匙，还通过e-works的全媒体，以及会议论坛进行了全方位传播，惠及正在进行深层次转型的广大中国制造企业。然而，世界上还有诸多优秀的发达国家等着我们去探索，还有众多顶尖的领军企业等着我们去调研。

因此，e-works国际考察的脚步不会停歇，只会继续勇往直前。2018年，e-works考察团将继续前往德国、美国和日本，还将新增瑞典和英国考察。而未来，意大利、西班牙、瑞士、荷兰、比利时、加拿大、以色列、韩国，也将纳入e-works国际考察的行程。我们期待更多有识之士，更多企业的领导者能够加入我们的行列，一起同行！

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