工業(yè)4.0時代，什么樣的工廠代表了當今全球制造業(yè)的科技含量及制造水平？達沃斯經(jīng)濟論壇（WEF, World Economic Forum）給出的答案是：施耐德、寶潔、強生、寶馬、拜耳、西門子，以及亞洲制造企業(yè)的代表---工業(yè)富聯(lián)。在新年伊始WEF公布的新一批全球“制造業(yè)燈塔工廠”名單中，工業(yè)富聯(lián)憑借深圳龍華的“關(guān)燈工廠”，成為入選的亞洲民營制造企業(yè)。

 

 

 

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“燈塔工廠”指的是成功將第四次工業(yè)技術(shù)從試點階段推向大規(guī)模整合階段的工廠，他們借此實現(xiàn)了重大的財務(wù)和運營效益。合格的“燈塔工廠”需要滿足以下 4 項標準：實現(xiàn)重大影響、成功整合多個用例、擁有可擴展的技術(shù)平臺、在關(guān)鍵的推動因素中表現(xiàn)優(yōu)異（例如管理變革、能力構(gòu)建以及與第四次工業(yè)社區(qū)展開協(xié)作）。WEF表示，這些“燈塔工廠”均選自由全球1000家制造商構(gòu)成的初始清單，主要評判標準是制造商在運用第四次工業(yè)技術(shù)提高經(jīng)濟和運營效益方面取得的成就。

 

 

“關(guān)燈工廠”，全稱“柔性裝配作業(yè)智能工廠”，以車間熄燈作業(yè)為特征，是指全部生產(chǎn)活動由電子計算機進行控制，生產(chǎn)線配有機器人而無需配備工人的工廠。那么，工業(yè)富聯(lián)的“關(guān)燈工廠”到底有何過人之處，得以躋身2019年全球聰明的7家工廠之列呢？從今天起，小編為您揭秘。

 

 

與同時入選燈塔網(wǎng)絡(luò)的另外6家工廠相比，工業(yè)富聯(lián)“關(guān)燈工廠”的特色異常鮮明，那就是工業(yè)AI及機器學習在工業(yè)現(xiàn)場場景下的融合應(yīng)用。用工業(yè)富聯(lián)副董事長李杰教授的話來說，“在關(guān)燈工廠的運作中，自動化導入是前提，數(shù)據(jù)采集是基礎(chǔ)，平臺構(gòu)建是核心，工業(yè)AI和機器學習才是“無憂生產(chǎn)”的關(guān)鍵?！?/span>

 

過去，制造業(yè)的的發(fā)展依靠的是專家經(jīng)驗制定的工廠法則，老師傅經(jīng)驗傳承的技術(shù)能力和人力運作24小時無休的作業(yè)方式，是利用一切進行合理化改善不斷追求精益和利潤化?，F(xiàn)在，在技術(shù)不斷革新的當代，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的浪潮下，AI成為制造業(yè)的制勝法寶，模型算法下的機器學習、深度學習、遷移學習，加上智能預測、傳感器偵測的技術(shù)能力，AI武裝的工廠大腦讓無人化關(guān)燈節(jié)能工廠成為現(xiàn)實。

 

 

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以工業(yè)富聯(lián)關(guān)燈工廠某電子產(chǎn)品生產(chǎn)為例，該產(chǎn)品全制程包含表面貼裝、組裝、測試、包裝完整生產(chǎn)流程，在不同的制程段導入了各式自動化及AI應(yīng)用。

 

比如，將AI應(yīng)用于組件表面貼裝制程中的吸嘴智能保養(yǎng)，以前按吸嘴固定保養(yǎng)周期為24h，約使用2.5萬次后需進行吸嘴保養(yǎng),因此存在保養(yǎng)周期定義不合理，吸嘴使用次數(shù)無法追蹤的難題。

 

