毫無疑問,智能制造是當下的熱詞,即使再遲鈍的耳目,也經常處于智能制造語境的輻射之下。而在制造業——“智能”作為定語所修飾的中心詞行業,正因為“智能”的出現和到來,進入了一個巨大的轉折期和革新期。
作為熱詞的“智能制造”雖然無孔不入,但很多人的認識也僅限于字面意思所在,并不知道這四個字背后究竟存在著怎樣的變革、曲折以及飛躍。要深刻了解和理解智能制造,只有走入制造企業內部,走進他們的工廠、車間,你才能窺得其中真諦。
如果你足夠幸運,走進了一家對智能制造理解深入且身體力行的企業,你將看到一副足夠震撼的智能制造圖景,并在某個剎那突然靈光一閃——原來這就是智能制造。人們對新事物的理解有時候并不困難,只要找到那個恰到好處的“注角”,一切將豁然開朗。
煙草制造作為制造業的重要組成部分,近年來圍繞智能制造做了很多的構想和規劃,也有諸多卷煙工廠提出了智能制造目標,但究竟煙草智能制造的推進情況如何,達到了怎樣的水平,呈現出了怎樣的圖景,似乎還是有些模糊。特別是對煙草持有偏見的人,可能并不“買賬”——不就是造個香煙嘛,需要智能制造這么高深技術的加持嗎?
帶著一探究竟的心態,筆者來到了地處中國華東腹地的安徽中煙工業有限責任公司。為什么選擇這家企業,其下屬的合肥卷煙廠在近幾年頻頻以智能制造“出圈”,吸引了來自煙草行業以及國家主流媒體對其智能制造推進的報道和關注,進入工廠的人們感嘆,它并不像一家傳統卷煙制造企業,更像是一家活力四射的互聯網科技企業。
是什么樣的思想、觀念抑或規劃,打造出了這樣一座“智能工廠”?筆者最初想到的是,答案應該就在工廠、在產線上,但深入交流后,筆者想帶領大家首先向上溯源,站到一個更高的層面上去理解這一切,也許你就能看到真正的煙草智能制造圖景是什么樣子的。
智能制造首先是認知上的突圍
提起智能制造,很多人僅僅認為是一種技術上的加持,或者說更多是從技術層面去進行的變革。但實際上,根據《智能制造能力成熟度模型》國家標準中的規定,智能制造需要企業從人員、技術、資源、制造4個能力要素方面來進行提升和應用,而這4大能力要素又進一步細化為多個能力域和能力子域。由此可以看出,智能制造并非孤立的技術變革,而是涉及到企業方方面面的系統性變革。
既然智能制造是一項需要系統性推進的工作,它就不是一項可以在某個部門或者某個項目主導下就能夠達到的目標,相反它需要多個部門的參與和配合,需要不同崗位人員的協同推進。
面對這樣一項系統性工程,一個突破制造企業人員傳統認知的新事物,任何忽視全局直接切入到細節上的工作方法,可能都是不夠長期主義的。如何把握智能制造的這種全局性?對于安徽中煙來說,他們給出的不同普遍認知的答案,首先就是轉思維,實現認知突破。
為什么將“認知突破”放在如此重要的位置,時任安徽中煙信息中心主任的潘峰認為,這就是首要解決大家對于數字化和智能化如何認識的問題,也就是我們前面提到的,智能制造究竟要以一種全面、系統的方式去推進,還是基于制造產線不同點上需求所進行的“點智能”推進。
安徽中煙會如何選擇呢?
在過去很長一段時間,卷煙廠技術改造大幅提升了裝備、控制系統的數字化能力,為智能制造工作的開展奠定了堅實的基礎;同時,產品的高端化、管理的精益化,提出了更高的產品質量保障、生產柔性化、供應敏捷化等方面能力;加之技術進步催生了智能制造場景整體性的應用,比如在車間里機器人代替了傳統的體力勞動。
這些智能化的探索和嘗試,也在進一步深化著安徽中煙對于智能制造的思考。正是基于這些思考和積累,安徽中煙在進入“十四五”后在智能制造大踏步前進之時,最終選擇以一種體系化的思維去推進智能制造這項工作。
安徽中煙嚴格按照《國家智能制造能力成熟度模型標準》布局自己的智能制造工作,規劃層面包括人員、技術、資源、制造4個能力要素,這些能力要素又細分為組織戰略、人員技能、數據、集成、信息安全、裝備、網絡、設計、生產、物流、銷售、服務10個能力域。以此標準為指引,安徽中煙智能制造在生產的各個環節系統有序推進。
安徽中煙在智能制造上的“認知突圍”,也進一步體現在其對智能制造的頂層設計上。既然已經認識到智能制造是一項系統性推進的工作,也就是說安徽中煙未來追求的是全局智能,并非只是點智能,這就決定了其頂層設計必須要對未來全局智能全局協同目標做到關注和響應。
安徽中煙將智能制造頂層設計納入到“十四五”網絡安全和信息化規劃中,在這個規劃中,他們提出建設“數字中煙”和“智能工廠”兩大主體。為加快規劃落地,指導卷煙廠開展智能工廠建設,安徽中煙啟動了5個“領航者計劃”。安徽中煙智能制造的頂層設計就是以這5個“領航者計劃”所推動的5個攻關課題為引領。
5個課題的成果就是5份白皮書,它們就像是5塊“拼圖”,拼在一起就是安徽中煙智能工廠的總體架構,也是進行智能工廠建設的一個頂層設計。
