以工业机器人为桥 传统企业如何趟过智造这条河？

以工业机器人为桥 传统企业如何趟过智造这条河？

在工厂的智能化转型中，人们看得见的是车间里新增的各种智能装备；人们看不见的是这些实体的机器装备连接着虚拟的“云”。这是中国制造业智能化转型的“一体两面”：机器在线下转，数据在线上跑。

敞亮整洁的厂房，排列整齐的生产线，每时每刻，不断变化的生产指令数据输送到智能装备，机械臂快速地重复着旋转、抓取、放置等动作，如同仪仗兵一样干净利落。

工业机器人在车间转，工业大数据在“云端”跑。这家长沙格力暖通制冷设备有限公司（下称“长沙格力”）的自动化工厂，或是中国未来智能工厂的典型模样。

12月7日，工业和信息化部发布《智能制造发展规划（2016-2020年）》，明确提出2025年前推进智能制造实施“两步走”战略：第一步，到2020年，智能制造发展基础和支撑能力明显增强，传统制造业重点领域基本实现数字化制造，有条件、有基础的重点产业智能转型取得明显进展；第二步，到2025年，智能制造支撑体系基本建立，重点产业初步实现智能转型。

规划中的步调，地方制造企业走到哪里了？带着这样的问题，笔者选取制造业重镇湖南长沙作为样本，实体探访生产一线，观察中国制造业如何摸着“智造”的石头过河。

笔者连日调查发现，在经济下行和经营承压的背景下，制造业企业纷纷改走“智能制造”新路。一方面，智能装备承接部分人的工作，减轻工厂的成本负重；另一方面，智能装备积淀的大数据变成人即时决策的依据，让企业朝着科学经营的方向快进。

智能化助企业脱困

“行业这几年过得非常困难呐！”11月25日，笔者的问题还没说完，杨森就在他的办公室内大倒苦水。

杨森是浏阳一家工程机械企业的总经理。对他来说，工程机械业早已告别2008年“浪潮式开发”的好日子，全行业需要痛苦面对产能过剩。他根据多年行业经验直观估计，目前全行业的过剩产能比重约占50%。

浏阳是隶属长沙的县级市，而长沙是闻名全国工程机械之都，“重工三虎”三一重工、中联重科、山河智能均设于此。

宇环数控技术总监李由强11月25日分析，市场温度急剧下降，其主要原因是经济新常态下市场需求疲软，而另一方面则是人心浮躁，早些年市场大热造成众多入局者。

笔者从多方还原的工程机械行业寒冬图景包括：资本流出；核心技术人员、产业工人流失；银行对企业信心不足更加惜贷；而更多的企业为了生存下来，卷入血腥的价格厮杀之中。

部分企业决策者做了相同的决策：购进数控装置和工业机器人，进行自动化制造。

12月7日接受采访时，长沙智能制造研究总院院长邓子畏强调，尽管目前智能制造并没有固定的标准，但至少要包含两个层次：一是贯穿于生产过程的智能化；二是产品使用过程的智能化。这两方面的智能对企业的帮助体现为“三降二升”，即降低生产周期、降低成品不良率、降低企业经营成本，同时提升原料的使用率、提升企业整体效益。

11月25日，长沙格力工艺设备部副部长方掩提到一个细节，平时钣金车间开料，无论工人如何计算，总有一部分材料要剩余下来，原料的使用率只有95%左右。而引进智能制造开料后，使用率一般能提升到98%左右，较好的情况达到99%以上，几乎无剩余边角料。

宇环数控更是依托智能制造走出了独特的商业模式。这家销售数控机床的企业，正在将产品拓展至自动化生产线。据李由强介绍，除了工厂向智能制造转型外，企业还打算向外输出工程师的研发成果：购进部门工业机器人以及部件，像搭积木一样和企业出产的数控机床组合成适应行业需求的生产线，整线对外销售。

