极致制造 微观视界
时间: 2024-03-12 20:46:26 | 作者: 车削刀具
上个月，笔者应邀参加了在上海举办的第二十三届中国国际工业博览会，与部分人机一体化智能系统企业家及专家就中国制造的未来进行了深入交流与探讨。
交流中，上海万工控制管理系统有限公司（以下简称“上海万工”）总经理夏小虎深有感触地说，由于中国工业制造软能力全方位提升，今年上海工博会上展现出中国制造全新的国际竞争力，中国制造真的可以全面出击了。
上海万工是一家专注于工业控制系统，致力于制造业企业数字化系统建设与生产线优化的企业，曾参与很多人机一体化智能系统数字化“灯塔工厂”的建设项目，在工业生产数字化和人机一体化智能系统转型升级业务方面具有优势，特别是将设备从传统的人工操作转变为自动化操作，使生产线能够自主运行。
夏小虎早期在广州工作，担任一家德国隐形冠军企业的工程师。长期的智能制造工作使他对工业控制技术有很深刻的理解，拥有丰富的工业设施、软件系统和自动化系统的从业经验。可以说，他对于制造业的发展有敏锐的技术洞察力。
他认为，软件并不能凭空得来，而是要通过对工业知识的总结和凝练构建而成。中国制造场景很丰富，确实需要积累制造业的知识和经验，慢慢地发展出适用于中国工厂的控制管理系统，期待中国能够发展出众多的人机一体化智能系统解决方案服务供应商。
诚然，中国制造业的软件能力，特别是系统性还是严重不足。夏小虎说，跨国工业公司，比如西门子，其软件系统是从制造业中脱离出来的，因此工业知识丰富且系统能力强。
据他介绍，西门子有两个非常高效的开发平台，workflowcanvas（工易魔方）与SIMATICAX，能够把海量知识与工具放在系统里，大幅度缩短工程师的成长周期。中国的工程师很多都是问题导向，在处理问题中得到锻炼和成长，很多知识是碎片化的。但西门子这款产品能把多年的经验变成产品架构，进行更系统的梳理。
来自广东佛山的广东仕诚塑料机械有限公司（以下简称“仕诚”）是国内首家生产高端宽幅流延膜生产线的专业厂家，总经理秦志红第一次参加上海工博会。一见面，她就跟笔者讲述了参加工博会的两个目的，一是与行业人士交流，二是延续企业与西门子的合作。
秦志红提到，仕诚早在2018年就慢慢的开始与西门子联手开发数字化智能化膜材包装机器人，这是仕诚在自动化、数字化解决方案上的重大创新。与西门子的合作，使仕诚从世界级高端薄膜成套设备服务商“变身”为数字化转型服务提供商，现在有关产品已经做到第四代，相比第三代有100多项改进。这次来工博会参展，就是与西门子合作开发仕诚薄膜设备的第五代立式包装机器人以及新工厂的数字化规划。
对于与西门子的合作，秦志红的评价是专业且系统。在她看来，一家做设备制造的企业，对于数字化与智能化的理解是不充分的，缺乏完整概念。但与西门子合作，给他们带来了踏实感。企业未来的发展过程中，一直存在要一直改进和解决的问题，因此就需要借助专业机构的服务，企业的知识体系才能更加系统与全面。
秦志红认为，国际大公司所规划的、所看到的东西都在自己所有的积累之上。它们能够俯视产业，知道在哪个时候会用到什么，而中国很多企业要仰视，犹如一楼的人理解不了20楼的风景，但是去到20楼的时候，下面十几楼的风景都可以看得清清楚楚。借助行业领袖的视角，公司能够一览行业发展全貌。
夏小虎说，对于制造业真正有形的东西，中国已经完全超越很多原有的制造业大国。而在无形领域里，中国跟传统制造业大国还有非常大的差距，主要是基础工业软件标准，甚至整个制造的知识系统，包括一些可编码的知识，一些行业里面的习惯与知识，而这些才是制造业真正的控制力。
像西门子这样的跨国企业，其系统里面的某个性能或某个技术参数，可能我们觉得没什么用处或用不到，但有时在很复杂、很独特、很极端的情况下，却发挥了重大作用，这就是能力强的系统体现。中国企业要学习的可能就是制造业知识的系统性。
