未来工厂，求解制造业三难

　　“历次工业革命都是从车间开始的。”经济学家拉佐尼克曾说。

　　在浙江，一场车间变革正悄然进行。从最初的机器换人，到之后的车间智能化改造，再到如今的进阶版未来工厂。日前，浙江公布2022年第一批未来工厂，共9家入选。至此，全省未来工厂总数升至41家，涵盖信息通信技术、汽车、家居、纺织等行业。

　　什么是未来工厂？自2020年率先提出并打造以来，它的内涵持续演进。今年，省经信厅结合《“未来工厂”建设导则》，将其明确定义为“现代化新型产业组织单元”。也就是说，它深度融合新一代信息技术和先进制造技术，以数据驱动生产方式和企业形态变革，能持续推动生产运营智能化、绿色化、精益化、人本化、高端化升级，引领模式创新和新兴业态发展。

　　当前，经济发展面临需求收缩、供给冲击、预期转弱三重压力，制造业承压尤重。与此同时，浙江制造在生产效率、综合成本、产品结构等方面，仍与国际领先水平存在差距，升级迫在眉睫。打造未来工厂，能否帮助企业提升韧性、穿越下行周期？它又如何助力浙江制造破解高质量发展难点？近日，记者前往杭州、嘉兴、台州等地展开调研。

　　降本增效怎么实现

　　车下甬莞高速沙门互通出口，便是玉环市滨港工业城，上百家制造企业坐落于此。其中，双环传动新能源汽车零部件工厂，刚刚晋级未来工厂。

　　走进双环六厂车间，轰鸣声瞬间入耳。生产线上，机械臂伸曲自如，各式机器有条不紊进行滚齿、热处理、磨齿等作业，一个个金属胚变身精密齿轮。在这里，机器比人多。且与原先不同，现在工人们的大部分精力用于“盯梢”电子屏上各项生产数据。

　　“未来工厂里，一个大学生带着一群机器人工作。”双环传动项目经理林菊华说，每条产线原先配置12名工人，现在仅需3至5人，人均年产值翻番，“降本增效成果很明显。”

　　近年来，浙江制造业发展迅速，却也遇到一系列难题。“主要表现为生产效率不高、中低端产品占比较高，导致国际竞争力不足。此外全省5.5万余家规上工业企业中，99%左右是中小企业，数字化、网络化、智能化水平相对较低，想要实现向价值链中高端的攀升非常困难，也不利于产业基础高级化和产业链现代化发展。”省经信厅技术创新处副处长孙体忠说，打造未来工厂，正是鼓励有能力、有基础的企业先行先试，通过数字化改革再造生产流程、革新生产方式，示范引领行业企业加快数字化转型和智能化升级。

　　智能设备和人类专家组成协作系统，不断减少高成本、低价值、不稳定的劳动，大幅提升生产效率，类似场景已在41家未来工厂随处可见。

　　地处桐乡的桐昆集团聚酯纤维未来工厂，工人再不用为重物搬运烦恼：一个个丝饼从产线自动落到运输车上，沿轨道被送至包装车间，再经智能打包、张贴标签后，随传输车进入立体仓库。目前，这一厂区自动化率达90%以上，万元产值成本下降63%。

　　值得一提的是，不管齿轮制造，还是化纤生产，能源消耗都相对较大，对企业运营造成一定压力。眼下，借助传感器、数字监控平台等，桐昆做到了工厂能耗智能分析和控制，实现供热效率提升3%以上，相当于每年节煤1万吨。

　　当然，未来工厂的能量远不止于此。

　　林菊华一番操作后，我们戴上VR眼镜，进入双环传动数字驾驶舱“虚拟工厂”，眼前出现了整条运转的产线，机器状态、产品数据清晰可见。“通过数字孪生、视觉技术等，我们把生产挪到‘云’上，管理人员实时了解情况、实现远程操控。”林菊华说。

　　在桐昆集团未来工厂，借助5G技术等，数字平台与上千条产线、近3万台设备相连，日夜不停采集150万余个数据点数据。只需几分钟，算法就可整合库存、成本、订单等信息，排出最优生产方案，及时将具体转产方案下达对应工厂。

