进击的无人工厂

文|新经济沸点 郭娟

人与人是如何交流信息的呢？传播学者一般会告诉你几个关键要素：语言、表情以及肢体动作，在工业化大生产越来越智能的今天，机器与机器间的信息交流也随处可见，它们依靠的要素又是什么？

走近“黑灯工厂”

在杭州老板电器的“未来工厂”里，一条叫做“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”缓缓“走来”，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，立即停止手里的作业，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。

你可能会问，“AGV小车”为何不早不晚，等到机械臂将流水线上的成品装满时，才走过来，其实，小车是要去取生产烟罩的原材料，还是该运送成品，抑或是支援其它条线物资的运送，什么时候走过来，从上一个停留点到取烟罩的路径是什么，都会实时地收到“系统”给它分配的各种指令。

同样地，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，也是因为收到系统的“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。

“集烟罩冲压成型”生产线，仅是这个5万平方米车间里很小的一个生产环节，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……

令人奇怪的是，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，它甚至变得昏暗，数个参观过这个工厂的人，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”，根据官方解释，未来工厂是“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。”

成立于1979年的老板电器，今年已是41岁“高龄”，对于一家传统企业而言，从迈步转型数智化，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AVG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？

遭遇“时代问题”

在走到“未来工厂”这一步前，老板电器经历过两次关键转型：第一次是2012年的“机器换人”，第二次为2015年的“智能化”转型。

2012年，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”，在收购而来的一个武汉工厂里，做了“机器换人”的尝试。“机器换人”的过程，产生了大量数据，而“武汉工厂”初步实现了“数据的存储”。

“机器换人”有一个时代背景，就是当时制造业一线工人的招工难已经初现端倪，演变到今天，矛盾更为突出。老板电器集团行政总监俞佳良介绍，仅在2021年上半年，老板电器就面试了近5000名员工，最后实际到岗1800人左右，到目前，离职1400人，“离职率在70%左右”。

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，截止到2021年6月7日，杭州市的平均月薪在税前7543元，以此为参照，年薪10万+已经不算低了。

在紧迫的用工趋势下，老板电器最终在制造端开启了大部分生产条线机器换人的任务。“黑灯工厂”建成前，需要一线工人238人，两班倒，目前留下33人，他们的工作内容也发生了翻天覆地的变化，类似于“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。

与制造端“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MIS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品质良率，提升运营管理效率。

俞佳良介绍，这既是老板电器这样的行业龙头面临的新问题，也是厨电业这一阶段遭遇的矛盾点：新消费趋势下产品创新品类的出现以及产量的激增。

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”成为现代厨房的标配；到了现在，厨房成为一个提升生活品质的空间，加上新一代消费者的崛起，宅、懒、便利的需求，对于添置洗碗机、蒸烤炸一体机这样新设备的需求在增加。

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，便意味着成品菜上桌。类似新型厨电的研发，目的是降低用户进厨房的门槛，解决正在成为消费主力的90后、00后们不会做饭、不爱洗碗等问题。

但这样的厨电在设计和生产实现上，也对生产线提出更多精细化的需求。俞佳良告诉钛媒体APP，过去的生产，excel就能下单，现在，由于厨电产品的复杂度和技术含量在增加，则需要一套专门的生产系统，例如，生产一台“双枪大吸力”的抽油烟机需要100多个关键零部件，在下单生产1000台这样的产品时，物料、物流、生产排期、仓储等各个环节的协调都是必须的，而且，这里面任何一个节点出现问题又会影响产品最终送达消费者手里。

一个5毫米的零部件5号到货，另外有3毫米的零部件7号到货，这些都应计算好，以及做整体的协调，这样才能保证物料顺利到达一线；此外，成品产出后，还要考虑仓储问题，“别下了生产线没有做好库存，导致产品受损”，俞佳良举例。

随着制造端智能化转型的深入，老板电器也发现，仅仅改造制造端已经显得局限，它们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，能帮助我们做更好的判断”，“未来工厂”便是在这个背景下提出来。

未来工厂就在眼前

这里顺带提一句，老板电器在做这些转变的时候，一个新领导班子已经“上台”，新任总裁作为继承人，生于1983年，在刚上任的2013年，就高度关注数智化转型这件事，并且给出了管理上的最高权限。

例如成立的“数字化经营委员会”，便由总裁牵头，几个副总裁以及运营总监为委员会成员，在公司内部的“能量”等同于“最高管理机构”。此后，老板电器还专门组建“运营管理部门”，该部门的主要职能定位于做数据分析，它对于底下各部门的数据调取，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”等产品中，便于管理层全面掌握公司情况。

