疫情中,憑什麼這些企業能夠超長待機?_風聞
立方知造局-立方知造局官方账号-记录制造业专精特新的好故事2022-05-24 21:46

數字化助力,恢復上海工業心率
文/李昀
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無論是抗疫攻堅還是復工復產,數字化工具對工廠的作用就像壓縮餅乾——不僅能救急,還能提供持續穩定的養分。
4月24日,上海市經信委發佈了首批公益免費軟件產品和數字化解決方案清單,產品大部分以遠程辦公、工程管理、在線設備運維為主。
5月12日,第二批方案清單新鮮出爐,數字化助力的對象從製造業向金融業、服務業拓展。
5月13日,上海疫情防控工作新聞發佈會公佈了最新的復工復產進展:上海市9000多家規模以上工業企業中,已復工4400多家,佔比接近50%。緊接着,《軟件與信息服務業疫情防控和閉環管理指引》出台——後方的數字化基建,要為前方的工廠陣列提供保障。

一家上海的復工車間 圖源:新華社
疫情造成的工業停擺事發突然,好在上海的數字化佈局已有根系。2021年的《中國城市數字經濟發展報告》顯示,上海的數字基礎設施名列全國之首。大到航空發動機、核電發電機,小到芯片、藥片,這些工業產品的背後都有數字基建的身影。
立方知造局今天就來看一看上海的整車物流、港口、鋼鐵等企業,是如何用數字化智能方案應對疫情中人員減缺、封控成本等問題,以及如何通過數字化助力解決自身產業結構問題的。
這是一個當下的故事,也是關於中國製造未來的啓示。
1. 整車物流:物流控制塔決定物流路線
一個令人擔憂的數據——今年4月供應商配送時間指數為37.2%,創下2020年2月疫情暴發以來新低,原材料交貨速度變慢。尤其體現在汽車工業。
上海作為長三角汽車產業鏈的“鏈主城市”,在變速器、動力電池、驅動電機、整車等方面上一直享有產業鏈全覆蓋的優勢。上海供應系統的凝滯,對中國汽車製造的影響,已經不能用牽一髮動全身來形容了——而是影響了生產心率。
4月16日,上海發佈的首批覆工復產“白名單”中,與汽車相關的超過250家,佔比達四成。
汽車產能正在逐漸恢復,物流卻依然囿於恢復速度、成本等問題。很多車廠採用了自建物流,雖然在疫情期間可以完成基本的交接任務,但考慮到人員防疫開銷、道路封鎖繞遠等原因,這種方式的物流成本比正常情況下增加了三到四倍。
在這種情況下,採用數字調度平台的企業可以做到事半功倍——比如上汽安吉物流。
安吉物流在中國整車物流市場的佔有率大約為30%。在這次疫情中,安吉物流因為物流控制塔系統而受益頗多。
物流控制塔是什麼?
你可以把它想象成機場的控制塔,指揮飛機的起飛、落地,以及地面車輛。而物流控制塔指揮的,是運輸途中的貨物、配送的人員、以及各個工廠的協調生產。**總的來説,它就是一套針對物流倉儲動態的神經系統。**它對運輸網絡的各個節點進行監測,然後發出指令。

控制塔 圖源:Unsplash
在行業內,以往整車物流調度都是靠人工多級調度,不僅需要大量調度人員,而且每個都是按自己的經驗調度,無法實現調度經驗的優化。應用供應鏈控制塔後,整車流通環節的時間可以縮短30-40%。
上汽安吉物流的物流控制塔項目中,有50%的調度工作可以靠系統自動調度。控制塔僅需五六名員工。
極端情況,這個項目支持調度員遠程在崗,可以通過大屏監測,系統則對供應鏈152個運輸項目實時監控,包括了1萬多個一線員工的工作情況和5000多台貨車帶圖的軌跡、設備可用數、揀貨、收貨等情況。
以控制塔系統為底座,安吉物流還安載了配套軟件——這使得運營管理、司機端接單、客户端查詢,都有對應的APP入口,所有業務都可以在線操作。
這樣一來,降本增效的目的達到了。
這套方案還有人工無法取代的優勢,解決了整車調度的另一個難點:線路方案複雜。
快消物流的貨品體積小、重量輕,一般A點到B點的幹線運輸,工作難點在於配載方案,也就是如何把車裝滿、把運力用足;但對整車物流來説,一輛大板車裝載8輛商品車、一艘滾裝船裝載幾千輛商品車,配載方案並不複雜,但是線路方案卻比快消領域的幹線運輸複雜得多。
一般來説,
——水運成本最低,但耗時最長;
——公路運輸速度最快,但是成本也高;
——鐵路運輸效率成本兼優,但是機動性弱。
整車物流往往採用“公鐵水”組合的方式。在哪個分撥節點進行二次裝卸、合理銜接,就是需要物流控制塔考量的最重要的規則條件之一。
控制塔系統平均波次調度耗時,從1小時縮短至5分鐘之內,匹配準確率從44%提升至99%。在這種情況下,可以最大程度上避免疫情封區導致的繞遠問題,或是在繞遠後對路線做出及時調整。

