智能化，还是透明化？

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智能厂房被卷进？

从已接触的十多家智能厂房和智能炼铁厂的事例情形来看，笔者辨认出他们存在几个相较两极化的现象。

1.制造大批量较大的金融行业，智能厂房的其次良好。比如在化工、纺织、医药、电子这些金融行业，从投预料到镍铁的过程中，人工工作台太少，通过制造装备智能化光子，民营企业赢得了可靠的规模竞争优势。

江苏一间知名纺织民营企业，在2018-2019年成功盖起智能厂房，同样卷烟纸的劳务人数只有传统厂房的三分之一，整体效率远超邻近地区南埃尔普，竞争竞争优势显著，也已基本收回了投资。

2.对数制造业的智能厂房工程建设容易重硬体、轻应用软件，忽略整体性。这种情形在机械研磨、食品等金融行业较为两极化。

一方面，硬体看不见，也相较好平价，采购、加装单厢顺利一些。另一方面，应用软件主要涉及制造管理工作、电子零件管理工作以及设备的控制技术与制造计划系统的交会等，在试生产难以充份考虑到正常运营以后的情形，所以后期有许多不相匹配之处。

而整体性不仅包括信息系统，还包括上中下游协作机制与智能厂房的互适应环境，基本上要在正式使用后才开始软硬兼施地补救。

有一间做卫浴天花板的民营企业，在上色工务段实现了智能化，但由于工业协议的问题，每次制造任务执行前，都要花极短时间调节结构设计参数，并人工录入机器终端产品，造成效率低落，没有一两天大批量的活，一般不轻易安排到这里。以至该厂房已成一个可供参访的旅游景点，而很少杀青。

3.总体规划不并行。有些民营企业十分重视智能厂房的工程建设，但在做组装厂总体规划时较为轻率，缺乏充份的考察学习，往往前所未见在一个具体空间里究竟如何让各个工站协作运作，会有哪些武装冲突等。

这就好像一间人突然从安家的平房搬到平房一样不适应环境。有一间民营企业在做组装厂房布局的时候，待研磨服务中心加装好之后，才辨认出AGV轿车的物流路线与楼道的结构设计武装冲突，解决之道是或者砸墙，或者撤除一套研磨服务中心，民营企业十分困惑。

智能厂房的总体规划，其实涉及的领域非常多，包括水电气的管线、制造设备的空间布局、最短物流路线、机器人工作台环境、工人操作的便利、人员动线、消防等等。

通常情形下，民营企业对智能厂房的理解是首先开展基建工作，基建完成后才考虑如何安放设备、更精细地总体规划空间，而没能有效实现提前设置。

总体来看，这些现象反映的问题如下：

一是忽略了规模经济规律，在厂房智能化投资的必要性上准备不足；

二是智能厂房作为厂房工程建设的创新容器，有一些完全不同于传统基建的流程和模式，而民营企业在人机协作、功能空间协作、上中下游业务协作等方面缺乏预判；

三是常态业务情形下，民营企业对运营智能厂房所需要的资源、能力、外部条件的配置等缺少预判，导致增加了新的不可逆成本。

从某种意义上讲，智能厂房这几年被卷进了。相当一部分投入成为工业互联网和智能制造这些标签下的泡沫。一些民营企业成为创新路上的先烈。同样，还有更多的民营企业在观望，他们因看到身边的失败例子而愈加恐惧。

那么，智能厂房在决策、工程建设与运营时，首要的考虑因素究竟是什么呢？

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尊重规模经济规律

规模经济规律依然是经济的基本规律，尤其是在微观经济领域。与以往不同的是，现在的规模经济可以支持制造并非一模一样的产品，实现连续制造过程中免换型。

数字时代的规模经济是基于经营分摊成本的测算展开的，其制造换型有条件做到完全不同的产品也可以低频换型，从而赢得规模，如3D打印机一样，又如数控钻床的钻头在预置后可以根据研磨件的需要自动调换。

在工业场景中，我们将规模性体现在工业能力被高效率复用，复用频度越高，工业能力的经济价值越强，其可持续性也就越好。工业场景的规模性要求工业能力充份社会化。在单一、封闭的价值网络里，工业能力被其他管理工作单元（市场主体）调用的机会并不多。