总之，老板电器智能化转型的背后，有最高决策层在支撑，也因此，这场从2015年到2019年的变革，实现了老板电器的既定目标：减少人工、降低成本、提升良品率，这一历程，产生了海量数据，也让老板电器进一步思考：如何利用好这些数据，以及挖掘数据的价值，更重要的是，如何让老板电器在经营管理模式上提升一个level。

于是，公司进一步提出做“未来工厂”的预想，这个预想，已经不再限定在生产制造端，“因为我们发现，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，让消费互联网和工业互联网之间有一个打通。”

另外，智能化工厂做到最后，也出现了一些瓶颈，例如，智能工厂里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掌握数据，以“模具冲压”为例，传统模式下，只是知道在某天，模具出现了极高的报废率，但问题出现在哪个环节，还需要去倒推，由工人一个环节一个环节去寻找。

这背后也体现了智能工厂的局限——“拿着指令生成任务”，老板电器计划要打造的未来工厂，则需要把“未成型的条件变成指令”，怎么去理解这句话呢？还以模具报废率问题为例，未来工厂模式下，通过“数字孪生”的方式，呈现出一个与实际场景一样的状态，因此，模具在生产过程中的问题，能够快速定位，立即找出问题出在哪个环节，或者是提前发出预警，减少生产中的错误。

智能工厂阶段，还存在一个问题，设备A与设备B之间，在已铺设好的宽带条件下进行数据传输，然而，数据传输在实际中又经常受困于电压，由于工厂车间的电压不稳定，会导致设备数据的遗漏，智能工厂时期，这一问题的解决方式为“事后统计处理”。

在现在的“未来工厂”里，这个问题采用了“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，这一技术，提升了设备数据采集的稳定性，从过去的75%到了现在接近100%。

从2019年决定要做未来工厂，到2020年5月正式实施，再到最后历时9个月的改造，未来工厂的成型，老板电器一共投入5个亿，如今，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%也提升至99%。

俞佳良解释，“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，再往上提升一步已经非常困难，99%的良品率，目前已经是行业里最高的数值。”

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。

他们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，因此，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。

智能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，老板电器最终敲定了阿里云，俞佳良回忆，当看到阿里云递来的方案，很快就敲定了合作，因为比较符合老板电器的需求。

在2018年时，阿里云就与老板电器有过合作，但合作内容偏重于电商大数据，到了2019年，得知老板电器在论证未来工厂是否可行时，便引发了阿里云的关注。涂发亮是阿里云智能新零售的架构师，他回忆，当时去调研的时候，发现智能工厂里出现的很多问题跟阿里云的IoT平台上的“数字工厂”板块相当匹配。

例如设备间因电压不稳定，造成的数据传输丢失，阿里云就有边缘网关的托管应用服务，又例如，工厂里面的AVG机器人、八爪鱼等设备，与ERP之间的互动是不顺畅的，也即是“现场的应用层和业务层，差一个阿里云这样的工业互联网平台”，涂发亮介绍，这个平台的作用好比给老板电器的各个信息化系统增加神经中枢，能让各层数据的互动变得智能和顺畅。

另外，各个系统、各个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，这些规则都需要阿里云去标注以及设计。涂发亮透露，光这个环节，阿里云就在前期对23个生产场景进行梳理，数据采集规则的规划，以及连接平台端的数据怎么去应用等。

例如在阿里云的工业互联网平台上，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动给相关的工人，提醒他们去处理问题。

其实，在文章开篇，当我们描述无人工厂时，所指的仅是生产车间，但在车间的二楼，还有一个指挥中心，里面的工人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。

无人工厂的现场，各个角落都布设着摄像头，产品条线上的摄像头，除了高清，还有OCR识别功能，它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，在智能工厂像未来工厂升级的过程中，“一个工厂可能需要十个质检员盯着，现在，数量减少到1~2个”，涂发亮告诉钛媒体APP。

在阿里云内部，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，对于阿里云而言，是一个里程碑式的事件，因为这是它们的工业互联网项目首次在品牌零售商的应用，“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高更多，这是一个重要的客户突破。”

对于老板电器而言，何尝不是一种突破，从2011年起，开启的“机器换人”到后来的智能化转型，再到现在的未来工厂，每一步既是企业自身发展进化的诉求，也是消费市场变化的拉动，也在无形中与国家的工业化发展趋势走在相同的方向上。

这算是一家老牌企业的焕新，也称其为“时代的企业”。

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