来自广州盛原成科技有限公司（以下简称“盛原成”）的总经理姚鹏介绍，盛原成是广东省装备产业集群工业互联数字化试点企业，在他们的企业实践中，数字化被广泛认为是很重要的趋势。但其中一个关键点是将信息技术（IT）和操作技术（OT）融合在一起。然而，目前数字化融合进展并不理想，IT和OT之间有着断裂或弱连接的问题。举例来说，当一个订单进入企业的ERP系统后，很难直接传递给设备做生产，导致柔性化生产的困难。要实现柔性化生产，订单信息需要直接传递给设备。
但IT人员很难理解OT方面的问题，对他们来说OT仍然是一个“黑盒子”。因此，需要从下到上推动数字化进程，即从OT工程师的方面出发。若能够给OT工程师提供好的工具，让他们熟悉IT工具，并利用他们的行为习惯来实现信息化，这才是企业真正的数字化。
正如上海万工总经理夏小虎所认为的那样，企业数字化不是企业展厅的一块大屏，数字化要解决真问题，企业要把预算花在刀刃上。
姚鹏认为，数字化智能终端也是一个重要方向。未来的工厂可能只有一名工程师带着一条狗，而其他人员将被取代。这在某种程度上预示着设备工厂的产线必须实现高度柔性化，并且系统上下能够完全打通。因此，设备的数字化转型最重要。企业要关注两个方面：运营的数字化和设备的数字化。当企业将设备销售给用户时，能否满足其数字化需求是很重要的。
对此，西门子（中国）有限公司数字化工业集团数字化企业总监顾欣回应说，SIMATICAX是西门子推出的一个全新的面向IT化用户的编程平台，将IT化的使用习惯以及编程思维应用到自动化的世界中，比如单元测试、开发包管理和持续集成等等，进一步扩展SIMATICPLC工程解决方案。
左孝顺是上海热处理厂有限公司的总经理。在他看来，今年最大的挑战不是市场，而是研发，忙碌的并不是生产任务，而是研发任务。
他说，客户的要求变了。过去，他们主要提供成熟产品的热处理加工工艺服务。例如，对于齿轮、轴承等零部件，通常习惯性地采取对应的处理方法，企业将80%的精力放在提高一次合格率、生产效率和减少相关成本等方面。而现在在解决“卡脖子”问题的背景下，由于某个供应商停产，客户无法购买到所需的设备与服务，提出要求热处理厂提供整体配套服务，为其寻找解决方案。
这对一家产品公司来说可能是一个机会，从产品到应用场景的配套服务，企业所要关注与研发的是客户的真实需求，新的出口市场、军工领域、机电行业、汽车行业等等的热处理市场被打开。
左孝顺反复强调，和世界一流企业合作是企业学习的最佳途径，主要是学习他们系统的思维方法。上海热处理厂有限公司的许多重大战略转型是受到西门子、通用电气、ABB、振华港机等世界级企业的影响，每一次合作都给其带来更加系统的思考。
目前，上海热处理厂有限公司慢慢的变成了国内非标产品领域最大的热处理综合服务商，部分热处理工艺技术已赶超世界一流水平，其在热处理领域的知识和技艺积累，慢慢的变成了企业新的竞争力。
对于制造企业的新系统与新架构，顾欣说，制造业新的生产环境提供了新的思考模式和经济模式，而数字化则提供了新的架构。中国制造的未来，不仅仅是简单地增加要素投入来生产更多产品，而是有必要进行架构上的变革。
顾欣说，制造业智能化、数字化的未来，涉及知识的整理、系统的构建、人才的培养、数字孪生的构建、产业的生态、过程的控制、绿色低碳的创新、人工智能的应用等等，跟过去几十年中国制造完全不同，需要对制造业有全新的理解。
机械工业信息研究院所长陈琛认为，今天中国已经具备世界级的产业竞争力，规模化、体系化、生态化的优势。在体系优势方面，中国的供应商网络超过日本的五倍，制造业已形成高水平的集聚效应。尤其是在产业链和创新链上，中国的产业集群已经展现出良好的凝聚效果。
