导语
一条“集烟罩自动冲压成型生产线”上，扁平的钢板经过“打孔”、“塑形”、“剪裁”等环节终成成品走下流水线时，机械臂把它们置放在“身后”的一个平板车上，眼看车就要装满，一辆AGV小车（自动导引搬运车）缓缓驶来，它驻足在机械臂跟前，发出一闪一闪的“光电信号”，此时的机械臂读懂了信号内容，立即停止作业，静候着AGV小车把整齐摆满了成品烟罩的平板车拖走，才“转身”继续流水线上的作业。
事实上，这辆小车有可能要去取生产烟罩的原材料、运送成品，抑或是支援其它条线物资的运送……它的路径取决于实时接收的“系统指令”，行走在整个车间。同样，生产线上的“机械臂”什么时候用“吸盘”吸产品、转身、放置、停止作业、再转身接着工作，也是因为收到的“系统指令”。
这个系统，好比人体的神经中枢，它们的背后，也有一个共同的“大脑”在实时进行着复杂的运算，并发出各种任务指令。而“集烟罩冲压成型”生产线仅是其所在的5万平方米车间里一个很小的生产环节，据统计，这个车间一共布设了284台自动化设备、上万个“数据点位”、16条生产线以及27台AGV小车……
与繁忙的生产线对比明显的是，放眼望去，这个约有7个标准足球场大的空间里鲜有人出现，机器与机器之间却有条不紊地“交流信息”“进行生产”，由于几乎无人，工厂里灯火通明的景象已然不再，甚至变得昏暗，参观过这个工厂的人，都不约而同地给出一个统一称谓——“黑灯工厂”。
“黑灯工厂”是厨电品牌“老板电器”打造的“未来工厂”，在老板电器的定义中，“未来工厂”将数字孪生、物联网、大数据、人工智能、工业互联网等技术广泛应用到工厂产销环节中，从而让这些工厂能实现智能化生产、智慧化管理、协同化制造等创新发展。
老板电器成立于1979年，四十二年间，从迈入数字化转型，到打造出厨电制造业的标杆工厂，这背后都走了哪些弯路？那个神秘地指挥着AGV小车、机械臂等机器、各条生产线运作的系统如何成型？“神秘系统”背后的“大脑”又是什么？
01
遭遇“时代难题”
在实现“未来工厂”之前，老板电器经历过两次关键转型：第一次是2010年开始尝试的“机器换人”；第二次是2015年的“智能化”转型，建成了行业首个数字化智能制造基地。
彼时，为了应对不断增加的人工成本，提升品控能力，老板电器意识到“制造端需要一些变化”，初步做了“机器换人”的尝试。这一过程中产生的大量数据，也完成了老板电器在“数据存储”上的原始积累。
“机器换人”不是老板电器的突发奇想，其背后是整个制造业共同面临的“招工难”困境。演变到今天，矛盾更为突出。
为了招到工人，从2019年起，老板电器已经给一线工人开出税前“10万+”的年薪。薪酬网的数据显示，截至2021年6月7日，杭州市的平均月薪在税前7543元，相比之下老板电器给出的薪酬不算低了。
在用工紧张的情况下，老板电器最终开启了大部分生产线“机器换人”的任务。“黑灯工厂”建成前，需要一线工人238人两班倒，建成后目前只需要33人。工人们的工作内容也发生了翻天覆地的变化，变成了“运维工程师”、“设备保养工程师”、“系统开发工程师”这样的技术蓝领岗位。
与“机器换人”同步进行的是，老板电器内部的信息化系统逐步完备，从CRM、到ERP，再到MES系统等等。这些系统的构建，让老板电器初步实现了工厂底层数据的抓取和透明化，其目的是为了在生产环节提升良品率，提升整体运营管理效率。
信息化系统的逐步完善，源于厨电产品在设计和生产实现上对生产线提出的更多精细化的需求。这既是老板电器这样的行业龙头面临的问题，也是厨电业这一阶段遭遇的挑战：新消费趋势下创新品类需求激增，原有生产模式的局限愈发明显。
早期，在中国的普通家庭里，厨房装一个排气扇就基本解决了油烟问题；后来，“灶具+抽油烟机”成为厨房的标配；到了现在，厨房变成家庭提升生活品质的空间，新一代消费者的崛起，以及“懒宅经济”之下，添置洗碗机、蒸烤炸一体机这样新设备的需求在迅速增长。
以老板电器的蒸烤炸一体机为例，其内设置了3000多道菜谱，只需要将净菜和配料放进一体机，设定好模式，选择完烹饪方式，打开柜门，就能端出成品菜上桌。类似新型厨电的研发，目的是降低用户进厨房做菜的门槛，满足正在成为消费主力的90后、00后们不会做饭、不爱洗碗的需求。
