有個新興的神奇工廠,進(jìn)去參觀的時候,生產(chǎn)線上空無一人,只有設(shè)備狀態(tài)指示燈、品質(zhì)檢驗燈以及激光發(fā)射器在閃著微光,機(jī)器設(shè)備轟鳴,各個產(chǎn)線上一排排的零部件有條不紊地運轉(zhuǎn)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(chǎn)制造的工廠還是工廠嗎?我們眼中曾經(jīng)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(guān)著燈都可以進(jìn)行生產(chǎn)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(shù),包括 AI、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算、云計算、大數(shù)據(jù)、5G 等等,這些技術(shù)的集成實現(xiàn)了工廠生產(chǎn)、設(shè)備、物流、能環(huán)、安全 5 大核心要素的效能提升。
在自動化工廠生產(chǎn)現(xiàn)場,映入眼簾的是各種數(shù)控加工設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人、機(jī)械手臂等智能設(shè)備,這些設(shè)備可以自動化完成工件、物料、刀具等自動化裝卸調(diào)度操作,而在這些設(shè)備旁邊零零散散的有工人在監(jiān)視、輔助機(jī)器的正常運行,不同產(chǎn)線的上下料、產(chǎn)品質(zhì)檢需要人工的參與、操作。
黑燈工廠與自動化工廠的本質(zhì)區(qū)別就是比自動化工廠更加智能。整個生產(chǎn)線無人操作機(jī)器就可以完成產(chǎn)品的從 0 到 1,其中所有生產(chǎn)、質(zhì)檢、包裝等全生命工序,都是由機(jī)器和程序完成。
黑燈工廠可以賦能工廠產(chǎn)品生產(chǎn)到下線的全生命流程,就不難理解一些企業(yè)從自動化工廠升級為無人生產(chǎn)的黑燈工廠??偨Y(jié)來說,驅(qū)動其轉(zhuǎn)變的原因包括外在產(chǎn)業(yè)共性的難題與內(nèi)在的需求。
外在驅(qū)動的原因是,在工業(yè)制造生產(chǎn)領(lǐng)域,原材料成本持續(xù)上漲,個性化需求產(chǎn)能日益增強(qiáng),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(nèi)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(jìn)廠工作,招工難是整個工業(yè)制造領(lǐng)域共性的難題,倒逼企業(yè)去改革生產(chǎn)線適應(yīng)外在環(huán)境的變化。
內(nèi)在驅(qū)動力是工廠面臨智能化轉(zhuǎn)型,企業(yè)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(chǎn)品的質(zhì)量精準(zhǔn)、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(yōu)秀,一些實力雄厚的制造企業(yè)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(yè)數(shù)量較少,在實際商業(yè)應(yīng)用的過程中,我們能看到格力、小米、老板電器這幾個大企業(yè)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(shù)智化的黑燈工廠里只需要一千人就可以完成產(chǎn)值。如今格力已經(jīng)形成了成熟的智能制造生產(chǎn)流程,數(shù)字化驅(qū)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(xiàn)全廠生產(chǎn)管理過程、機(jī)械加工過程和包裝儲運過程的全程自動化黑燈生產(chǎn)。舉例來說,一部小米手機(jī)的主板上需要貼裝上千個元器件,過去貼片機(jī)前后端需要四五位工人進(jìn)行操作,現(xiàn)在依靠設(shè)備可以完全替代人力。小米的黑燈工廠可年產(chǎn)百萬臺高端手機(jī),效率提升了 60%,比目前手機(jī)代工業(yè)內(nèi)最先進(jìn)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(xiàn)了自主流轉(zhuǎn)和自動預(yù)警。在原有智能制造基礎(chǔ)上,黑燈工廠產(chǎn)品研制周期縮短 48%,生產(chǎn)成本降低 21%,生產(chǎn)效率提升 45%,實現(xiàn)了降本增效。
