未来工厂，解决制造难题

2022-10-30

“所有的工业革命都是从车间开始的。” 经济学家拉佐尼克曾经说过。

在浙江，一场作坊革命正在悄然进行。从最初的机器更换，到后续的车间智能化改造，再到今天的高级版未来工厂。日前，浙江公布了2022年首批未来工厂，共入选9家。截至目前，全省未来工厂总数已增至41家，涵盖信息通信技术、汽车、家居、纺织等行业。

未来的工厂是什么？自2020年首次提出并建成以来，其内涵不断演变。今年，省经信厅结合《未来工厂》建设指导意见，明确将其定位为“现代新型产业组织单位”。也就是说，它深度融合了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的变革。创新和新业务发展。

当前，经济发展面临需求萎缩、供给冲击、预期减弱的三重压力，制造业尤其承压。同时，浙江制造在生产效率、综合成本、产品结构等方面与国际领先水平仍有差距，升级迫在眉睫。建立未来工厂能否帮助企业提高弹性并度过下行周期？它如何帮助浙江制造克服高质量发展的困难？近日，记者前往杭州、嘉兴、台州等地进行调研。

如何降本增效

车下甬关高速沙门立交出口即为玉环滨港工业城，数百家生产企业云集于此。其中，双环传动的新能源汽车零部件工厂刚刚升级为未来工厂。

走进双环六厂的车间，轰鸣声顿时传入耳中。生产线上，机械臂伸展弯曲自如，各种机器有条不紊地进行滚齿、热处理、磨削等工序，将金属毛坯加工成精密齿轮。在这里，机器比人多。而且与以往不同的是，现在工人的大部分精力都用于在电子屏幕上“追踪”各种生产数据。

“在未来的工厂里，一个大学生会和一群机器人一起工作。” 双环传动项目经理林菊华说，原本每条生产线配备12名工人，现在只需要3到5名工人，人均年产值翻了一番。很明显。”

近年来，浙江制造业发展迅速，但也遇到了一系列问题。“主要表现为生产效率低，低端产品占比高，国际竞争力不足。此外，全省5.5万多家工业企业中，中小企业占99%左右，数字化、网络化、智能化，相对较低，很难上升到价值链的中高端，不利于产业基地和产业链的超前发展。产业链现代化。” 省经济和信息化厅科技创新处副处长孙体忠说，

智能设备与人类专家形成协同系统，不断减少高成本、低价值、不稳定的劳动力，大大提高生产效率。类似的场景在41家未来工厂中随处可见。

位于桐乡，工人再也不用担心搬运重物：丝饼从生产线自动落到运输车上，沿轨道送到包装车间，然后智能包装贴标，然后进入立体声与运输车辆。库。目前，该厂区自动化率已达90%以上，万元产值成本下降63%。

值得一提的是，无论是齿轮制造还是化纤生产，能源消耗都比较大，对企业经营造成一定压力。目前，桐昆借助传感器和数字监控平台，实现了工厂能耗的智能分析和控制，实现了供热效率提升3%以上，相当于每年节约1万吨煤。

当然，未来工厂的能量远不止于此。

林巨华手术后，我们戴上VR眼镜，进入了双环数字座舱的“虚拟工厂”。整条生产线出现在我们面前，机器状态和产品数据清晰可见。“通过数字孪生、视觉技术等，我们将生产搬到‘云端’，管理者可以实时了解情况，实现远程控制。” 林菊华说道。

现在，借助5G技术，数字平台连接数千条生产线和近3万台设备，日夜采集超过150万个数据点。只需几分钟，算法就可以整合库存、成本、订单等信息，制定最优的生产计划，并及时下达具体的生产转换方案给相应的工厂。

鼎力机械四期首批入选省级未来工厂，在线研发系统配备最新的3D仿真技术等，设计人员和技术人员可以模拟机械臂运动，绘制数据曲线，调整改进电脑上的参数。改变了以往的样品试制、现场测试、监测修正等繁琐的流程，甚至研发也不再是“大功夫”。

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、机器、材料、信息，横向通过设计、研发、管理、销售等端口，不断优化企业的生产和组织。据统计，截至目前，全省共建成未来工厂41家工厂能耗管理，智慧工厂234家，数字化车间278家。万元企业平均生产成本降低19.8%，产品开发周期缩短35.8%，生产效率提高46.2%，能源利用率提高46.2%。增长18.3%。

如何提高产品价值

浙江制造，企业要在激烈的市场竞争中脱颖而出，在国际竞争中抢占先机，赢得未来，关键还是要靠产品。

“燃油车的齿轮转速为每分钟3000～5000转，而新能源汽车的齿轮必须达到18000～20000转，对精度和抗疲劳性要求更高。如何在规模化生产中保持稳定的产品性能是一个关键问题。重要的问题。这是一个很大的考验。浙江环智云创科技副总裁崔永龙表示，四年前，其母公司双环传动在为一家知名新能源汽车企业配套时，产品动辄“挨打”，最多100台。齿轮被退回。50套。

然而，以往的制造模式，只知道产品有缺陷，很难准确定位问题在原材料、产线或机器上。“这就是为什么原始设备制造商在发现质量问题时必须召回数千辆汽车进行测试。” 崔永龙表示，在建设未来工厂时，他们与中科院共同开发了大数据平台，主要诉求是提高产品质量。

一辆新能源汽车有5到7个档位，每个档位有10多个工序，每个工序又分为不同的工序，每个工序又分为不同的工作部门，每个工作部门都有不同的标准和参数。“我们在‘细胞级’做数据，然后将其与设计端、材料端、制造端、质检端一一匹配，相当于为每个齿轮创建了一张唯一的身份证。” 崔永龙表示，一旦产品出现问题，他们可以一键回溯，精准定位具体工作部门，按最小批次召回，“产品数量可以精确到个位数”。