　　第一批入选省级未来工厂的鼎力机械四期，线上研发系统搭载了最新三维仿真技术等，设计和技术人员在电脑上就能模拟机械臂运动、划出数据曲线、调整改进参数，一改以往试制样品、现场试验、监测修正等繁琐流程，连研发都不再“大动干戈”。

　　新一代信息技术与先进制造技术深度融合，让未来工厂纵向连接人、机、料、信息，横向贯通设计、研发、管理、销售等端口，不断优化企业生产和组织方式。据统计，截至目前全省累计建成未来工厂41家、智能工厂234家、数字化车间278家，企业平均万元产值成本降低19.8%、产品研制周期缩短35.8%、生产效率提高46.2%、能源利用率提高18.3%。

　　产品价值如何提升

　　对于浙江制造，企业要在激烈的市场比拼中脱颖而出，在国际竞争中把握主动、赢得未来，关键靠产品说话。

　　“燃油车齿轮转速为每分钟3000到5000转，新能源车齿轮要达到1.8万到2万转，对精度、抗疲劳能力等要求更高。如何在规模化生产中保持产品性能稳定，是一大考验。”浙江环智云创技术副总崔永龙说，四年前，他们的母公司双环传动刚为一家知名新能源汽车企业配套时，产品动不动被“打”回，最多时100套齿轮退回50套。

　　但过往制造模式，只知道产品有瑕疵，却很难精准定位是原料、产线还是机械哪个环节出了问题，得从头到尾查一遍，费力费时。“这也是为什么整车企业发现质量问题，必须召回数千上万辆车检测。”崔永龙说，打造未来工厂时，他们与中科院联合研发大数据平台，最主要诉求就是提升产品质量。

　　一辆新能源车有5至7个齿轮，每个齿轮生产有10多道工艺，每道工艺分不同工序，每个工序分不同工部，每个工部有不同标准和参数。“我们将数据做到‘细胞级’，再逐一匹配到设计端、物料端、制造端、质检端，相当于为每个齿轮打造一张独特身份证。”崔永龙说，一旦产品出现问题，他们能一键回溯、精准定位到具体工部，并按最小批次召回，“产品数量能精确到个位数。”

　　同时，他们还通过每月一次的数据分析，改进完善设备、工艺、产线等。眼下，这一未来工厂的产品合格率已超99.7%，达到行业标杆水平，助力双环成为全球10余家整车企业不可替代的供应商。

　　来自省经信厅的数据显示，通过未来工厂、数字化车间等建设，企业产品不良率平均降低41.7%，一定程度上破解了浙江制造标准话语权缺失、国际竞争力不强等问题。

　　进一步观察还能发现，41家未来工厂中不乏家居、服装、摩托车等定制工厂。它们的目标，显然与齿轮、化纤、轴承等制造企业有区别。

　　“最大的烦恼是规模化生产如何满足个性化需求。”顾家家居定制家居事业部副总经理刘才亮告诉记者，家居产品介于工业品和艺术品之间，标准化程度不高。以定制柜为例，一个订单可能含30个柜子，因户型、审美等因素，每个柜子尺寸、颜色等都有变化，但设备却是固定一套，很难实现大规模、大批量生产，“我们从2016年开始做定制产品，初期一直采用半自动化、半人工干预作业方式，订单交付周期长，出错概率相对较高。”

　　为此，建设未来工厂时，他们着重开发“柔性”生产能力——自主研发的数字平台，接收来自不同区域、不同客户的订单后，先将相同花色、相近交期的单子整合，再将多元产品解析、转化成需生产的加工数据，规划好最优工艺路径和加工流程。“每天处理1000个以上个性化订单。”刘才亮说。

　　“你看，这是定制柜制造的第一道工序——板材切割。系统已将加工路径传到机器终端，并为每块部件生成一个二维码。”工作人员在顾家家居未来工厂开料区向记者介绍，为节约板材，他们将30个左右订单合成一个批次，一种尺寸板材切割完成后，设备快速调整，制造下一种规格部件，随后一块块板材进入封边区，机器自动扫码、导入加工信息、切换所需原料，“总共有24种不同花色材料，自动切换速度达到毫秒级，每分钟可以完成40至45米板材封边。”