為了改善吸嘴保養(yǎng)周期，首先透過收集吸嘴使用次數(shù)、真空值等大數(shù)據(jù)，并進行實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)模型分析，實現(xiàn)了延長保養(yǎng)周期6萬次；其次，同步開發(fā)了吸嘴智能清洗設(shè)備，通過高清攝影獲取微觀納米的影像資料，并轉(zhuǎn)換為關(guān)鍵有效的數(shù)據(jù)；同時通過識別吸嘴條形碼信息可與貼片機、吸嘴清洗機、吸嘴檢查機進行互聯(lián)，并結(jié)合新開發(fā)的應(yīng)用軟件采集到拋料率、良率、吸嘴孔堵塞面積、使用次數(shù)、保養(yǎng)次數(shù)、真空值等關(guān)鍵、有效、微觀、納米的大數(shù)據(jù)，利用SMT設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化上傳到富士康云進行存儲。

 

接下來，基于富士康工業(yè)云平臺，對數(shù)據(jù)進行分類、統(tǒng)計分析及建模，后結(jié)合機器學習吸著率影響因子，終吸嘴智能動態(tài)保養(yǎng)效果。平均保養(yǎng)周期達到8萬次，3.2倍，吸嘴吸著率到99.96%。由此，工業(yè)AI的自感知、自診斷、自修復、自優(yōu)化、自適應(yīng)功能，從而提高產(chǎn)品良率成本浪費，真正達到提質(zhì)、增效、降本、減存。

 

說到 “關(guān)燈工廠”，除了關(guān)鍵技術(shù)——“工業(yè)AI和機器深度學習”之外，工業(yè)大數(shù)據(jù)采集也是一大特色，為其熄燈智能自動化實現(xiàn)基層的“保駕護航”。

 

“進入工業(yè)4.0時代，制造系統(tǒng)從應(yīng)激式轉(zhuǎn)變成為預測型的生產(chǎn)模式，大數(shù)據(jù)正成為驅(qū)動制造業(yè)智能化變革的關(guān)鍵燃料”，工業(yè)富聯(lián)副董事長、工業(yè)大數(shù)據(jù)專家李杰教授表示。

 

李杰教授指出，工業(yè)富聯(lián)作為工業(yè)大數(shù)據(jù)“集散地”，在以往40年的制造經(jīng)驗中沉淀了海量數(shù)據(jù)，成為了其對內(nèi)升級、對外賦能的方法論基礎(chǔ)和智慧依據(jù)。經(jīng)過數(shù)十萬計的基層傳感器進行數(shù)據(jù)采集、篩選，再進行核心建模以及優(yōu)化，并在制造過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)透過時間維度根據(jù)其特性進行分類，結(jié)合三大實體流（人流、物流、過程流）及三大虛擬流（金流、訊流、技術(shù)流），為“關(guān)燈工廠”的細節(jié)實現(xiàn)和數(shù)據(jù)依托起到了關(guān)重要的作用。

 

“關(guān)燈工廠橫跨了智能感知層、信息挖掘?qū)?、網(wǎng)絡(luò)層、認知層和配置層，依次建立了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境，實現(xiàn)了從數(shù)據(jù)到信息的分析過程，和網(wǎng)絡(luò)化內(nèi)容管理，對信息進行識別和決策，終系統(tǒng)的彈性與重構(gòu)使得工業(yè)設(shè)備實現(xiàn)自我配置和優(yōu)化?！崩罱芙淌趶娬{(diào)。

 

他舉例道，在泡棉及屏蔽蓋組裝制程中，利用各種物聯(lián)網(wǎng)傳感器采集設(shè)備實時數(shù)據(jù)如：運行時間、停機時間、產(chǎn)出數(shù)、機故代碼、待機時間、供料數(shù)、運行狀態(tài)等，高頻率獲取、大容量存儲，結(jié)合自動化組裝設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的互聯(lián)互通，并通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)上傳到云端。根據(jù)對大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，工業(yè)富聯(lián)快速開發(fā)設(shè)備管理應(yīng)用軟件實現(xiàn)資料的可視化呈現(xiàn)，如對機臺稼動率實時監(jiān)控，并透過設(shè)備狀態(tài)時間分布分析得出機器故障的集中性，實現(xiàn)“關(guān)燈工廠”中的單機監(jiān)控、問題追蹤、改善指引，使組裝效率大幅。

 