据老板电器行政总监俞佳良介绍，早期传统制造业生产模式是通过手工整理订单来实现生产任务下发，但老板电器在消费互联网和工业互联网的双重推动下，厨电制造早已经摆脱了传统模式，通过数据驱动来保障工业化生产。例如，从消费端获取生产1000台“双腔大吸力”抽油烟机任务，在工业互联网平台下，系统会自动计算，协调物料、物流、生产排期、仓储等各个环节，确保产品能保质、按时送达消费者手里。
随着制造端智能化转型深入，老板电器发现仅仅改造制造端还不够，企业需要围绕着产销环节掌握更为准确的数据——神经网络布得更细，数据采集得更全，才能帮助企业做出更好的判断。“未来工厂”便是在这个背景下提出来的。
02
再提升1%
老板电器智能化转型背后，是最高决策层的支持。2013年，任富佳从父亲手里接过了老板电器总裁一职，当时仅30岁的他非常关注数字化转型。
例如任富佳牵头成立的“数字化经营委员会”由几位副总裁及运营总监组成，让数字化决策从最高管理层开始。不仅如此，专门组建的“运营管理部门”定位于做数据分析，对各部门的数据调取拥有最高权限，这样，以前锁在各部门的数据，都呈现在“经营表盘”、“总裁驾驶舱”等数据平台中，便于管理层全面掌握公司情况。
这场从2015年到2019年的变革，带领老板电器实现了既定目标：减少人工、降低成本、提升良品率。与此同时，变革过程中产生的海量数据，也让老板电器进一步思考：如何用好这些数据、挖掘数据背后的价值，让老板电器的经营管理模式再上一个台阶？
“未来工厂”就是答案。因为此时的老板电器已经不仅仅满足于生产制造端的改变，“我们发现，只做到智能制造还比较狭隘”，俞佳良解释，“未来工厂的构想，是为了提升经营管理模式，实现消费互联网和工业互联网之间的有机结合。”
事实上，2015年建立的数字化智能制造基地做到最后，也出现了一些瓶颈。例如，智能制造基地的数据呈现相对传统，其特征为“离散型”和“相对静态”，但在实际生产中，很多场景下需要实时数据。这也体现了当时智能制造基地的局限——“拿着指令生成任务”。老板电器预想中的“未来工厂”则需要把“未成型的条件变成指令”。以“模具冲压”为例，传统模式下，只能在模具出问题以后再进行维护、保养，未来工厂模式下，通过“数字孪生”的方式，将生产过程数据进行实时采集，对核心关键数据进行建模，提前预判可能出现的问题。
（老板电器“未来工厂”内部）
另外，针对设备线体之间的数据传输，在老板电器“未来工厂”里采用了“边缘计算”的方式，这一技术，让设备的数据采集从过去“秒级”提升到“毫秒级”，采集的方式也从过去的“组态软件”转变为“基于边缘端”的采集，“边缘计算”也提升了设备数据采集的稳定性，从过去的75%提升到现在的100%。
从2019年决定要做“未来工厂”，到2020年4月正式实施，再到历时9个月的改造，“未来工厂”最终成型。从尝试“机器换人”，到探索“未来工厂”，老板电器在近十年间坚定不移持续在信息系统建设及设备购置上的投入累计已有近5亿元。
如今，在这座“未来工厂”里的所有设备都能基于数据和算法自行运转，生产效率提高了45%，生产成本降低21%，良品率从过去的98%提升至99%。“别小看这1%的提升，对于制造行业来说，当良品率达到一定的台阶，再往上提升一步非常困难。”俞佳良说。
03
未来工厂如何诞生？
在从“智能化工厂”转向“未来工厂”的过程中，老板电器经历过前期的可行性论证后，便开始寻找技术合作伙伴。老板电器一开始便排除了国外厂商，原因在于，2015年老板电器在建设智能工厂的过程中，对这类厂商进行过一轮考察，但最终都没有找到可供参考的案例，从那时起，老板电器就意识到，这应该是一次没有任何参考案例的、摸着石头过河的尝试。
2018年，阿里云曾与老板电器有过合作，彼时合作内容偏重于电商大数据。2019年老板电器在论证未来工厂是否可行时，引发了阿里云的关注。阿里云智能零售行业解决方案架构师涂发亮回忆，当时去调研，发现智能工厂里出现的很多问题跟阿里云的工业互联网平台上的“数字工厂”板块相当匹配。