“产能过剩是永恒的，但从供给侧的角度看却是相对的。”三一重工高级副总裁、首席流程信息官贺东东11月28日表示，“优质产能、好的产品永远都是稀缺。行业要摆脱产能过剩的阴影，就需要有更优质的服务、更智能的产能、更广阔的市场空间，而智能制造为这些积极因素的出现提供了可能。”

工业云改造决策

在工厂的智能化转型中，人们看得见的是车间里新增的各种智能装备；人们看不见的是这些实体的机器装备，都连接着虚拟的“云”。这是中国制造业智能化转型的“一体两面”：机器在线下转，数据在线上跑。

这就是“工业云”的魅力。邓子畏强调，随着物流网、云计算在生产场景和产品使用场景的渗透，智能制造将推动制造业运作逻辑的根本变革。那就是企业管理将从经验决策、市场预判决策转向基于大数据分析的精准决策。

以格力电器为代表，国内不少制造业工厂已经出现极致的场景：工业机器人在车间转，工业大数据在“云端”跑。不断变化的生产指令数据瞬间输送到智能装备，在一定范围内实现同一批次、不同参数的“柔性化生产”。与此同时，智能装备同时向云端反馈运行状态数据。“工业云”后台的工程师将根据反馈数据判断装备的健康状态，同时依据数据调整生产计划，以达到企业资源最优利用。

据方掩介绍，前述场景下，工程师们主要的工作是设计更完善的生产流程数据，让不同的装备在同一平台实现兼容。

三一重工从2008年就开始依托“工业云”将产品体验做到极致。依靠装载在重工装备中的物联网接口，长沙总部的“工业云”能实时监测三一重工散布全球的23万多台工程装备的运行数据。这些数据能反映工程装备的即时运作状态，方便工程师验证研发设计，推动产品精益求精。数据同时也能显示产品的健康情况，后台可依此对海外的使用者进行预警。

贺东东表示，建设这个云平台，三一重工花掉了10亿元，但每年因此带来的生产性服务却赚回30亿元。

数据的作用还远不止于此。贺东东说，“工业云”更大的用处是帮助三一重工走向海外市场。一方面，基于数据的更好体验能增强海外客户的信心；而另一方面，工程装备的开工率数据可以告诉企业哪些市场有旺盛的需求，这是优化全球供应链的决策依据。

在智能化转型之后，数据和智能装备一样，都是工厂不可或缺的资源。新出台的《智能制造“十三五”规划》十大重点任务之一，便是构筑工业互联网基础，建立健全风险评估、检查和信息共享机制。

不过，对许多工程机械企业来说，没有足够的财力单独搞一套“云”。

为了让更多的企业用上“云”，长沙市政府联合中电集团成立统筹全局的长沙智能制造研究总院，除了决策智库和行业资源对接功能之外，该研究总院关键的一部分工作是建设长沙工业云平台。该云平台将三一重工等重点制造企业原本各自独立的“云”整合到一起，通过政府购买服务的形式，计划对长沙2600多家制造业企业进行智能化改造。

在云平台上，企业可根据需求获得个性化服务。技术方面，可以实现产品设计、生产工艺、机器状态、质量结构等产业的生态管理，提出智能化解决方案；在市场开拓方面，可以让消费者、生产者和商家在云上精准对接，为企业提供订单预测、供应链优化和市场精准营销等预测云服务。

这同样是顶层设计强调的另一项重点工程。《智能制造“十三五”规划》提到，引导中小企业推进自动化改造，建设云制造平台和服务平台；同时加强基于互联网的区域间智能制造资源协同。

邓子畏强调，智能制造不是简单的“机器换人”，而是汇聚政策、资金、技术、信息、服务等要素的系统工程，统一的工业云可作为这一系统工程的载体。

智造人才短缺

从智能化改造开始，工厂管理者就面临一道复杂的课题——人手和装备如何配置。

工厂管理者首先要解决的问题是：智能装备有了，那些为机器设计、编程、运营维护的工程师和技术员从何而来。尽管数控机床、工业机器人系统操作已经变得便捷和人性化，但其运营和维护需要较为专业的编程和机械知识，普通工人干不了。