另外，在關(guān)燈工廠產(chǎn)品測試過程中，傳感器能實時采集及分析不同種類數(shù)據(jù)，如設(shè)備類數(shù)據(jù)（性能參數(shù)，運行狀態(tài)，連接器使用次數(shù)等），實現(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的預警和預測保養(yǎng)；以及量測類數(shù)據(jù)，（電壓值，電流值及輸出功率等參數(shù)），可以實現(xiàn)過程參數(shù)的統(tǒng)計，以便實時監(jiān)控達到產(chǎn)品質(zhì)量變化趨勢預測預警，及時發(fā)現(xiàn)及預防產(chǎn)品品質(zhì)異常。

 

 

 測試智能化應(yīng)用

 

數(shù)據(jù)正在改變競爭格局，成為重要的生產(chǎn)要素。在工業(yè)富聯(lián)“關(guān)燈工廠”中，關(guān)鍵、有效、微觀、納米的數(shù)據(jù)協(xié)助實現(xiàn)設(shè)備、產(chǎn)線、生產(chǎn)和運營系統(tǒng)的互聯(lián)互通，達成提質(zhì)增效和決策優(yōu)化。

 

作為先進制造業(yè)“燈塔工廠”的一員，致力于打通產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)合成長通道、打造產(chǎn)業(yè)鏈高階戰(zhàn)略生態(tài)圈，工業(yè)富聯(lián)值此2019年開元之際打造了一場“燈塔之約”——1月26日，于深圳 · 龍華希爾頓逸林酒店舉辦了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代工業(yè)設(shè)備智能化商機暨工業(yè)富聯(lián)生態(tài)策略合作伙伴專場研討會。此次研討會大咖齊聚，重磅來襲，匯聚了逾500家國內(nèi)外知名工業(yè)設(shè)備廠商和垂直領(lǐng)域生態(tài)伙伴，其中思科、ABB、西門子、富士、歐姆龍等頭部企業(yè)，更有兩位AI、自動化領(lǐng)域的科學家新秀傾情助陣，與工業(yè)富聯(lián)共啟一場創(chuàng)新科技、思維碰撞的“饕餮盛宴”，以燈塔之光賦能賦智，強勢助力中國制造業(yè)戰(zhàn)略生態(tài)聚合發(fā)展！

 

為了讓大家更好的了解什么是燈塔工廠，將經(jīng)濟論壇的調(diào)研結(jié)果（2018-10，后續(xù)燈塔工廠數(shù)量不斷增加），分享給大家！

燈塔工廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型的三大方法及特點

在經(jīng)過為期一年調(diào)研了全球1000多家工廠后,經(jīng)濟論壇公布了全球首批先進“燈塔工廠”名單,全球共有9家先進的工廠入選。這9家“制造業(yè)燈塔工廠”，在應(yīng)用第四次工業(yè)技術(shù)、實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)代化方面的表現(xiàn)突出，其業(yè)績比普通工廠高出20%50%。

前沿

 

燈塔工廠（Lighthouse）是指規(guī)?；瘧?yīng)用4IR（4th Industrial Revolution 第四次工業(yè)）技術(shù)的真實生產(chǎn)場所/工廠。今年8月，經(jīng)濟論壇與麥肯錫合作開展的未來生產(chǎn)技術(shù)與創(chuàng)新項目組經(jīng)過4個月的嚴格篩選，審議并確定了首批燈塔工廠。這些燈塔工廠覆蓋了*廣泛的地區(qū)，已經(jīng)形成了全球性的“實踐”學習平臺。已調(diào)研工廠的報告顯示：70-80%的燈塔工廠宣講了明確的轉(zhuǎn)型故事；30%+應(yīng)用了新的轉(zhuǎn)型管理技術(shù)；60-70%的燈塔工廠參與了以第四次工業(yè)為主題的多方利益相關(guān)合作；85%的燈塔工廠目標為提高資源的生產(chǎn)力及使用效率。研究顯示實施多項綜合4IR用例能夠顯著公司的財務(wù)和運營情況：燈塔工廠的部分運營關(guān)鍵指標50-60%，部分財務(wù)關(guān)鍵指標10-20%。

