未来工厂渐行渐近

李尧

福特汽车公司创立者亨利·福特说，“如果你总是按部就班，那么你的得到的也会一成不变。”产业界显然将这位汽车大王的话奉为圭臬，多年来都热衷于投身生产技术及流程的升级改进，特别是在得到互联网、人工智能等技术的加持后发展迭代尤为迅疾，让关于未来工厂的想象一再被实现与刷新。

未来工厂是自动化和数字化的高度融合，并充分实现价值链的开放。当智能制造成为全球制造业变革和科技创新的制高点，智能互联工厂实现生产设备的智能自动化和系统的高度集成并互联互通，对未来工厂的进一步探行便成了一场由制造业源始的社会经济发展使能之举，关于其理念、应用、模式等的探索折射出各国对于未来产业愿景的深远诉求。

持续演化

实际上，关于未来工厂的演进一直都在进行，并卓有成效，不同时期的成果俱有亮色。

《经济学人》在一份报告中指出，“数字化生产为制造商提供了至关重要的灵活性，并带来更高的生产效率”，并认为“网络化生产系统利用数据流对生产进行控制和优化，使小批量制造和定制生产成为可能。由此，它可让制造公司更具灵活性，从而更好地对市场需求做出响应。”麦肯锡全球董事合伙人Anil Sikka也认为全自动生产线的诞生能让工厂融入供应商生态系统，如此便可在提供增值服务的同时加快商业模式创新，“未来工厂将拥有海量数据，使用强大而新颖的分析工具挖掘数十亿数据点，释放人工智能和机器学习的潜力。我们预计：生产线效率取得的突破将促使产出翻番;更加严格的绩效管理可以将质量问题减少一半;而先进的预见性维护则能大幅缩短机器停机时间。”

有观点指出，备受关注的灯塔工厂即是未来工厂的部分现实具现。世界经济论坛曾在2018年评选出9家全球制造业灯塔工厂，并在当年的夏季达沃斯论坛上正式提出该概念，以凸显制造业的标杆性先进技术代表，拜耳生物制药（意大利加巴纳特）、博世汽车（中国无锡）、海尔（中国青岛）、强生DePuy Synthes（爱尔兰科克）、菲尼克斯电气（德国巴特皮尔蒙特和布隆伯格）、宝洁Rakona（捷克）、施耐德电气（法国勒沃德勒伊）、西门子工业自动化产品（中国成都）及UPS Fast Radius（美国芝加哥）入选第一批灯塔工厂。彼时业界专家这样评述它们的重要意义，“第四次工业技术革命已经到来。工人和管理人员都能从技术中获益。这些灯塔工厂的业绩比普通工厂高出20%至50%，形成竞争优势。它们拥有敏锐的团队，汇集因特网域、分析、物联网及软件开发方面的专家，正在迅速创新生产车间。它们还开发出共用数据平台或物联网平台，正在开展的应用多达15项。这些企业着眼规模化发展，行动敏捷，将为制造业树立新标杆。”截至目前，入选世界经济论坛的灯塔工厂已达16家（其中5家位于中国），来自各个行业，虽然规模大小各异，但无不是各自所处领域与地区的制造业翘楚。

凝视数据

一份报告显示，超过90%的企业希望通过采用先进的技术来改变现有生产、工作方式，这无比契合“未来工厂”的发展趋势：“创造性的思维和打破常规的思考方式，利用新技术从而获得回报。”

有此愿力助益，制造业的前行方向明确。机器轰鸣、工人流水线作业的景象已成过去，新一代信息技术让智慧工厂越来越多地出现在我们身边——每个生产环节清晰可见、高度透明，所有车间静默而高效地运转，智能分析动态系统时刻研判、助推遍布全球的员工、顾客和合作伙伴的信息交互往来，整条供应链的各个环节再无滞点，“机床、刀具和流程的状态都是完全透明——而且是实时状态。”

