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进击的“灯塔工厂”:3000台桩机的数字化之旅
来源:树根互联2021.10.27
以下文章来源于深响 ,作者文琦
然没有蒸汽机、发电机、内燃机这样的标志性发明作为标记点,但人类的工业进程毫无疑问地来到了一个新的十字路口面前——信息化时代,依托着日益成熟的大数据、物联网、5G等技术,工业与数字化的拥抱会释放出几何级的能量,智能制造的命题被写进了诸多国家的核心战略当中。
 

 
 
这对于中国来说更是格外关键的一步。尽管中国已连续11年成为世界最大的制造业国家、世界的工厂,但中国制造之下,一些副作用也浮现出来——大而不全,全而不优,相较美、德、日等制造业强国,卡脖问题不容忽视;与此同时,随着人口老龄化、劳动力成本提升,仅靠人口红利实现高速增长的日子一去不复返,国内制造业需要找到新的引擎,产业升级迫切。
 
一方面是时代浪潮下智能制造的快速迭代,一方面又是数字化转型道路上的诸多难题,这时候行业需要更多的成功样板作为强心针、领航员助力更多人理解、践行中国造的方法与理念。
 
今年9月,世界经济论坛正式发布新一期全球制造业领域灯塔工厂名单。素有智能制造奥斯卡之称的灯塔工厂,是由达沃斯世界经济论坛和麦肯锡咨询公司共同遴选的数字化制造全球化4.0”示范者,代表当今全球制造业领域智能制造和数字化最高水平。而这些入选的灯塔工厂,则均是在第四次工业革命尖端技术应用整合工作方面卓有成效,堪为全球表率的领先企业。
 
幸运的是,在全球总计90家灯塔工厂中,中国成绩单出色,占了31家。其中,三一重工北京桩机工厂成为了全球重工行业首家获认证的灯塔工厂
 
众所周知,制造业是苦活累活,上下游产业链庞大,现实业务场景多样复杂。三一重工北京桩机工厂的探索或许可以给我们以启发:智能和机器的边界如何打破?设备们如何走出数据孤岛?如何进一步提高生产效率?
 
在工业智造的深水区,一切都变得不同。

灯塔工厂
三一重工桩机工厂内部

 


01

打破智能和机器的边界

解码灯塔价值
 
桩工机械作为重型装备,生产模式属于离散制造,品种多、批量小、工艺复杂,工件又大,比如钻杆,最长的种类有27米长、8吨重。各个零部件的加工过程相互独立,生产设备繁多,各生产线难衔接,而且早期网络和信息化技术老旧,对改造优化带来很大限制。
 
这也是制造业企业普遍存在的问题,导致设备成为一个个数据孤岛,互联互通壁垒难以打破,如何让制造数据流通起来是头等大事。
 
三一重工的桩机工厂部署了上行容量1Gpbs/万平米以上、单终端达到300Mbps以上,时延在20ms左右的5G虚拟专网。5G有大带宽、广连接、低时延、高可靠等特性,使得工厂实现了8个柔性工作中心、16条智能化产线、375台全联网生产设备、上千台水电油气仪表的全连接,机械制造的全流程高效地互通起来。
 
作为核心的FCC(工厂控制中心)可以将订单快速分解到每条柔性生产线,每个工作岛,每台设备,每个工人,实现从订单到交付的全流程数据驱动,有效盘活了生产要素。
 
而如果说FCC是工厂的「大脑」,依托树根互联的根云平台,由设备和5G摄像头等组成36000个数据采集点,成为了工厂的「眼睛」。
 
树根互联是一家专注打造工业互联网操作系统——根云平台,为工业企业数字化转型提供新基座。截止目前,根云平台连接超90万台的高价值工业设备,覆盖了48个工业细分行业,为超过60个国家和地区的工业企业提供低门槛、低成本、高可靠的全价值链数字化转型服务,场景涵盖智能研发、智能产品、智能制造、智能服务、产业金融等。
 
在树根互联的赋能下,设备的运行不再处于盲区,通过大数据的算力,实时计算,生产能力得到极大优化。
 
灯塔工厂
柔性焊接岛


 

当然,生产效率的提高还体现在自动化、无人化上。

得益于精准授时、低时延的5G专网和slam定位技术,工厂内的AGVAutomated Guided Vehicle)小车可以自动化进行物料搬运和上下料。除了智慧物流,在生产中,工业机器人也在焊接、装配等环节中也协同人力去干劳累和危险的工作。在工厂中,8台激光切割机只需2人巡检,加工任务的开始、复位、寻边操作均可远程无人化操作。
 
在传统的工业制造场景中,机器轰鸣,各种刺鼻的味道充斥鼻腔,工人们满身油污,冒着风险干活,但生产效率始终有天花板。智能机器人的高效运行大大释放了人力,工人们得以从危险多、重复性高的劳力劳动和体力劳动中解脱出来,去做更有价值的工作,这也是每一次工业革命对生产力带来的意义。
 
工厂需求重点从普通工人转向高层次高技能的工程师,释放出的人力又意味着更多创新,人均产出提高,以三一重工的桩机工厂为例,2020年,人均产值已达到1072.8万元。
 
这一方面解决了制造业企业长期面临的用工难问题;另一方面,从更高维度上来说,人才升级也是实现共同富裕目标不可或缺的解法。
 
灯塔工厂
柔性装配岛
 

 
 
