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無人干預即可 24 小時生產,揭秘小米、格力的“黑燈工廠”

時間:2021/9/6 9:24:54

  有個新興的神奇工廠,進去參觀的時候,生產線上空無一人,只有設備狀態指示燈、品質檢驗燈以及激光發射器在閃著微光,機器設備轟鳴,各個產線上一排排的零部件有條不紊地運轉著,這些無不提醒著你工廠還是在正常運行,老板沒有帶著小姨子跑路。

  沒有人參與生產制造的工廠還是工廠嗎?我們眼中曾經的那個熱火朝天的工廠,似乎在智能化浪潮下悄悄變了樣兒。

  黑燈工廠是什么鬼?

  黑燈工廠的概念最早是由國外傳入,是“Dark Factory”的直譯,即關著燈都可以進行生產制造,無需人工操作,所以也叫無人工廠。

  黑燈工廠的背后覆蓋了目前最前沿的技術,包括 AI、物聯網、邊緣計算、云計算、大數據、5G 等等,這些技術的集成實現了工廠生產、設備、物流、能環、安全 5 大核心要素的效能提升。

  在自動化工廠生產現場,映入眼簾的是各種數控加工設備、工業機器人、機械手臂等智能設備,這些設備可以自動化完成工件、物料、刀具等自動化裝卸調度操作,而在這些設備旁邊零零散散的有工人在監視、輔助機器的正常運行,不同產線的上下料、產品質檢需要人工的參與、操作。

  黑燈工廠與自動化工廠的本質區別就是比自動化工廠更加智能。整個生產線無人操作機器就可以完成產品的從 0 到 1,其中所有生產、質檢、包裝等全生命工序,都是由機器和程序完成。

  黑燈工廠可以賦能工廠產品生產到下線的全生命流程,就不難理解一些企業從自動化工廠升級為無人生產的黑燈工廠?偨Y來說,驅動其轉變的原因包括外在產業共性的難題與內在的需求。

  外在驅動的原因是,在工業制造生產領域,原材料成本持續上漲,個性化需求產能日益增強,但是一線工人變得越來越難招并且在職的一線工人的流失率過大。工廠的一線工作內容比較枯燥且辛苦,很多年輕人寧愿去送外賣、快遞也不愿進廠工作,招工難是整個工業制造領域共性的難題,倒逼企業去改革生產線適應外在環境的變化。

  內在驅動力是工廠面臨智能化轉型,企業需要降本增效,黑燈工廠可以二十四小時無眠無休的工作,產品的質量精準、可控,而效率又比自動化工廠高,似乎是一個不錯的選擇。黑燈工廠降本增效能力優秀,一些實力雄厚的制造企業也加入了改革自家工廠的隊伍中。

  小米、格力擁抱“黑燈”智造

  在智能化改造工廠的浪潮中,黑燈工廠是個比較新興的事物,參與制造改革工廠的企業數量較少,在實際商業應用的過程中,我們能看到格力、小米、老板電器這幾個大企業對外披露黑燈工廠的情況。

  在今年的世界人工智能大會上,董明珠向外界表示,過去需要一萬人的工廠,在數智化的黑燈工廠里只需要一千人就可以完成產值。如今格力已經形成了成熟的智能制造生產流程,數字化驅動下,黑燈工廠為格力帶來了效率的極大提升。

  小米的黑燈工廠可實現全廠生產管理過程、機械加工過程和包裝儲運過程的全程自動化黑燈生產。舉例來說,一部小米手機的主板上需要貼裝上千個元器件,過去貼片機前后端需要四五位工人進行操作,現在依靠設備可以完全替代人力。小米的黑燈工廠可年產百萬臺高端手機,效率提升了 60%,比目前手機代工業內最先進的工廠還高出 25%。

  在白色家電品類,老板電器 2020 年建成了占地 50000 平方米的的黑燈工廠,工廠里面所有點位的物料都實現了自主流轉和自動預警。在原有智能制造基礎上,黑燈工廠產品研制周期縮短 48%,生產成本降低 21%,生產效率提升 45%,實現了降本增效。