中国正在制造更为复杂的产品。最近，机械工业信息研究院对全球近万种产品做了梳理，发现中国出口产品的复杂度已经超越了众多发达国家。过去，中国主要出口的是轻工产品，现在大量出口机电设施和其他复杂产品，这使得中国的出口份额在全球排名第一的产品数量达800余种，仅次于德国。这些复杂产品主要涵盖机电设施和有机化学品等领域，制造业复杂度指数也持续提升。
因而可以观察到，中国经济正在从传统的价值链向更完善的价值网络转变，特别是广东与浙江等地不同的产业集群之间形成了跨链条、跨行业和跨领域的产业融合，并产生了新的价值。
陈琛认为，以前中国主要是依靠劳动分工、要素密集等条件，在供应链中取得一定优势。但基于知识分工、零部件产品知识方面，我们仍就落后于美国和欧洲国家。在知识驱动型的业务方面，我们也仍然与欧美存在比较大差距。最近我们大家可以观察到很多集群和企业的发展，通过知识流、信息流、价值流的三流融合来共创高价值产业。企业要摒弃从单一点出发的模式，需要思考怎么样进行系统上的革新，创造价值中的价值。
顾欣认为，未来的制造业将面临一个全要素竞争的环境，谁能先掌握IT和数据能力，以及改造底层运营和生产制造能力，谁就会拥有先发优势。尤其是在中国，现在正朝着正向驱动的方向发展，研发和制造的协同以及产业链的扩大是很重要的。若能够将市场需求、研发和制作的完整过程打通，并通过数字化方式实现产业链和集群的协同，这将带来很高的效能，并有几率会成为未来产业的核心竞争点。一旦企业形成了一种数字化的思维模式和管理模式，它就会沿着这个路径持续迭代和发展，效率将大幅领先其它企业。
顾欣谈及对于未来产业数字化的展望，认为未来整个农业生产制造的过程也会逐渐工业化和数字化。这在很多发达国家其实已经做到了，而中国还在初步发展阶段。未来的农业生产可能不只是在一片土地上进行，而是一个立体的，在不同层面上，可能有不同的种植场景。通过物联网技术、传感器技术结合培育植物，提供其相应的生长环境，甚至光线都是合成的，控制光照和湿度等，实现未来智慧农业场景的真正落地。当然，其底层肯定是通过数字化技术实现的。
除了大系统，还有非常多小场景。小型自动化解决方案与小型数字化解决方案，在支持小企业成本最优前提下，实现完整的功能性升级要求。把AI和机器人技术结合起来，用在一些物流和分拣上，这种新的模式不用提前建模，直接利用视觉技术和人工智能进行识别、学习、运算与作业。
还有虚拟调试解决方案，利用数字孪生建设厂房，内部布局、产线规划、物流规划，都先在虚拟世界建好验证，选择最优方案，再在现实世界里面建立起来。产线也能够直接进行虚拟调试，这也是对数字孪生的一种应用。
也有新兴企业通过电商和直播方式销售产品，绕过贸易商直接与工厂对接。然而，这一些企业需要数字化来提供更好的交付能力。亚马逊在某些品类上的增长停滞不前，而中国新兴公司开始占据市场占有率。未来，中国有可能是在产业链数字化方面超越美国，并提供履约能力和个性化生产。
传统的服务器是数据中心模式，未来是边缘计算，甚至有可能跟大的云技术设施供应商形成真正的边缘技术解决方案。未来就是IT与新技术，特别是基于云计算的计算能力而形成的对生产现场与生产制造真正的智慧赋能。
技术的变革塑造企业管理与文化的变革。企业原来是金字塔式的自上而下的管理方式，层层汇报与开会决定。未来线上所有的例会和智慧都是基于数据的，一些决策权已经由领导拍板变成了让一线员工、一线班组长来决策，所有的数据都是透明和准确的。决策流程的变化，让真正的管理层可以把更多的重心放在企业战略上。而未来的新技术工人，应该是目前比例逐渐提高的技术工程师。
西门子成都工厂在内部搭建了一个开放实验室，任何工人在现场发现某个具体问题，都可以在实验室通过你自己的想象去形成新的问题解决方案，然后在实验室里面做测试，通过验证就会被授权产线做测试，最终真正在工厂推广。这种机制一旦形成，一线员工的学习能力和自主驱动能力被高效激发出来。