同时，他们还通过月度数据分析，对设备、工艺、生产线等进行了改进和完善。目前，这家未来工厂的产品合格率已超过99.7%，达到行业标杆水平，助力双环成为全球10多家主机厂不可替代的供应商。

省经信厅数据显示，通过未来工厂和数字化车间的建设，企业平均产品不良率降低了41.7%，一定程度上解决了浙江省话语权缺失等问题。制造标准和国际竞争力薄弱。

进一步观察还可以发现，在这41家未来工厂中，不乏家居、服装、摩托车等定制工厂。他们的目标明显不同于齿轮、化纤、轴承等制造企业。

“最大的担忧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良告诉记者，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，一个订单可能包含30个柜子。由于户型和美观等因素，每个柜子的尺寸和颜色可能会有所不同，但设备是固定的，难以实现规模化和量产。“我们从2016年开始做客制化产品，前期一直采用半自动半人工干预操作，订单交付周期长，出错概率比较高。”

为此，他们在建设未来工厂时，重点发展“柔性”生产能力——自主研发的数字化平台。在接到来自不同地区、不同客户的订单后，他们会先整合相同颜色、类似交货期的订单，然后再组合多元化的订单。对产品进行分析转换成待生产的加工数据，规划出最优的工艺路径和加工流程。“每天处理超过 1000 个个性化订单。” 刘才良说。

“你看，这是定制橱柜制造的第一道工序——切板。系统已经把加工路径传到了机器终端，并为每个零件生成了一个二维码。” 顾家家居未来工厂区的工作人员在裁切材料告诉记者，为了节省盘子，他们把大约30个订单合并成一批。一个规格的板材裁切后，快速调整设备制造下一个规格的零件，然后板材进入封边区，机器自动扫码，导入加工信息，切换所需原材料。“共有24种不同色料，自动切换速度达到毫秒级，每分钟可完成40至45米的板边封边。

个性化产品和柔性制造是未来工厂的硬核实力，也是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%。年计划产值有望达到10亿元。

不仅如此，随着市场需求和消费的变化，原本专注于标准化产品制造的企业，也纷纷发展个性化定制服务，培养了柔性制造的“独门功夫”。比如摩托车制造企业春风动力，在研发端配备了1800个数字化模型，再加上未来工厂160个运营单元的高度协同，让6条生产线全部具备混合产能，可以满足大部分用户在机型、颜色、配件等方面的多样化需求。

为了提高产品质量，更好地对接市场，未来工厂正在推动浙江制造向价值链中高端迈进。

如何重构产业生态

在顾家未来工厂，记者注意到一个特殊的现象。不同于传统的家装厂，原材料和成品琳琅满目，这里让人耳目一新，板材面积占的面积很小。“每天下班前，所有的生产线都要清空。” 刘才良表示，得益于系统的排单能力和柔性制造能力，他们采用了“先下单，后生产”的模式，成品库存周转时间压缩到3天左右，物流仓库面积大大减少。

更重要的是，这种“零库存”理念带动了产业链上下游企业同步转型。目前，谷家约80%的供应商接入数字平台，实现协同库存管理。“过去供应商看不到数据，只能人为预测市场需求，经常出现原材料积压和突发事件。现在大家都在同一个平台，用户订单、物流等信息运输一目了然，备货准确率更高，响应速度更快，供应链精益生产能力和抗风险能力都有所提升。” 刘才良说。

从“点”出发，带动企业、赋能产业，提升产业链协同效率和供应链协同水平，是浙江打造未来工厂的目标之一。

“从机器换人到智能化转型，我们一直在探索制造业数字化转型的路径，但体量大、范围广的中小企业普遍面临‘不想改变’等现实问题'、'不敢改变'、'无力改变'。” 孙体忠表示，未来已经建成和正在打造的工厂，多为行业龙头和龙头企业，既能为中小企业提供示范，又具备研究解决共性问题的能力，并开发通用、易于复制和可扩展的行业解决方案。按照计划，“我们力争未来建设100家工厂和1家，

早前发布的《未来工厂》建设指南也强调了“辐射带动”的作用。例如，未来工厂分为四种类型的创造。作为协同共生的“链式”未来工厂，需要为产业链上中下游企业提供专业服务，打造行业示范“头鹅”未来工厂行业。打造面向服务开发的“平台工厂”，需要具备服务延伸的特点。

，是“平台型”未来工厂的代表。依托供应链网络和柔性制造模式，帮助中小企业按需开发生产。目前已有200多家中小淘宝商家和直播主共享工厂，实现了100件起订，7天最快发货。

在桐昆未来工厂基础上打造的“化纤大脑”，不仅接入了40多家化纤及其配套企业，还与桐乡市政府、百度合作，打造合成纤维产业“大脑”。能源管理、安全生产等一系列应用服务。“如果我们的第一个智能热电云系统可以推广到全行业，粗略估计每年可以节省近160万吨煤炭。” 桐昆集团信息化管理部经理徐艳辉表示，如果平台能够在50到100家企业之间进行协同应用，有望带动行业千亿元新型差异化纤维材料产能升级。

数据融合、大中小微企业融合、产业链与供应链融合、未来工厂助力浙江做智能产品的效果不断显现。

截至目前，全省近2万家规模以上工业企业完成诊断评估，7000多个数字化转型项目入库培育。企业转型意愿空前高涨。今年前8个月，浙江省工业企业技术改造投入同比增长19.6%，实现逆经济周期较高增长。

在疫情的持续冲击下，浙江工业表现出强大的韧性。今年1-8月，全省指定工业增加值同比增长5.1%，分别高于全国和东部平均水平1.5和2.3个百分点。稳中求进、提质增效效果明显。