数字化转型升级给桩机工厂带来的效益是直接的。
 
灯塔工厂生产节奏明显加快,数据使能的高度柔性生产让工厂焊接、装配、机加等核心工序作业效率分别提升130%、100%、68%,在同样的厂房面积产值翻了一番。先进的人机协同、自动化、人工智能和工业互联网技术,将劳动生产率提高85%,将生产周期从30天缩短至7天,减少77%。一台旋挖钻机现在只需7日就能完成交付。
 
除了生产效率的问题,灯塔工厂给重工行业的节能减排贡献了解决方案。正是通过设备的连接,数据的实时监控,能源消耗情况得以可视化,让核算和管理成为可能。加上生产制造工艺的能效精打细算和设备的节能优化,截至到2021年,工厂减少二氧化碳排放3977.25吨,排放量同比下降30.5%
 
第一次工业革命的本质是蒸汽机进入生产领域,人们学会用热能转化为机械能;第二次工业革命是电气时代的来临。第三次工业革命不再是能源动力的革新,而是信息时代将人们更紧密地联系在了一起。
 
每次工业革命带来的是生产力的大幅提高,新的国家站上历史主舞台。从后置的眼光看,现在的制造业企业或许已经站在第四次工业革命的巨浪之中,5GAI等高新技术组成的工业互联网成为新动能” 



02

工业的一小步
经济民生的一大步
 
工业从来不只是轰鸣不停歇的机器和冷冰冰的数字,工业的每一小步,作用到国家经济和民生上,都是前进的一大步。
 
就拿桩机这样的工程机械来说,在道路施工、码头修建、近海工程以及楼房地基修建等等基础工程中都会广泛应用到。桩柱插入底层,最终与地面建筑框架紧密连在一起,对地面建筑物起到支撑作用,决定着我们住的房子坚固与否。
 
相比消费互联网发展中百花齐放的新应用、新业态,基建更像一个更为沉稳的无名英雄,却支撑起了一个大国的崛起,而工业互联网正在一次次刷新中国基建的名片。
 
2012年,大洋彼岸的通用电气公司(GE)第一次提出了工业互联网的概念,解释是““工业互联网,就是把人、数据和机器连接起来,率先开启了工业变革。工业互联网浪潮迅速席卷世界,国家层面上也将国家层面上也将工业互联网的发展纳入政策重点,比如在德国,更常见的提法是工业4.0” 
 

 
 
在中国,工业互联网是新基建的重要组成部分,成为数字中国建设的必要之路。2018-2020 年是工业互联网发展的三年起步阶段,5GAI等技术的发展作为核心动能,加上宏观政策上持续的推动引导作用,目前中国的工业互联网已基本走完了从概念普及到实践生根的发展过程,开始驶入深水区。  
 
在今年3月出台的十四五规划和2035年远景目标纲要中,关键核心技术实现重大突破,进入创新型国家前列已作为到2035年的重要目标。纲要第五篇加快数字化发展 建设数字中国则明确指出,迎接数字时代,激活数据要素潜能,以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革。而工业互联网正是数字经济重点产业之一。
 
据《中国工业互联网产业经济发展白皮书(2021年)》前几日发布的数据,2020年,我国工业互联网产业增加值规模达到3.57万亿元,名义增速达到11.66%,预计2021年,工业互联网产业增加值规模将达到4.13万亿元。
 
同时,工业互联网产业增加值规模占GDP比重呈现稳步增长趋势,预计2021年,工业互联网产业增加值规模占GDP的比重上升至3.67% ,工业互联网逐步成为国民经济增长的重要支撑。


 
 
在此背景下,各种工业互联网平台在华夏大地上百花齐放。
 
从福田康明斯到三一重工,树根互联服务的企业频频斩获世界灯塔工厂认证。通过服务数百家各个垂直领域的工业企业,树根互联的根云平台已吸收了各类工业企业的需求,在平台当中沉淀出足够多可配置的模块和服务。目前,其平台先进性持续获得海内外专业机构的广泛认可。
 
1019日,全球著名IT研究机构Gartner发布《2021全球工业互联网平台魔力象限报告》,树根互联旗下根云平台连续3年、再次以唯一一家中国工业互联网平台身份入选。从三年来在魔力象限中的位置变化可见,该平台的前瞻性与执行能力愈发突出,稳居特定领域的佼佼者,代表着中国工业互联网在世界舞台上的新坐标
 
三一转型之路与中国的工业互联网进程交织,如今看到的灯塔工厂正是成熟的果实之一。而这仅仅是个开始,前方是整个行业的变革,即中国制造业的明天。随着树根互联持续深入工业,理解、试验各个真实的一线场景,积淀工业大数据,推动工业机理的不断沉淀与复用,完善通用性平台的搭建,也将推动更多中国灯塔落地,引领世界前行。
 
据了解,树根互联正通过通用平台+产业生态P2P2B模式,与行业龙头企业、产业链创新企业等生态伙伴的行业经验和应用场景相结合,打造了20个产业链平台,帮助更多工业企业尤其是中小企业转型,培育更多专精特新小巨人,合力推动供应链产业链现代化升级。
 
变革不是一蹴而就的,过程中总是伴着阵痛和不可避免的弯路,但每一次变革都更明确地代表了未来的方向。这便是灯塔的领航意义。
 
 
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