黑燈工廠對于企業(yè)來說是生產(chǎn)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(jìn)建造的企業(yè)較少,原因是制造業(yè)工廠數(shù)量最多的還是小企業(yè),大多數(shù)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(yōu)秀,但暫時還不是工業(yè)發(fā)展的良方。對于數(shù)量眾多的小企業(yè)來說,直接進(jìn)行復(fù)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(chǎn)線無人化基因奠定了其制造品類的單一,只能生產(chǎn)一種核心部件或者是產(chǎn)品,對于柔性化生產(chǎn)以及個性化需求比較強(qiáng)的中小企業(yè)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(chǎn)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(yè)無法跟隨并復(fù)制,最多也是對產(chǎn)線中的某個技術(shù)進(jìn)行移植,全方位的進(jìn)行廠區(qū)改革沒有經(jīng)濟(jì)實力去做這個事情。
最后是黑燈工廠對企業(yè)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(chǎn)線的系統(tǒng)進(jìn)行控制,這個大腦對整個廠區(qū)的全產(chǎn)線進(jìn)行實時數(shù)據(jù)的呈現(xiàn),對一些簡單的數(shù)據(jù)信息機(jī)器能自主判斷、決策。但是在復(fù)雜的問題層面,仍然需要企業(yè)本身進(jìn)行分析、決策。對于企業(yè)來說,基于實時數(shù)據(jù)的管理和運營也需要企業(yè)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(yè)制造領(lǐng)域不會全面進(jìn)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(yè)們最多只會將黑燈工廠里面技術(shù)能力移植。黑燈工廠給企業(yè)帶來了利益,對于一線工人來說,也增加了一些失業(yè)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(chǎn)、質(zhì)檢、物流環(huán)節(jié),自動化程度較高的工廠都在大量應(yīng)用機(jī)器人來完成作業(yè)任務(wù),工業(yè)機(jī)械臂、碼垛機(jī)器人、AGV 等機(jī)器人輔助自動化生產(chǎn)、運轉(zhuǎn)環(huán)節(jié),攝像頭視覺感知產(chǎn)品的瑕疵等,這些原本需要大量勞動力完成的作業(yè)任務(wù)都被機(jī)器所替代。
人口紅利消失是現(xiàn)下最明顯的事態(tài),尤其是對于制造業(yè)這種大量需要人力的領(lǐng)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(jìn)行產(chǎn)線智能改革。無論是出于效率還是成本的原因,還在工業(yè)制造領(lǐng)域的工人都必須去面對機(jī)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(jìn)行智識的變革。
企業(yè)對生產(chǎn)線進(jìn)行改革之后,對于工人來說,需要經(jīng)過培訓(xùn)以適應(yīng)智造生產(chǎn),工廠企業(yè)也會培訓(xùn)工人學(xué)習(xí)新機(jī)器的操作,以備后續(xù)能夠順利轉(zhuǎn)入到工廠幕后的監(jiān)控室中,負(fù)責(zé)管理設(shè)備的系統(tǒng)及監(jiān)視機(jī)器的執(zhí)行操作。
未來不再需要重復(fù)簡單動作的勞動力,需要熟悉機(jī)器的知識型工人,對智能系統(tǒng)的運行、操控和維修都有能力去應(yīng)對。國家在教育層面也開始新改革,準(zhǔn)備建立更多的職業(yè)高中,對于初中畢業(yè)之后無法繼續(xù)深入學(xué)習(xí)的學(xué)生進(jìn)行分流,往專業(yè)技術(shù)培養(yǎng)的道路方面進(jìn)行。雖然對于家長、學(xué)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(xué)生來說,也是早點去磨煉適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)社會的變化,彌補未來缺乏技術(shù)能力的就業(yè)難,面對智能制造業(yè)的缺口,知識型工人成為未來制造的中堅力量。
傳統(tǒng)制造業(yè)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(yè)和人。在未來,智慧制造將生產(chǎn)作業(yè)的過程重新定義,從少人化到無人化過渡,整個工廠的機(jī)器與工人需要進(jìn)行深度協(xié)同,工人不再是單純的手工勞作而是人機(jī)協(xié)同,需要全面武裝大腦。機(jī)器與人的關(guān)系,技術(shù)與制造創(chuàng)造的關(guān)系都將被重寫,面對未來的智慧工廠與智能制造,這個工業(yè)制造領(lǐng)域的大變革我們有幸一起見證。
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