长沙某家工厂负责人就吃过高等级技工不足的亏：由于懂操作的工人数量跟不上来，摆满了工业机器人的生产线在车间闲置。而一旦自动化生产线在运作中出现故障，如果等不及技术员来修理，只好将生产中的半成品搬回到原来的人工流水线，智能工厂又回到人工生产的时代。

方掩也表示，由于格力电器在长沙的技术人员存在一定的缺口，有时维护设备人手不够，需要从临近的武汉工厂抽调稀缺的专业技术人员，在不同城市间来回“救火”。

笔者走访数间工厂了解到，智能设备操作技术人员的用工缺口在20%-30%，有的工厂甚至更高。

这是当前迫切需要解决的问题。国家在《智能制造“十三五”规划》中提出的策略是，打造智能制造人才队伍，健全人才培养机制，加强智能制造人才培训，建设智能制造实训基地，构建多层次的人才队伍。

从企业实际操作的情况来看，其应对策略更为丰富——不仅有内培，还有外引。一方面大规模对外招聘懂技术的人员；另一方面对机器换下来的普通工人进行培训转岗。

这两种人才机制都不容易。“引智”方面，技术要求相对较高，人才市场上适合的应聘者实际不多，一些工厂开出远高于普通工种的月薪也难奏效。

更多工厂把焦点放在自身员工的培养。其一，这能一定程度解决解决普通工人被机器替代的出路问题；其二，原来的员工对工厂有归属感，培训升级更不容易流失。例如，在格力电器，普通工人晋升，就有管理岗和技术岗两条通道。

华曙高科常务副总经理陈勃生认为，中国制造业大部分处在2.0向3.0过渡阶段，企业布局智能制造要考虑实际企业，不宜搞“大跃进”，让智能装备与技术人员相匹配。

机器不会完全替代人

有观点认为，智能制造的未来将是“无人工厂”、“黑灯工厂”。廖前忠明确表示：“智能制造的终点绝不是无人工厂，至少未来大部分工厂是需要有人的。”

他进一步判断，尽管智能装备的表现在大部分生产场景中优于产业工人，但人工操作在某些场景下依然有比较优势。在工序复杂、动作较多的生产环节，应用工业机器人反而需要付出比原先人工操作更高的成本。

而另一方面，工厂管理者还需要技术工人发挥他们的灵活性。尽管工业机器人能依据不同的生产参数实现柔性生产，但柔性的实现需要系统编程，并且有一定区间，调整起来并不如人类便捷。这使得工业机器人的表现并不那么完美，激烈竞争中的企业需要适时调整生产线，以适应新一代产品的生产工艺。

威胜集团的经验是，在设计生产线之前考虑“复用率”，即在生产参数、流程调整后生产线能否再度启用，这也体现了工业4.0倡导的柔性化。这种逻辑类似交通规划中预留多几条车道，这对工程师的专业技能是极大的挑战。威胜集团工厂的智能化生产线整体的“复用率”达到80%-90%，表现较好的生产线能生产4种不同规格的产品。

不过，廖前忠也表示，工程师的技能是有上限的，同时柔性的提升也意味着成本的增加。因而，更好的办法是把操作工人留下，而不是一味用机器替代工人。

基于成本控制的逻辑，一些在实验室中可以实现机器代人的生产环节，企业并不会真的撤换技术工人。

笔者走访的多家工厂，其机器换人主要应用在搬运、码垛、上下料等简单物理运动，以及喷涂、打磨等具有危险性和高精度加工的场景中。而在装配、监测等传统工种工位上，依然呈现年轻工人沿着传送带一字排开作业的景象。

陈勃生分析，无人工厂之所以不多见，一方面是中国工业发展程度使然；另一方面则是因为企业向智能制造转型本身是市场行为，讲究投入产出比，选择最符合企业利益的方案。因此，智能制造并不是装备越先进越好，也不是工人越少越好，而是看是否真的帮助企业节省成本、实现利益最大化。