2030年未來工廠藍(lán)圖是怎樣的？

　　部件制造

　　部件制造將具有更大的靈活性、更好的工作條件，并從中受益。例如80%的汽車行業(yè)調(diào)查對象提到了去中心化生產(chǎn)指導(dǎo)的相關(guān)性，尤其提到了2030年未來工廠機(jī)器參數(shù)的自動調(diào)整。幾乎所有調(diào)查對象均指出了機(jī)器與產(chǎn)品之間通訊時的靈活性提升問題。生產(chǎn)凸輪軸時，蒂森克虜伯公司為每一凸輪軸分配了一個數(shù)據(jù)矩陣代碼，代碼中包含產(chǎn)品數(shù)據(jù)。產(chǎn)品機(jī)器對每一凸輪軸代碼進(jìn)行掃描，并在執(zhí)行制造任務(wù)前，對其參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。此外，超過70%的調(diào)查對象表示，到2030年時，增材制造(一般稱為“3D打印”)將與部件制造相關(guān)。其中，提到的增材制造的用途不僅有打印原型，而且還有打印各種工具和零部件。

　　沖壓車間

　　沖壓車間的設(shè)備效率將大大提高。93%的汽車行業(yè)調(diào)查對象提到了2030年預(yù)見性維護(hù)的相關(guān)性。實際上，大部分調(diào)查對象已經(jīng)實施了其第一次預(yù)見性維護(hù)，或者正在計劃在未來兩年內(nèi)實施。德國舒勒集團(tuán)研制出了一款機(jī)器人，不僅可以沿著沖壓線移動零部件，還可以對各種部件的情況進(jìn)行監(jiān)測并提前發(fā)送給工人的更換零件的信號測。Fraunhofer IWU正在開展一項研究，目的是確定如何才能使沖壓機(jī)根據(jù)其接收到的原材料具體特點信息，采取糾正性措施。85%的調(diào)查對象認(rèn)為，到2030年時，能效將具有相關(guān)性。斯柯達(dá)汽車公司將安裝能耗比傳統(tǒng)系統(tǒng)低15%的沖壓線，對沖壓期間釋放的能量進(jìn)行回收。

　　車身車間

　　各汽車公司正在采用新技術(shù)來提高車身車間的靈活性。超過80%的汽車行業(yè)調(diào)查對象表示，到2030年，智能機(jī)器人及生產(chǎn)模擬將與車身車間密切相關(guān)。汽車制造商已經(jīng)在利用可以與車身進(jìn)行通訊并根據(jù)接收到的信號相應(yīng)地調(diào)整自身行為的機(jī)器人，同時模擬還可協(xié)助車間布局的規(guī)劃與配置。庫卡和微軟兩家公司針對生產(chǎn)Jeep牧馬人的車身車間開發(fā)出了一款智能系統(tǒng)，不僅可以連接所有機(jī)器人，而且還可以對機(jī)器人的磨損情況進(jìn)行監(jiān)測。麥格納實施了西門子開發(fā)的一款模擬程序，該程序可促進(jìn)數(shù)字化規(guī)劃，同時還可復(fù)制車間操作流程，例如高達(dá)6個機(jī)器人的互動化協(xié)作。

　　涂裝車間

　　各種技術(shù)將提高能效及油漆工作的質(zhì)量，因而涂裝車間將從中受益。超過1/3的汽車行業(yè)調(diào)查對象表示，到2030年，在涂裝車間中，能效將具有相關(guān)性。例如，在保時捷位于萊比錫的工廠中，保時捷現(xiàn)已采用來自附近生物質(zhì)發(fā)電廠的廢熱，進(jìn)行碳中和供應(yīng)，滿足了涂裝車間80%的熱量需求。將近3/4的汽車行業(yè)調(diào)查對象表示，大數(shù)據(jù)和分析方法也將具有相關(guān)性。大部分汽車公司已經(jīng)在涂裝車間中開始了利用大數(shù)據(jù)。其目的是對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確定導(dǎo)致油漆工作中出現(xiàn)差異的各種因素，進(jìn)而提高質(zhì)量。

　　總裝

　　布局將更加靈活、更具多向性，屆時，總裝將會是最大的受益者。為了滿足客戶越來越高的期望并符合越來越嚴(yán)的政府規(guī)定，汽車公司將不得不日益推出種類更多的車型;多方向式布局將促成生產(chǎn)更多的種類，同時還可維持較高的產(chǎn)量輸出。超過90%的汽車行業(yè)調(diào)查對象預(yù)計，到2030年時，模塊化生產(chǎn)線設(shè)置將在總裝方面具有相關(guān)性，其中，靈活、經(jīng)濟(jì)地更換生產(chǎn)線元件被認(rèn)為是尤其重要的。例如，豐田正在引進(jìn)更小、更靈活的生產(chǎn)線，進(jìn)而減少了生產(chǎn)線的資金投入。85%的調(diào)查對象提到了智能機(jī)器人在最終組裝方面的相關(guān)性。企業(yè)均希望機(jī)器人技術(shù)能有所進(jìn)步，使各裝置能夠執(zhí)行具有高精度要求的任務(wù)。超過75%的調(diào)查對象表示，數(shù)字化工廠物流將具有相關(guān)性。例如，數(shù)字化工廠物流可用于實現(xiàn)工位所需的預(yù)裝配零件的自動補(bǔ)貨。

