走出PPT,智能制造如何真正落地?

鴻鍵
產(chǎn)能過剩是國內(nèi)老生常談的話題,根據(jù)國際通用的標準,工業(yè)產(chǎn)能利用率低于79%即為“產(chǎn)能過?!保珡膰医y(tǒng)計局公布的數(shù)據(jù)來看,我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)利用率一直處于79%以下。在以制造業(yè)著稱的德國,該項數(shù)值在高峰期曾接近90%。

核心要點

●國內(nèi)制造業(yè)僅靠人口紅利實現(xiàn)高增長的日子一去不復返,要轉(zhuǎn)型為“制造強國”,發(fā)力智能制造勢在必行。

●在智能化進程中,諸多痛點催生了超萬億規(guī)模的市場,嗅到機遇的資本和創(chuàng)業(yè)公司早已有所布局。

●從企業(yè)取得的成果來看,智能制造已經(jīng)深入產(chǎn)業(yè)痛點,隨著數(shù)據(jù)持續(xù)積累和技術(shù)迭代,智能制造前景開闊。

自18世紀第一次工業(yè)革命以來,工業(yè)已經(jīng)走過機械化、電氣自動化、數(shù)字化三個階段。如今,幾乎所有日常生活方式背后都離不開工業(yè)的力量。

不過,在“效率就是生命”的現(xiàn)代語境里,留給工業(yè)的提升空間還很多,世界各國也都發(fā)布過工業(yè)轉(zhuǎn)型計劃,且思路大同小異:依托物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù),提升制造業(yè)的智能化、效率和互聯(lián)互通。

具體到中國的情況,隨著人口老齡化、勞動力成本提升,僅靠人口紅利實現(xiàn)高速增長的日子一去不復返,國內(nèi)制造業(yè)需要找到新的引擎,產(chǎn)業(yè)升級迫切。

挑戰(zhàn)與機遇并存,產(chǎn)業(yè)升級意味著存在可觀的市場空間,嗅到機遇的資本和創(chuàng)業(yè)公司早已有所布局,聯(lián)想創(chuàng)投及其被投企業(yè)便是典型代表。

傳統(tǒng)制造業(yè)升級迫切

用一句話概括傳統(tǒng)制造業(yè)的痛點便是:成本高但效率較低。

而成本和效率之間的問題一般表現(xiàn)為:產(chǎn)能過剩、生產(chǎn)靈活性不足、運維成本過高等。

產(chǎn)能過剩是國內(nèi)老生常談的話題,根據(jù)國際通用的標準,工業(yè)產(chǎn)能利用率低于79%即為“產(chǎn)能過剩”,但從國家統(tǒng)計局公布的數(shù)據(jù)來看,我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)利用率一直處于79%以下。在以制造業(yè)著稱的德國,該項數(shù)值在高峰期曾接近90%。

圖源:國家統(tǒng)計局

生產(chǎn)靈活性和運維成本則不難理解——得益于第二次工業(yè)革命,“流水線”的出現(xiàn)打破了單個機器的生產(chǎn)力天花板,進一步實現(xiàn)標準化商品的大規(guī)模生產(chǎn),但在新的時代環(huán)境里,市場競爭的加劇和日新月異的需求倒逼著生產(chǎn)端以更高的頻率迭代產(chǎn)品,但傳統(tǒng)生產(chǎn)線往往缺乏靈活性。

更麻煩的是,就算一時半會無法適應新產(chǎn)品生產(chǎn),傳統(tǒng)生產(chǎn)線的維護成本也不會因此減少,造價高昂的設備如同“吞金獸”,如果生產(chǎn)效率上不去,設備維護成本將嚴重拖累企業(yè)發(fā)展。

除了生產(chǎn)活動,倉儲物流效率之于制造業(yè)的影響也越來越大。每年618、雙十一,物流公司都需要增加大量人力應對訂單高峰,但“人多力量大”并非最優(yōu)解法:一方面,企業(yè)需要平衡用人成本和企業(yè)效益;另一方面,大量員工的培訓和管理也是不小的挑戰(zhàn)。

在現(xiàn)實中,傳統(tǒng)制造業(yè)的問題損害的可能不僅是企業(yè)效益,即使是不熟悉制造業(yè)的人,也會為之“心頭一緊”。

以風電行業(yè)為例,相比火力、核能等發(fā)電方式,風能發(fā)電更為環(huán)保和安全,因此也吸引了不少企業(yè)入場,但這不是個輕松的行當。

風電產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵組成部分是風能發(fā)電機(簡稱“風機”),一架風機的造價甚至達到千萬以上,但昂貴的風機都被安裝于露天環(huán)境,經(jīng)受風吹雨打在所難免——雷擊損傷、前緣腐蝕、后緣開裂、螺栓斷裂都是常見故障。