  黑燈工廠對于企業來說是生產制造的好幫手,也是品牌與實力宣傳的亮點。黑燈工廠在實際的落地過程中,引進建造的企業較少,原因是制造業工廠數量最多的還是小企業,大多數還沒有走完自動化的路,直接上智能化路線步伐過快,不符合暫時的制造需求。

  黑燈工廠雖然效率優秀,但暫時還不是工業發展的良方。對于數量眾多的小企業來說,直接進行復刻的話,容易水土不服,主要的原因如下:

  首先是黑燈工廠中的產線無人化基因奠定了其制造品類的單一,只能生產一種核心部件或者是產品,對于柔性化生產以及個性化需求比較強的中小企業來說不友好。

  其次是黑燈工廠前期投入的成本太高,小米花費了 6 億來建造這個黑燈工廠,而老板電器的工廠累計投入近 5 億,自動化產線的升級對于財力雄渾的大公司是錦上添花的游戲,高昂的建造成本小企業無法跟隨并復制,最多也是對產線中的某個技術進行移植,全方位的進行廠區改革沒有經濟實力去做這個事情。

  最后是黑燈工廠對企業的運營和管理能力要求高。在黑燈工廠中有個智能大腦,對全產線的系統進行控制,這個大腦對整個廠區的全產線進行實時數據的呈現,對一些簡單的數據信息機器能自主判斷、決策。但是在復雜的問題層面,仍然需要企業本身進行分析、決策。對于企業來說,基于實時數據的管理和運營也需要企業在不斷的變化中做出正確的決策。

  黑燈工廠在效率革新方面勢如破竹,但未來工業制造領域不會全面進行黑燈工廠改造,樣板間的打造是財大氣粗的大佬玩的,小企業們最多只會將黑燈工廠里面技術能力移植。黑燈工廠給企業帶來了利益,對于一線工人來說,也增加了一些失業的不安與憂慮。

  消失的工人怎么辦?

  無論黑燈工廠最終的走向如何,智能化的浪潮對于一線工人還是有較大的影響。在生產、質檢、物流環節,自動化程度較高的工廠都在大量應用機器人來完成作業任務,工業機械臂、碼垛機器人、AGV 等機器人輔助自動化生產、運轉環節,攝像頭視覺感知產品的瑕疵等,這些原本需要大量勞動力完成的作業任務都被機器所替代。

  人口紅利消失是現下最明顯的事態,尤其是對于制造業這種大量需要人力的領域,工廠招不到人的新聞屢屢上熱搜,人工成本也在逐漸上升,工廠被迫進行產線智能改革。無論是出于效率還是成本的原因,還在工業制造領域的工人都必須去面對機器的智能化改造,在這個智能智造改革的路上,一線的工人也需要進行智識的變革。

  企業對生產線進行改革之后,對于工人來說,需要經過培訓以適應智造生產,工廠企業也會培訓工人學習新機器的操作,以備后續能夠順利轉入到工廠幕后的監控室中,負責管理設備的系統及監視機器的執行操作。

  未來不再需要重復簡單動作的勞動力,需要熟悉機器的知識型工人,對智能系統的運行、操控和維修都有能力去應對。國家在教育層面也開始新改革,準備建立更多的職業高中,對于初中畢業之后無法繼續深入學習的學生進行分流,往專業技術培養的道路方面進行。雖然對于家長、學生來說有些殘酷,沒有時間窗口去試錯,但這個決策對于大部分學生來說,也是早點去磨煉適應新經濟社會的變化,彌補未來缺乏技術能力的就業難,面對智能制造業的缺口,知識型工人成為未來制造的中堅力量。

  傳統制造業被智能制造所取代成為了必然的趨勢,滾滾歷史車輪碾壓的是跟不上趟的企業和人。在未來,智慧制造將生產作業的過程重新定義,從少人化到無人化過渡,整個工廠的機器與工人需要進行深度協同,工人不再是單純的手工勞作而是人機協同,需要全面武裝大腦。機器與人的關系,技術與制造創造的關系都將被重寫,面對未來的智慧工廠與智能制造,這個工業制造領域的大變革我們有幸一起見證。

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