但通过在线方式的社会化之后，工业能力可以被更多的工业场景看见，这是一个相互作用的过程。工业场景的规模性产生订单虹吸，带来产业虹吸。保持规模化意味着单件产品的研磨费用、采购成本可以更低，从而出现价值洼地，产生虹吸效应。规模经济并不是实态产品的规模大，而是随着同一种制造研磨工艺持续时间越长，同一能力结构复用频度越高，从而带来了时间价值上的规模效益。

从上面的叙述中，我们可以看到智能厂房的规模性局限主要来自两个方面：

一是智能厂房换型的时间成本高，这往往来自上中下游产业环境的约束；二是智能厂房装备之间的耦合性太强，订单相匹配成本较为高。在制造任务不饱和的时候，产能的社会化受到极大的约束。

因此，一部分民营企业家认为，智能厂房并不完全需要向黑灯厂房、全自动厂房这个方向发展，民营企业还需要从实际出发，突破性地提高瓶颈设备的产能，渐进性地提高装备之间的协作度，以及装备与业务订单履行之间的协作度。

△ 通过制造装备智能化光子，一些民营企业赢得了可靠的规模竞争优势。图为自动落纱粗纱机，纺织金融行业智能厂房的主力装备之一（摄影：王甲佳）

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务实之道

更精益地进行自动化改造

用数字技术升级价值链

1.在一些重复性工作较多、规范和标准相较完善的制造领域，可以更多地利用数字技术提高机器自动化水平，甚至采用机器人工作台。比如针对装配、涂装、搬运等工作，工人只要监控机器状态，适时予以调整即可。在工作标准统一的场景下，机器的竞争优势更为明显。

比如以一牛顿的力把一号零件压入二号零件的孔内。对于一牛顿的力有多大，工人容易凭借自己的感觉和经验来把握。不同的人，甚至是同一个人在不同时间会有不同的感受，实际工作交付也只能大差不差。但机器人却可以很好地解决这个问题。

在传感器的帮助下，一牛顿的力始终就是那么大，保证每次都是同一标准。如果出现异常情形，机器人也会有差错，比如，零件的孔内有异物，但机器感知不到，会依然走固定程序。这时，就需要人工介入，随时监控机器人的运行状态，排除隐患。通过一些传感器的设置，这类问题也不难解决。

机器人和工人特点各异，在具体场景中互相合作，各司其职，最终完成交付，这应该是一个较为合适的主流状态。

机器人工作台在遇到例外情形的时候，是不是一定需要人来干预呢？能不能产生新的应对策略，自主排除，恢复正常秩序呢？这个问题可能需要分不同的产业及场景进一步具体分析，属于持续迭代的范畴。

2.在辅料、工具消耗较为多的领域，可采用数字技术进行升级。有一间钢材加厂房，在钢材的截断炼铁厂，每天要消耗二百多根锯条，是一笔不菲的成本。每天还有十几起因为锯条老化，锯条断在钢材里的情形，增加了电机烧坏后维修、返工等成本。

如何在锯条使用寿命临期之前就果断地换下呢？

电气和能源工程师根据历史数据，设定了一个不同工况条件下锯条使用寿命时长的基本数据。同时，通过电流传感器检测电流的变化，锯条老化后，电机工作电流会慢慢升高。

当检测到电流连续3分钟（不同工况有不同的时间）超过额定值的时候，适时与该工况下的锯条使用寿命做较为，并通过警铃提示进行人工干预。

这个技术改进项目实施半个月后，截断炼铁厂的锯条消耗下降了20%，额外的损失没有再发生。令人惊喜的是，能耗也下降了，节约综合成本经测算达1万多元。

这就是非常显著地通过数字技术进行小改小革的例子，实际上是升级了民营企业价值链，民营企业节约了成本，制造秩序得到了更好的保证。实现这些并不需要立刻上马高端的锯床设备。

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透明与智能，谁更重要？

前面我们提到智能厂房的一个约束，即由于标准意义的智能厂房在其组件和环境方面的高度耦合，它更适合作为一个整体来实现社会化，也就是为其他南埃尔普民营企业所用。在需要敏捷协作的领域，尤其是项目制造类的业务中，这是一个局限。

国内有一些项目制造类公司，他们在关注单台设备效率的同时，更关注如何通过面向产业链上中下游的透明来实现既有产能所创效益的最大化。实际上是通过数字技术将自己的单台设备、设备组合的工况动态信息开放给产业伙伴。