 

背景

 

上個世紀時，工業(yè)徹底改變了歐美社會，先進的機器設(shè)備和生產(chǎn)流程創(chuàng)造了大量就業(yè)崗位和財富，并且廣泛提高了人們的生活水平。燈塔工廠在生產(chǎn)線上率先整合了蒸汽、電力和化學品等要素，是采用先進技術(shù)設(shè)備的先驅(qū)者。

 

傳統(tǒng)制造方法在第四次工業(yè)的推進下被逐步顛覆。令人振奮的先進技術(shù)，如機器人、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等大量出現(xiàn)，可以說新一代燈塔工廠的波浪潮已然到來。

 

第四次工業(yè)技術(shù)的大規(guī)模實施也引發(fā)了全球各地工廠的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。到2025年，經(jīng)過轉(zhuǎn)型的公司對全球經(jīng)濟的影響預計將達到3.7萬億美元。除了在業(yè)績上的突破，這些公司也擁有了重新制定行業(yè)標準的話語權(quán)。

 

評選

 

9月19日在中國天津，麥肯錫與經(jīng)濟論壇合作舉辦了新領(lǐng)軍者年度會議，并在會議上宣布了全球首批燈塔工廠的消息。2018年，我們通過篩選1000多家領(lǐng)先的制造業(yè)廠商，訪問他們遍布全球各地的工廠，發(fā)現(xiàn)了其中的9個燈塔工廠（其中5家在歐洲，1家在北美，3家在中國）。通過對4IR技術(shù)的大規(guī)模部署，這些燈塔工廠重新定義了優(yōu)績效（相較于競爭對手高出了20-50%）。

以下為各燈塔工廠的突出特點：

 

拜耳生物制藥(意大利加巴納特)：“數(shù)據(jù)即資產(chǎn)”——大多數(shù)企業(yè)使用的數(shù)據(jù)不到其產(chǎn)生的1%，但拜耳憑借龐大的數(shù)據(jù)庫，將維護成本25%，運營效率提高30%40%

 

博世汽車(中國無錫)：“增強競爭力”——搭建“先訂單，后制造”產(chǎn)品定制平臺，利用遠程人工智能技術(shù)事先預測維護需求

 

海爾(中國青島)：“以客戶為的技術(shù)”——以人工智能主導轉(zhuǎn)型，包括搭建“先訂單，后制造”產(chǎn)品定制平臺，以及利用遠程人工智能技術(shù)事先預測維護需求

 

強生DePuy Synthes(愛爾蘭科克)：“過程驅(qū)動的數(shù)字鏡像”——該工廠運用物聯(lián)網(wǎng)，讓舊機器相互“溝通”，將運營成本10%，機器故障停機時間減少5%

 

菲尼克斯電氣(德國巴特皮爾蒙特和布隆伯格)：“客戶驅(qū)動的數(shù)字鏡像”——通過對每個客戶的具體要求構(gòu)建數(shù)字鏡像，維修或更換產(chǎn)品的工作時間減少了30%

 

寶潔Rakona(捷克)：“敏捷化生產(chǎn)”——只需點擊一下按鈕，生產(chǎn)線即可立即改變生產(chǎn)產(chǎn)品種類，使成本20%，產(chǎn)量增加160%

 

施耐德電氣(法國勒沃德勒伊)：“工廠一體化”——各工廠共享知識和*作，使公司所有工廠的能源和運營效率達到水平，將能源成本10%，維護成本30%

 

西門子工業(yè)自動化產(chǎn)品(中國成都)：“3D模擬生產(chǎn)線優(yōu)化”——員工利用3D模擬、增強現(xiàn)實和其他技術(shù)，完善工廠的設(shè)計和運營，促使產(chǎn)量提高三倍，縮短周期時間

 

UPS Fast Radius(美國芝加哥)：“平衡產(chǎn)能與客戶需求”——工廠借助遍布全球的3D打印和實時制造分析，滿足消費者對可快速生產(chǎn)的定制產(chǎn)品的需求

 

用例

 