由于技術(shù)上的難度,目前主流的風機維護方式只是定期維護或事后維護,這種相對被動的維護方式帶來了不少隱患。如果風機出現(xiàn)問題未能及時處理,輕則損害企業(yè)經(jīng)濟效益,嚴重時可能導致風機倒塌,造成安全事故。

風電產(chǎn)業(yè)存在隱患的同時,若將目光放大到整個能源領域,國內(nèi)的工業(yè)能耗一樣問題不少。

由于能源結(jié)構(gòu)和使用方式的原因,中國的單位GDP能耗與歐美發(fā)達國家仍存在較大差距,解決的思路是通過數(shù)據(jù)采集來優(yōu)化能源規(guī)劃,但在工業(yè)場景分散、通訊協(xié)議遲遲未有統(tǒng)一標準的現(xiàn)狀中,數(shù)據(jù)采集和處理的難題一直未能得到有效解決。

從生產(chǎn)到維護,再到倉儲物流、能源供給,傳統(tǒng)制造業(yè)所涉及的諸多環(huán)節(jié)幾乎處處都有降本增效的空間。

問題很突出,但機遇也不少。在人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)不斷發(fā)展的背景下,傳統(tǒng)制造業(yè)的弊病有了新的解決思路:用技術(shù)推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級,讓制造業(yè)走入“智能化”時代。

“智能制造”走到哪一步了

智能制造并非新概念,但其熱度不斷提高,尤其是今年。

在過去的日子里,中國制造業(yè)依托人口紅利大規(guī)模生產(chǎn)價格低廉的商品,靠價格優(yōu)勢換來了世界第一制造大國的地位,但與美國、日本等發(fā)達國家相比,中國的工業(yè)增加值率仍有不小的提升空間。

換句話講,中國是“制造大國”,但還不是“制造強國”,發(fā)力智能制造勢在必行,而在智能化進程中,諸多行業(yè)痛點催生了超萬億規(guī)模的市場,也成為資本和創(chuàng)業(yè)公司入場的切入點。

早在2016年,聯(lián)想集團高級副總裁、聯(lián)想創(chuàng)投集團總裁賀志強就曾判斷,未來30年,中國的工程師、制造業(yè)優(yōu)勢將會非常明顯,推動新一波產(chǎn)業(yè)革命。

不同于聯(lián)想控股旗下的財務投資君聯(lián)、弘毅、聯(lián)想之星,聯(lián)想創(chuàng)投聚焦于科技領域。目前,成立僅4年的聯(lián)想創(chuàng)投投資和孵化的企業(yè)已超過120家,而這些企業(yè)在解決制造業(yè)痛點上已經(jīng)有所收獲。

針對上文提及的風機維護難題,成立于2016年的天澤智云研發(fā)了名為“葉片衛(wèi)士”的產(chǎn)品。不同于過去相對被動的維護方式,“葉片衛(wèi)士”通過實時監(jiān)聽風機葉片轉(zhuǎn)動時的聲音信號,以此判斷葉片的損傷和嚴重等級,從而最小化維護時間窗口。

拆解“葉片衛(wèi)士”的運行模式不難發(fā)現(xiàn),其解決方式的關(guān)鍵在于利用起了無形的聲音信號,而類似的思路也能在其他行業(yè)產(chǎn)品中找到,差異只在于利用的不一定是聲音,也可能是視覺、甚至是嗅覺。

類似的案例還有以3D視覺技術(shù)立足的科技企業(yè)深慧視,其賦能制造業(yè)的思路是通過“深慧視三維成像系統(tǒng)”和工業(yè)3D/2D相機收集產(chǎn)品的視覺數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行二次加工和處理,進而提高生產(chǎn)過程的靈活性,讓本來只能執(zhí)行固定指令的“機器臂”變成了能夠快速適應新產(chǎn)品生產(chǎn)模式的“機器人”。

深慧視的高速高清三維成像系統(tǒng)

從“看”的緯度切入智能制造的還有思謀科技。在半導體行業(yè),芯片制造過程就如同“蓋房子”,硅片是“地基”,保證“地基”的良率是半導體生產(chǎn)商一致追求的目標,而工業(yè)質(zhì)檢環(huán)節(jié)就占了整體成本30%-40%。思謀科技通過運用計算機視覺技術(shù)、AI自動化缺陷檢測來提升質(zhì)檢效率,進而優(yōu)化現(xiàn)有生產(chǎn)線良率,幫助廠商實現(xiàn)量產(chǎn)。