所谓制造业的数字化与系统性，就是企业知识的数字化积累、沉淀与系统响应。在中国制造远景规划的背景下，实际上就是用知识系统重构企业业务。对此，西门子发布了其开放式数字商业平台西门子Xcelerator。它是一个开放式平台，目标是把西门子和合作伙伴在各行各业不同应用场景里所形成的硬件、软件能力，解决方案能力进行“封装”，并基于这一平台做相应的组合，从落地的一些知识，到更高的、整体的端到端的层级，给客户提供更为灵活的模块化解决方案。
面对前所未有的变革，中国制造业应该思考在新的浪潮中扮演什么样的角色，需要怎样的数字化路径。在未来10到20年，中国产业互联网有望迎来新的发展阶段，工厂可能更愿意接受新模式，业界需要共同寻找新的答案。
上海黑湖网络科技有限公司（以下简称“黑湖”）是一家工业互联网科技公司，其产品黑湖智造是一款革新性的制造协同软件，通过云端部署并在手机、平板、电脑端运行，覆盖采购、排程、生产、物料、质检、设备等核心制造流程，帮助工厂低成本、高效率地实现从客户下单、原料入厂到成品出厂之间的全链路数字化管理模式。该公司CEO周宇翔说，黑湖目前已经签约超过3000家客户。
小工单通过实时、准确的数据传递，帮助工厂解决生产的全部过程中遇到的交付期拖延、物料库存积压、工人和设备效率低、次品率居高不下、生产的全部过程不透明等问题，实现提高效率，减少相关成本，打通信息孤岛，实现数据驱动制造的目标。
周宇翔举了一个外贸商与一家小制造业企业工厂合作保温杯供应的例子：当保温杯订单出来后，外贸商没办法找到足够的产能生产350万件保温杯。因此，实际只交付了100万件，剩下的200多万件则需要退款导致损失。若使用一个系统来通报工厂信息，就不难得知有多少工厂具备生产保温杯的能力。结果发现，在系统中有150家保温杯工厂，分布在金华、温州和宁波三个地方，其中有30家工厂通过物料名称和编码能够生产符合标准要求的保温杯。
西门子对中小企业的数字化转型生态赋能体现在，一是评估和诊断，摸摸企业自身数字化能力及数字化现状。西门子与机工智库合作推出的一个星火平台，就是中小企业数字化评估诊断的服务平台。二是规划设计，规划设计和落地结合在一起，企业数字化转型要跟管理相配套。三是落地实践，主要是很多类型软件的应用，软件平台在未来就是一种新的业务架构，微服务架构。中小企业基于实际的需求与业务系统来进行快速匹配落地，实现业务快速响应。
顾欣说，现在企业对于数字化转型的必要性已形成共识。大家也提到了企业能力的提升，现在新技术已成为提升企业核心竞争力的手段，并且这种能力提升已得到证实。很多企业通过这一种方式大幅提升了自己的竞争力，包括显性竞争力和隐性竞争力。他认为隐性竞争力可能会产生更大影响。
企业数字化转型涉及产业链的集成和重构。横向集成实际上是指产业链的集成，当整个产业链真正集中起来时，新的业务模式和重构将大幅度的提高整个链条的竞争力。这不仅仅关乎单个企业的投资，而是整个产业链中的瓶颈问题。因此，我们应该找到一个链主来推动整个产业链的发展。对于中小型和制造型企业来说，他们关注的是怎么样提高核心竞争力和实现增长。
夏小虎认为，未来中国制造业的形势会向好发展，但过程可能会比较艰难。中国制造业还要关注全球其他几个国家人民的需求，提供价廉物美的产品与服务，供给全世界。未来国内的工业化将随企业本身的发展和联动性逐渐普及，中国会出现很多百亿级以上的产业垂直企业，也会在一些制造业基础较好的企业中出现一批能够走向世界的工业软件企业。
从硬件到软件的极致，从单一到系统的极致，从现在到未来的极致，中国制造业正在进行一场刻骨铭心、惊心动魄、又荡气回肠的跃变。