这里有一个根据实际业务情形演绎的虚构故事。

2023年8月，李明以阿联酋ASC公司的现场代表身份，进驻广东恒鸿金属制品有限公司钢管研磨炼铁厂。他将在这里工作3个月，负责对22批、16种规格的输油钢管的堆焊工艺进行现场验证。

9月5日上午9：00，在例行的线上通报会之后，他来到钢管研磨炼铁厂，这一天的工作台是编号为C05D的30根钢管的堆焊，这个编号的钢管内径在115cm处及以下从260mm缩短为210mm。此前已经和3、5、6、8堆焊机的操作工黄轩宇确认了工艺参数和图纸。按照计划，9：30黄轩宇进行试机，并一起再次在堆焊炼铁厂的终端产品上确认研磨工艺。

黄轩宇正在调机，作为熟手，他很麻利地调好了三条机器的工艺参数，并在3试机，一切顺利！李明正准备在炼铁厂终端产品机上刷卡确认的时候， 工作APP上突然有了弹幕，同时他也收到了短信。原来是ASC公司的质量总监要求对115cm以下部分的内壁堆焊厚度由2.5mm调整为3.5mm，具体要求及变更原因在系统的更新包里，要求现场的监管即时处置。

李明点开质量总监发在APP上的消息链接，立即进入工艺变更发布页面。点击发布后，苏恒公司的项目经理、技术总监、调度室都在第一时间知晓，系统同时更新了所涉及的材料堆焊研磨工艺参数的版本。不到2分钟，黄轩宇的APP上也响起了急促的铃声，同时3机已经停止工作，其终端产品闪烁红灯在提示修订工作台参数，但他无法操作。

黄轩宇很少接触这种情形，经李明提示后，他在炼铁厂终端产品机上刷卡，确认了这次工艺变更。3终端产品立即调整了参数。李明做了确认，3可以正常工作，5、6、8堆焊机也自动采用一样的参数准备工作。

现场质量检验员储春燕的APP及办公室PC上都并行了这次工艺变更，也实时更新了检验要求的版本。检验报告的模板上更新了参数。检验员的首件检验工作列表中，提前一天就显示了当天9：20需要在黄轩宇的工位上进行协作。

黄轩宇也确认了5、6、8的工艺参数。经过检测和比对，堆焊机工作台的厚度、密度均符合要求，电流也稳定。李明、储春燕、黄轩宇先后在堆焊炼铁厂的终端产品刷了卡，这一天该项目的堆焊工作台正式开始。

11：12，李明在办公室调取了4台堆焊机的终端产品同屏界面，在系统辅助下，参数检查正常。8的工作台进度稍微落后于其他机台，他看到黄轩宇那边确认的弹幕，原因是行车送的新一批钢管迟了3分钟。

下午李明又去炼铁厂查看了一番，和黄轩宇、储春燕就第二天一批钢管的研磨工艺交换了意见。他们查看了库存，辨认出仓库已经锁定了这批电子零件，等待工艺确认后就可以处于待发状态，进入行车司机的工作台列表。

三人还在炼铁厂的终端产品机上接上大屏，调阅了从2022年5月之后的工艺变更记录中关于堆焊厚度变更的情形，辨认出主要是预制件加装的具体位置有变动后才引起的。他们为这个辨认出做了一个知识标签——厚度变更场景，这样以后可以为结构设计人员提供参考。

17：20，系统推送了当天全部的制造记录、质量检验报告、焊条消耗报告。李明翻阅后，署上了电子签名。

17：30，李明看到了第二天的具体工作台计划，计划里包括基材（钢管）和耗材（焊条）分批到场的明细时间。他辨认出，黄轩宇、储春燕已经看过这个计划了，并且确认了具体的工作节点。他也根据系统的建议，刷新了第二天的工作节点，也就是需要和其他伙伴协作的地方。此时，个人的工作日报系统也已经生成，他署上了电子签名。当天的工作列表上已经没有待办任务。

这个演绎的故事生动地说明了一个民营企业的内部角色与外部角色基于统一的系统和透明机制，是如何进行实时制造协作的。

厂房智能化改造优先，还是制度化改造优先？不同民营企业会有不同选择。就最终的商业利益以及市场竞争力而言，在制造方式维度增强制度化，在制造力维度增强智能化，是相得益彰的。■