　　个性产品、柔性制造，这是未来工厂的硬核实力，也成为企业提升产品附加值的秘诀。据介绍，顾家未来工厂于今年2月投产，定制产品交付周期缩短50%，全年规划产值预计达10亿元。

　　不仅如此，随着市场需求和消费变革，原先以标准化产品制造为主的企业，也纷纷开发个性化定制业务，练就柔性制造“独门功夫”。比如摩托车制造企业春风动力，在研发端配置1800个数字模型，再加上未来工厂内160个作业单元高度协同，使6条产线均具备混线生产能力，能满足大部分用户在车型、颜色、配件等方面多元需求。

　　让产品质量更优，更好地连接市场，未来工厂正推动浙江制造向价值链中高端攀升。

　　产业生态如何重构

　　在顾家未来工厂，记者注意到一个特别现象。有别于传统家居工厂堆满原料、成品的面貌，这里十分清爽，板材区占地极小。“每天下班前，所有产线必须清空。”刘才亮说，得益于系统排单能力和柔性制造实力，他们采取“先下单、再生产”模式，成品库存周转压缩至3天左右，物流仓库面积大大缩减。

　　更重要的是，这一“零库存”理念带动产业链上下游企业同步变革。目前，顾家的供应商中，已有80%左右接入数字平台，实现库存协同管理。“以前供应商看不到数据，只能人为预测市场需求，常有原料积压、告急情况。现在大家同在一个平台，用户订单、物流运输等信息一目了然，备货准确性更高，响应速度更快，供应链精益生产能力、抗风险能力都有提升。”刘才亮说。

　　由“点”切入，带动企业、赋能行业，提高产业链协作效率和供应链协同水平，正是浙江创建未来工厂的目标之一。

　　“从机器换人到智能化改造，我们一直在探索制造业数字化改造路径，但量大面广的中小企业普遍面临‘不想转’‘不敢转’‘转不起’等现实问题。”孙体忠说，已经建成和正在创建的未来工厂，多为细分行业龙头、领军企业，既能为中小企业提供示范，还有能力研究解决共性问题，开发普适性、易复制、可推广的行业解决方案，“我们力争到2025年，建成未来工厂100家、智能工厂（数字化车间）1000家，并与全省50个行业产业大脑形成耦合，促进产业生态重构和整体智造升级。”

　　此前发布的《“未来工厂”建设导则》，也十分强调“辐射带动”作用。例如，未来工厂共分四大创建类型，作为协同共生“链主型”未来工厂，需向产业链上中下游企业提供专业化服务，创建行业示范“头雁型”未来工厂，要求向行业输出技术能力，而打造服务发展型“平台工厂”，则需具备服务延伸特征。

　　阿里巴巴迅犀服装未来工厂，就是“平台型”未来工厂的代表。凭借供应链网络和柔性制造模式，它助力广大中小企业按需开发、按需生产，目前已有200多个淘宝中小商家、直播主播共享工厂，实现100件起订、最快7天交付。

　　在桐昆未来工厂基础上搭建的“化纤大脑”，不仅接入40多家化纤及其配套企业，并与桐乡市政府、百度共同打造合成纤维产业“大脑”互联互通，上架了AI质检、能源管理、安全生产等一系列应用服务。“我们首创的智能热电云系统，若能推广到全行业，粗略估算每年可节煤近160万吨。”桐昆集团信息管理部经理许燕辉说，该平台若能在50至100家企业内协同应用，预计可带动行业1000亿元规模的差别化纤维新材料产能升级。

　　数据融通、大中小微企业融通、产业链供应链融通，未来工厂助力浙江智造的成效不断显现。

　　截至目前，全省已有近2万家规上工业企业完成诊断评估，7000多个数字化改造项目入库培育，企业改造意愿空前高涨。今年前8个月，浙江工业企业技改投资同比增长19.6%，逆经济周期实现较高增长。

　　疫情持续冲击下，浙江工业更表现出较强韧性。今年1至8月，全省规上工业增加值同比增长5.1%，比全国平均、东部平均高1.5个、2.3个百分点，稳进提质效应明显。