燈塔工廠的決策不是由人們的經(jīng)驗驅(qū)動，而是建立在認知洞見的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上。不僅車間所使用的技術(shù)經(jīng)歷了顯著的轉(zhuǎn)變，*作人員也會開發(fā)自己的App和解決方案來為提高任務(wù)的完成效率。新的數(shù)字化用例能夠以的附加成本進行部署，從而實現(xiàn)多區(qū)域同時運轉(zhuǎn)多工廠。我們發(fā)現(xiàn)常用的數(shù)字化用例有規(guī)律可循，燈塔工廠普遍采用數(shù)字化業(yè)績管理、先進分析平臺、數(shù)字化質(zhì)量等見效大而實施又可行的用例。

 

方法

 

燈塔工廠對于制造業(yè)的總體數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了*寶貴的經(jīng)驗，他們在競爭中有著*的優(yōu)勢：不只是因為新科技的使用，更關(guān)鍵的是持續(xù)改進的能力。燈塔工廠成功克服了大多數(shù)制造業(yè)公司會面臨的典型痛點：費盡周折應(yīng)對各種技術(shù)并發(fā)現(xiàn)問題；投入大量精力進行概念驗證工作；推廣過于緩慢；缺乏明晰的商業(yè)案例；解決方案大多互不相關(guān)以及在實施過程中產(chǎn)生了數(shù)不盡的數(shù)字孤島。

 

針對這些具備極大挑戰(zhàn)性的問題，我們發(fā)現(xiàn)這些燈塔工廠普遍采用三個方法來應(yīng)對：

 

方法一：

 

引入新工具和敏捷工作方法。燈塔工廠使用增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實等工具的可能性幾乎是落后者的三倍，使用底層軟件（如物聯(lián)網(wǎng)平臺軟件）專門支持上層先進應(yīng)用的可能性則高出兩倍。同時燈塔工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型落地以及在跨職能團隊中推行敏捷工作方法的可能性，也是其他公司的五倍。

 

方法二：

 

打造并充分運用行業(yè)新進入者、合作伙伴和生態(tài)圈的力量。燈塔工廠允許并選擇第三方開發(fā)生態(tài)圈的技術(shù)，使用外部軟件和應(yīng)用從事開發(fā)，而非事事自己開發(fā)的可能性相比于落后企業(yè)高出三倍。

 

方法三：

 

通過提供創(chuàng)新增值服務(wù)和打造新商業(yè)模式來產(chǎn)生新收入來源。燈塔工廠采用了新的業(yè)務(wù)模型，包括基于設(shè)備和機器的使用頻次和訂購時間的付費模式，提供連接數(shù)據(jù)和利益相關(guān)方的技術(shù)平臺，以及把知識產(chǎn)權(quán)、數(shù)據(jù)和行業(yè)洞見轉(zhuǎn)化為收入和利潤。

 

意義

 

研究表明僅有小部分的制造業(yè)已經(jīng)開發(fā)出了成熟的燈塔工廠，并且通過實施第四次工業(yè)的技術(shù)，這些工廠都收獲了不錯的轉(zhuǎn)型成果。在一定程度上，燈塔工廠的出現(xiàn)和成功正標志著一場更大變革的發(fā)生。

 

越來越多的公司正在利用其資源與優(yōu)勢，所學到的經(jīng)驗與教訓，在整個價值鏈和生態(tài)系統(tǒng)上進行拓展以加速實現(xiàn)收益。這些具有標志性的成功案例可以為新的燈塔工廠提供指導方向，并加速實現(xiàn)整個價值鏈的轉(zhuǎn)型。

 

擁有燈塔工廠的應(yīng)該開始探索如何利用這些資產(chǎn)來加速技術(shù)普及，并對發(fā)展中的燈塔工廠提供支持。高等院校應(yīng)該與成熟的或者發(fā)展中的燈塔工廠合作，進一步推進第四次工業(yè)的用例和技術(shù)。而領(lǐng)先的技術(shù)公司也應(yīng)該確保與燈塔工廠保持緊密的協(xié)同發(fā)展，因為燈塔工廠正是其他企業(yè)尋求定位和突破的靈感之源。