　　至于工廠工藝，到2030年，精益原則將在整個價值鏈中具有重要意義。2/3的汽車行業(yè)調(diào)查對象預(yù)計，新技術(shù)將加強(qiáng)生產(chǎn)工藝的精益管理和持續(xù)改進(jìn)。例如，生產(chǎn)模擬的利用，將使制造商能夠提高生產(chǎn)效率，進(jìn)而縮短等待時間和工作時間。增強(qiáng)現(xiàn)實(例如智能眼鏡)將能夠顯示操作程序，進(jìn)而協(xié)助操作人員開展組裝與維護(hù)作業(yè)。通過利用先進(jìn)的大數(shù)據(jù)算法對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，制造商將更好地了解每一生產(chǎn)步驟的總體情況，進(jìn)而不斷改進(jìn)生產(chǎn)工藝。僅7%的汽車行業(yè)調(diào)查對象預(yù)計新技術(shù)會使精益管理被時代淘汰。

　　三大驅(qū)動力

　　為實現(xiàn)未來工廠的設(shè)想，汽車制造商必須解決與三大驅(qū)動力相關(guān)的問題：戰(zhàn)略和領(lǐng)導(dǎo)力、員工技能、信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施。公司必須將未來工廠戰(zhàn)略作為公司戰(zhàn)略的有機(jī)組成部分，并按照新的作業(yè)方式改變領(lǐng)導(dǎo)風(fēng)格。制造商還必須注重建設(shè)一支掌握新技能的員工隊伍，以順利完成以技術(shù)為中心的生產(chǎn)任務(wù)。最后，公司必須建立完備的信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，為整個價值鏈的連接性提供支持，同時確保數(shù)據(jù)的安全性。

　　戰(zhàn)略和領(lǐng)導(dǎo)力

　　制造商必須將未來工廠的實施戰(zhàn)略納入公司的整體戰(zhàn)略當(dāng)中，并構(gòu)建組織結(jié)構(gòu)來促進(jìn)嚴(yán)格管理。在汽車行業(yè)受訪者中，有35%認(rèn)為這些問題是組織面臨的重大挑戰(zhàn)。公司必須滿足三方面的組織需求︰

　　戰(zhàn)略和路線圖。未來工廠的實施戰(zhàn)略必須植根于公司戰(zhàn)略之中。大約三分之一的汽車行業(yè)受訪者認(rèn)為未來工廠戰(zhàn)略存在重大挑戰(zhàn)。很多公司缺乏戰(zhàn)略眼光來指導(dǎo)結(jié)構(gòu)化的實施過程。

　　管理。為了實現(xiàn)自己的愿景，制造商必須構(gòu)建起組織結(jié)構(gòu)(如明確未來工廠的指導(dǎo)和協(xié)調(diào)責(zé)任)，并確定所需流程，將未來工廠戰(zhàn)略轉(zhuǎn)化為實施行動。大約三分之一的汽車行業(yè)受訪者認(rèn)為管理是一個重大挑戰(zhàn)，主要問題是部門之間缺乏溝通、責(zé)任劃分不清和管理不到位。

　　新的領(lǐng)導(dǎo)風(fēng)格。汽車行業(yè)受訪者認(rèn)為與專制型風(fēng)格相比，顧問型的領(lǐng)導(dǎo)風(fēng)格對于未來工廠更加重要。以轉(zhuǎn)型和集團(tuán)為導(dǎo)向的領(lǐng)導(dǎo)力也將獲得重視。

　　員工技能雖然更多地使用機(jī)器人和計算機(jī)將會減少裝配和生產(chǎn)中的崗位數(shù)量，但需要信息技術(shù)和數(shù)據(jù)科學(xué)技能的制造崗位數(shù)量將會增加。大約50%的汽車行業(yè)受訪者稱希望雇用更多的信息技術(shù)員工，大約25%預(yù)計信息技術(shù)員工的數(shù)量將會增加10%以上(參閱圖4)。大約三分之一的受訪者表示需要擁有維護(hù)和質(zhì)量控制技能的員工，而約25%稱他們需要生產(chǎn)規(guī)劃和物流方面的人才。這些額外的人力資源將能為新數(shù)據(jù)寶庫的使用提供大力支持。

　　認(rèn)識到未來工廠對員工素質(zhì)的要求更高，38%的汽車行業(yè)受訪者認(rèn)為員工技能是一項主要(“大”或“巨大”)挑戰(zhàn)(參閱圖5)。為確保員工能夠與時俱進(jìn)，公司必須努力提高技術(shù)和社會能力。它們還必須采用新辦法來培訓(xùn)員工，幫助他們掌握必須的技能。

　　技術(shù)能力。制造商在培訓(xùn)或雇用員工時，需要注重他們的技術(shù)能力和背景。汽車行業(yè)受訪者認(rèn)為到2030年，信息技術(shù)、電子和“機(jī)電一體化”(機(jī)械、電子、和信息技術(shù)等綜合技能)方面的技能將更加重要，而純粹的機(jī)械技能將不會得到青睞。

　　社交能力。未來工廠的發(fā)展步伐非常快，因此員工必須愿意而且能夠不斷學(xué)習(xí)新的技能。他們不再是執(zhí)行重復(fù)性的作業(yè)，而是要作為跨學(xué)科團(tuán)隊的成員來參與解決問題。超過90%的汽車行業(yè)受訪者認(rèn)為到2030年，學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊合作、勇于擔(dān)責(zé)和解決問題的能力這四大社會能力都將會變得更為重要。