比如智能化工厂在进一步提升中出现的瓶颈，如产销打通、数字孪生、边缘计算、更为精细的神经网络如何布设等等。俞佳良回忆，当时看到阿里云递来的方案，几轮沟通下来，很快就敲定了合作，因为比较符合老板电器的需求。
这份“符合要求”的方案，也是阿里云深入调研的结果，它主要聚焦解决了三个问题：
1
第一，将工厂现场业务层的数据连接到阿里云的工业互联网平台上，而阿里云的工业互联网层又与老板电器的ERP、CRM、MES等系统连通，这样，通过阿里云的工业互联网平台，数据实现了“上上下下”的连通。
数据畅通，是各种业务流畅运行的前提。例如，此前，端与端的连接就会有因电压不稳定造成设备数据丢失的情况，阿里云便调用了“边缘托管应用服务”，确保数据的采集从过去的“秒级”提升到“毫秒级别”，数据采集的稳定性也随之提升到100%。
工厂现场生产指令的下达，会涉及到与ERP系统用料以及采购的调动，这涉及到生产过程与供应链的连接，此外，围绕着未来工厂生产过程的财务系统、人力系统、采购系统都在阿里云工业互联网平台上顺畅地运作。
2
第二，阿里云对于老板电器未来工厂里的数据规则做出更为优化和智能的标注。各系统、各设备间的数据运营规则，类似于人体神经收到大脑的指令，但与人体大脑能对神经天然生成指令不同，在未来工厂里，这些规则都需要人为去标注以及设计。
涂发亮介绍，仅这一个环节，阿里云就在前期对23个生产场景进行了梳理，包括数据采集规则的规划，以及连接平台端的数据应用规则等。比如在采集环节，不仅要筛选有价值的数据，还要制定数据采集的频率……这些建立在业务场景需求的规划，进一步提升了工厂的灵敏度，给工厂布设了“聪明的神经网络”。
阿里云的工业互联网平台会根据具体的生产任务设计一个定期的巡检任务、物料的“阀值”等预警线，这些都会提示各个生产环节哪里该补货，哪里该下线了等等。这种预警又会通过钉钉推送给相关的工人，提醒他们去处理问题。
3
第三，对场景构建进行分析及拆解、对数据规则进行制定和规划，以及设定计算逻辑。完成这项非常详细的系统工程后，阿里云还花了很长时间去做数据展示。
“黑灯工厂”的车间里虽然空无一人，但在车间二楼的指挥中心里，员工或坐着面对自己的电脑，或者几个人站在20米宽的数据大屏前，关注着车间的各种状态。
（通过这块大屏幕，指挥中心可以查看工厂现场的所有情况）
工厂各个角落都布设着摄像头，产品线上的摄像头不仅高清，还有图像识别功能，它能实时检测出产品在生产过程中的问题，甚至包括钢板上的沙眼和瑕疵。“过去一个工厂可能需要十个质检员盯着，现在只需要一两个。”涂发亮说。
未来工厂现场展示的数据，除了实时的影像，还有基础设施、市场、研发端、生产端、物流端、营销端等环节的数据，任何一个环节出现问题，都会有相应的预警，通过钉钉推送给相关责任人去解决。
“做老板最担心什么？平时公司总体看起来运作正常，但会因为看不见的一些关键问题，而引发断崖式的影响，事后弥补时，问题已经被放大很多，给经营管理造成了很大难度。”俞佳良介绍，可视化管理对于老板电器的管理决策具有相当重要的意义，每日发货开票的回款、市场端的份额、生产端的功效、产能等数据都可以实时获取。
结语
对于老板电器而言，从2010年开启“机器换人”到后来智能化转型，再到现在的“未来工厂”，这家老牌企业一直在自我突破。回顾每一步，老板电器的决策既是消费市场变化与企业自身发展进化的需要，也在无形中与国家的工业发展走在相同的方向上。
对阿里云来说，与老板电器的合作也是一次新的尝试，拓宽了阿里云业务应用的边界。阿里云工业互联网此前合作的领域横跨橡胶、化工、汽车制造、新能源等，与老板电器的合作是阿里云工业互联网项目首次在品牌零售商的实践，涂发亮深有体会，“它涉及到的供应链上下游远比那些原材料制造商要复杂得多，生产的精细程度也比制造商要求更高。”
老板电器和阿里云的合作不仅是双方的一次突破，也将为更多走在数智化转型路上的中国制造企业提供“焕新”思路。
来源：《云栖战略参考》
编辑：阿里云研究院内容运营主管 赵子千