目前,工控數字基礎平臺和協同制造中心技術白皮書已基本完成,工廠數據架構與治理、智能集控中心和工業互聯網安全技術三個白皮書在2023年底前全部結題。
對照《智能制造能力成熟度模型》標準中對于智能制造能力要素的具體要求,我們可以看出,安徽中煙的智能制造頂層設計很好地響應了“集成”、“數據”、“裝備”、“網絡”以及“信息安全”等智能制造主要能力域。
清晰的智能制造頂層設計,離不開安徽中煙從整個企業高度對于智能制造的重視和積極推進,將其納入到“十四五”網絡安全和信息化規劃中,設定目標——“到2025年,5家卷煙廠全面建成智能制造體系的數字基礎,先進卷煙廠具備智能制造能力,企業總體智能化水平顯著提升,數字化、網絡化、智能化進一步發展,企業市場營銷、技術研發、智能制造、供應鏈協同、運營管控和物流現代化能力進一步加強,安徽中煙總體達到行業數字化轉型先進企業水平。”可以說,安徽中煙的智能制造已經成為企業全局性發展中的重要一塊,形成了從認知轉變到頂層規劃的系統性推進,這對于一個進入智能制造轉型之路的企業來說,無疑是最大的幸運和正確。
智能制造是對“數字化、網絡化、智能化”的融合打通
數字化、網絡化、智能化已經成為新一輪科技革命的突出特征,也是新一代信息技術的核心。數字化為社會信息化奠定基礎,其發展趨勢是社會的全面數據化。數據化強調對數據的收集、聚合、分析與應用;網絡化為信息傳播提供物理載體,其發展趨勢是信息物理系統(CPS)的廣泛采用;智能化體現信息應用的層次與水平,其發展趨勢是新一代人工智能。
對此,推進智能制造的安徽中煙,不能不去思考、理解這三者的關系以及如何在卷煙制造工業中落地。對于數字化,他們首先理解為卷煙工廠的所有業務環節及所有實體在運轉過程中產生的數據,也就是全面數據的采集,這是最根本的基礎。就像前面提到的,數字化的發展趨勢是全面數據化,但數據化更強調對數據的收集、聚合、分析與應用。對于安徽中煙來說,這就是一個“業務數字化、數字業務化”的過程。
煙草行業其實一直有數據采集的傳統,但過去的數據采集范圍、頻率和即時性都很有限,大部分為結果性數據,像產量、消耗等,而制造過程中的數據采集基本沒有涉及到。但是從智能工廠建設角度來看,假如想做到設備的預防性維修維護,那么就需要針對設備運轉過程中的振動幅度、溫度等更多指標進行更精細的數據采集,而且要保持較高的采集頻率,這樣才可能達到一個全面數據采集的目標,在這種海量采集數據的基礎上,才能夠形成算法模型之上的智能控制。
近幾年,安徽中煙高度重視數據資源價值,一方面集中采集和匯總社會、行業、企業數據,另一方面加強數據資源開發利用,在這個過程中也注重不斷提升全員數據應用意識。安徽中煙還積極推動數據驅動業務理念的落地,將數據和KPI結合起來,將相關領域數據分析成果和監控預警數據實時推送到相關部門和人員,充分發揮數據的指導性和驅動力,通過不斷挖掘數據應用價值,不斷提升數據分析的深度和廣度,數據資源在安徽中煙業務管理優化和宏觀管理決策中越來越體現出重要價值。
在數字化轉型深入推進的過程中,網絡化不可忽略。沒有網絡化,數據便不能流動。人們過去經常講“數字孤島”、“信息煙筒”,恰恰是對沒有形成流動的數據的一種形象比喻。前面提到,我們當下的網絡化是指為信息傳播提供物理載體,其發展趨勢是信息物理系統CPS的廣泛采用。CPS在工業4.0、工業互聯網中被大量提及,它是智能制造的基礎,是實現工業4.0等戰略的關鍵技術之一,是全球新一輪產業變革核心技術體系的重要支柱。如同互聯網改變了人與人的互動一樣,CPS將會改變我們與物理世界的互動。
安徽中煙合肥卷煙廠是煙草行業CPS項目的試點企業,以此為契機,安徽中煙大力推進5家卷煙工廠智能化建設。以合肥卷煙廠為代表,搭建了數據平臺、數字孿生、創新應用三大模塊為主的工業互聯網平臺架構,全面采集和匯聚生產、質量和設備數據,充分挖掘數據的應用價值,推動工廠管理實現由“經驗”向“模型”轉變、由“人控”向“智控”轉變。
同時,合肥卷煙廠還積極探索5G AI、視覺識別、智能算法等在制絲線智能檢測、煙包外觀缺陷智能識別等方面的應用,以新技術賦能卷煙高質量生產。
數字化和網絡化在智能制造中各有側重,而兩者的推進也為真正智能化的到來提供了基礎。而智能化解決的是數據如何流動的問題,它不是人為的干預,或者說它要盡量減少人為干預,實現數據自動流動,這種自動流動建立在設備與設備之間,設備與人之間,通過統一的數據編碼標準和標簽解釋體系,再基于數據模型和算法,使這些數據最終對生產控制和決策產生價值。
總體來看,其實數字化、網絡化和智能化是環環相扣、互為基礎甚至是互相融合的過程。安徽中煙正是因為理解了三者之間的深刻關系,才能在智能制造這條新路上走得如此深入和徹底,也許當下距離真正的智能制造尚有距離,但他們呈現出的智能制造圖景,是具有前瞻性和參考性的。
篤行致遠 2024中國煙草行業發展觀察