更多的数据可带来更聪明的系统，最大化工厂的效益并最小化支出与损耗。而无论身处何端，企业都需要对市场变化做出快速的反应，生产类企业尤其需要具备可对全球需求和特定客戶要求做出快速反应的能力。汉诺威博览公司董事约亨·柯克勒认为，“在这一系统中，包括工件、机器到运输系统在内的所有环节都可以通过网络进行互联，实现彼此之间的自由通信，这就是所谓的智能工厂，但达到智能工厂之前必须进行‘产业集成’。”身为《工业互联网：打破智慧与机器的边界》报告里的聚集点所在，通用电气公司对制造业迈入新时代有着自己的解读，“只有三个主要的数字元素（智能设备、智能系统和智能自动化）与物理机器、设施、车队和网络完全融合起来，才能感受到工业互联网的真正威力。到时候，生产力提升、成本下降以及浪费减少等好处会普遍出现在整个工业经济。”其智能平台部门负责人表示数据在生产中的作用被重视与进一步挖掘是必然之举，“如今制造业已出现了巨大转变。由于出现新技术、更智能的资产和更智能的设备，今天的先进工厂实际上已俨然变成了促进信息在整个企业顺畅流动的数据中心。以前，如果你看一下制造业软件，会发现它们是孤立的系统;这些系统无法彼此联系;它们无法沟通，无法联络，所以工厂经理无法将本工厂的业绩与另一家工厂作一番比较。工业互联网出现后，一切都改变了……在我看来，这就是未来的方向，即这样一种互联世界概念：所有设备都在汇总数据，而你只管分析数据。数据经过分析后，可以根据使用者的角色，会在合适的时间提供给合适的使用者——这就是未来的智能工厂。”

无限机遇

固化、庞大的生产系统是新技术推进的巨大障碍，也让制造业企业的成本变得更加高昂，由此实现效率之上的高精准，及时满足用户个性化定制需求便是时代大势所趋。

生产领域遍布机器人，取代工人完成各种操作——这是对未来工厂的最粗略的解读，甚至可以说，这样的想象力未免不够丰富和大胆。人类文明史上曾迈出三次关键性的“第一步”：蒸汽机，进入工业文明的“第一步”;电力运用，迈入电气化的现代工业“第一步”;数据化，以数据智能为核心的智能商业世界的“第一步”。人类文明中不断增强的协同能力被视为整个时代的发展关键，在此语境下畅想未来工厂的模样，我们既需要有工程师的严谨，也需从社会、文化的视角充分思量。

未来工厂的终极使命仍然是服务于人类社会，怀揣面向未来的忧患意识，才能真正打造出具有核心竞争力的可持续制造，实现价值链的重塑，最终形成智慧、绿色、包容的经济形态。未来工厂显然不会再有密集的工人群体与庞大的生产规模，基于大数据与互联网及人工智能，以各种信息技术进行数字化、自动化的柔性制造将成主流。自动化和新技术可创造新的职业空间，数据显示，如果让机器人从事最具挑战的手动任务，将让多达90%的一线工厂工人有机会从枯燥操作中脱身，接受再培训后走上更高回报和更高附加值的工作岗位，如此所产生的净效应可将劳动生产率提高七成以上。AI是增强生产力的重要手段，“AI在未来的工厂中将无所不在”，这样的论断无人想要质疑，在AI作为关键驱动力的作用下，未来工厂将变得更敏捷、更趋定制化。但雄心与现实之间的差距不可忽视，高水平的人工智能时代目前仍显遥远，许多企业仍在传统生产环境中徘徊，建筑在云端的个性化车间不难，但“机器人接管工厂”还为时过早。

毫无疑问，未来工厂将拥有海量数据，使用强大而新颖的分析工具实时挖掘数十亿以上的数据点，并在此过程中充分释放人工智能和机器学习的潜力。不过，尽管现时的智能工厂与将要持续进化的未来工厂代表了极高效率，但次品、浪费、停机、延误等问题并不会完全消失无影，它们只是被最大程度的扼杀在了前端。如果只将智能工厂的进化创新集中在数据运用之上，便很可能犯下“见树不见林”的错误。