“工業(yè)視覺能夠比人類視覺更完善,計算機視覺能看到更細微的事情,可以捕捉人眼以外的光譜范圍,并進行更加立體的成像”,思謀科技CEO沈小勇表示。

值得注意的是,技術(shù)對視覺信息的利用不只有“看”這個維度。在技術(shù)的加持下,生產(chǎn)活動甚至可以獲得“上帝視角”。

“未來機器人”是工業(yè)車輛視覺無人駕駛解決方案提供商,其無人叉車產(chǎn)品已在倉儲物流領域得到應用。未來機器人采用邊緣計算技術(shù)研發(fā)出臨摹系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠采集圍繞在無人叉車運送環(huán)節(jié)中各種現(xiàn)場信息,進而實現(xiàn)對叉車的精準調(diào)度。

這一解法的優(yōu)勢在于,在臨摹系統(tǒng)“上帝視角”的加持下,無人叉車相當于能夠眼觀六路耳聽八方,走在狀況發(fā)生之前。

未來機器人的無人叉車產(chǎn)品

和未來機器人類似,崧智智能同樣試圖讓機器人獲得人力以上的作業(yè)效率。在具體操作中,崧智智能以數(shù)字孿生技術(shù)讓工廠“老師傅”的手藝獲得量化,機器人借此掌握更多“精細活”,并在打磨拋光等精密化作業(yè)場景發(fā)揮作用。

行業(yè)里有了智能化的“耳”、“眼”和“手腳”,自然會有企業(yè)從“聞”的緯度切入智能制造。

如今,新房裝修后的甲醛含量、廚房天然氣泄漏、冰箱食品保鮮等問題成為人們生活中重點關(guān)注的問題。對此,慧聞科技推出了智能納米及MEMS氣體傳感器,利用“人工嗅覺”為生活提供科技“防護罩”。

應用于生活場景的同時,慧聞科技的“電子鼻”還能識別并記錄茶葉炒青過程中的氣味變化,輔助炒茶師傅進行決策,進而提高茶業(yè)的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品品質(zhì)。

除了成為上述智能化“五官”和“手腳”,也有企業(yè)直接選擇成為“大腦”。針對國內(nèi)的工業(yè)能耗問題,遒涯科技深入到電廠智能化建設和綜合能源服務管理的一體化交付中,通過將能源、5G、數(shù)據(jù)中心三者結(jié)合,在設計階段為能源企業(yè)和工業(yè)園區(qū)解決運行、管理上的節(jié)能降耗,推動電廠智能化建設。

不難發(fā)現(xiàn),上述企業(yè)的解決思路都是收集物理空間里的隱形數(shù)據(jù)、通過算法對數(shù)據(jù)進行分析和加工,最終形成能夠指導決策的知識。這其實也是智能制造的核心思路,即以信息物理系統(tǒng)(Cyber-Physical System,CPS)為基礎,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析和應用開發(fā)。

有意思的是,受各種浮夸宣傳影響,如今一談“智能化”、“數(shù)據(jù)加工”就有些空泛的意味,但從上述企業(yè)所取得的成果來看,技術(shù)不再只是停留在PPT中的大詞,“智能制造”確實落地了實踐,并深入到產(chǎn)業(yè)的痛點中去。

這與行業(yè)對現(xiàn)狀的清醒思考有關(guān)。

天澤智云聯(lián)合創(chuàng)始人兼COO謝炯在聯(lián)想創(chuàng)投的午餐會訪談中曾表示,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在當下有些“看不清、摸不著”,天澤智云希望能真正契合行業(yè)場景的特點,并保證產(chǎn)品能有工程化落地實施的可行性。

雖然已經(jīng)在不同程度上推動了制造業(yè)的智能化進程,但從業(yè)者并不避諱談論智能制造存在的問題,而相關(guān)問題都有共同的指向:技術(shù)能力和行業(yè)滲透率都還有待提高。

對于無人叉車和臨摹系統(tǒng)的發(fā)展前景,未來機器人聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO方牧表示,無人叉車目前可以做到相對標準化的快速搬運,但在更為復雜多樣的搬運場景的表現(xiàn)仍有待突破。此外,由于無人叉車技術(shù)較新,其在行業(yè)的滲透率還有非常大的提升空間。

不過,從智能制造對于產(chǎn)業(yè)痛點的解決來看,技術(shù)在制造業(yè)的提質(zhì)、增效、降本、減耗等方面已經(jīng)開始發(fā)揮作用,在數(shù)據(jù)持續(xù)積累和技術(shù)迭代的過程中,智能制造前景開闊。

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