在上汽集團工廠,一輛輛整車正在下線 圖源:新華社
關於整車物流的未來一角正被掀開。
目前,市面上比較常見的物流控制塔產品來自Accenture,SAP,甲骨文,京東物流,菜鳥等企業。預計到2025年,控制塔系統將為全球物流企業節約2,100億美元運營成本。此外,基於運輸線路的合理安排,它還能夠減少10億噸碳排放,對環境產生積極影響。
更多立方知造局上海疫情下內容: 《上海機器人企業復工復產指南》
《芯片、汽車、新能源、生物醫藥——那些上海關鍵產業還好嗎?》
2. 港口:遠程抓取集裝箱
在5月11日的國務院新聞發佈會上,交通運輸部安全總監提到要加快上海疫區“公轉水”的速度,發揮長三角地區水網優勢,增加支線船舶班次,以保障上海的貨運暢通。
疫情以來,上海港的轉運速度在不斷攀升。
4月,上海港的吞吐量與3月相比上升了115%,單日集裝箱吞吐量保持在14萬標準箱左右。特別是其中的中轉作業,依然充當着國內與國外、全國各地之間貿易往來的核心樞紐——4月,中轉比例可達全港吞吐量的65%。

上海洋山港集裝箱碼頭 圖源:新華社
之所以港口相較於公路、鐵路能夠在疫情下正常運轉,是因為高自動化驅動的無接觸作業,大大提高了員工的到崗率。
據立方知造局瞭解,疫情初期,上海港的洋山港區返崗復工的出勤人員就超過2萬人,佔整體出勤率的70%左右。後期,港口又陸續召回300名符合防疫要求的居家人員,以滿足其它運輸渠道轉移到港口的工作需求。能夠如此大規模地使用人力,依靠的是港口岸橋的全自動化作業,員工之間可以避免直接接觸。
這種技術的落地可以追溯到去年6月。彼時,上港集團超遠程智慧指揮控制中心項目成果新鮮出爐。上港集團首次將第五代固網技術(F5G)應用在港口,操作員可以在百公里外,通過多個點位對碼頭各大型港機設備進行遠程操控。
洋山四期碼頭一共有108台軌道吊,在使用超遠程控制技術後,僅需7名至8名工作人員。工作速度也從13分鐘抓取1個集裝箱,提升到現在4分多鐘可以抓取10個集裝箱。
F5G以光纖通信為介質,相比上一代技術,在帶寬、時延、可靠性、聯接數量等方面大幅提升。尤其在港口場景,F5G能實現港口間的廣域互聯,以及港口內大型設備的精準高效控制。
除了港口以外,F5G在其它工業場景中的應用也很多元:採礦特別需要F5G,因為礦山有很多樹型巷道,會影響到無線信號傳輸;而在汽車加工這樣的強電場景中,光纖抗干擾性能好,F5G更適合進入。
在上海港的F5G技術落地的背後,站着的還是那家公司——華為。
2020年4月,國家發改委明確了“新基建”的範圍——主要包括信息基礎設施、融合基礎設施和創新基礎設施,並首次提出“促進光纖寬帶網絡的優化升級”。
華為是中國最早開發光纖寬帶技術的企業之一。2020年8月,華為發佈了業界首款F5G加持的工業級智能光終端,以及下一代硬管道技術Liquid OTN,使得設備時延減少了30%。
上海作為率先建成雙千兆寬帶的城市,也正在向着打造全光智慧城市發力。相對而言,上海有着深厚的通信設施基礎。截至去年,上海移動已建成全球最大規模的全光交叉城域網。年底,上海5G基站總數已超過4.8萬個,全國排名第一。

圖源:Pixabay
在此基礎上,未來城市網絡的目標被錨定在擴展節點、提高網速、降低延遲上——這也是F5G的優勢所在。
隨着未來中國對數字平台和信息處理的需求量越來越大,F5G的應用規模也將水漲船高。根據行業內預測,F5G千兆光網每100萬投入,將支撐約1900平方米數據中心規模的增長。——建設F5G這種數字基建,將成為一種回報率高的經濟投資。
更多立方知造局工業互聯網內容:《當互聯網拒絕流量》
3. 鋼鐵:自動化的全覆蓋,替代危險作業
在疫情期間,和上海港一樣滿額甚至超額完成任務的,還有寶鋼廠區。然而,和上海港70%的出勤率不同的是,寶鋼的生產員工只有全員的三分之一。
早在2019年,寶鋼股份就確立了特定產線的智慧製造方案——在某些產線上,環境格外惡劣,操作格外繁重。比如高爐爐前作業,往往工作場景中伴隨着大量飛濺的熔渣和高温的液體傾倒,因此需要機器代替人工生產,避免作業意外。
在這種邏輯下,寶鋼廠區率先應用的920台套的工業機器人,集中在熱軋、冷軋、鍊鐵高爐爐前、鍊鋼轉爐、焦爐四大車這些操作重複度大、危險係數高的環節。
這便有了全球首套智慧高爐能在2021年於寶鋼寶山基地率先投運。寶山廠區也完成了“自動化冶煉+全自動出鋼”的工藝貫通,很大程度上解決了操作安全隱患。

寶鋼股份上海寶山基地的熱鍍鋅智能車間 圖原:新華社
今年,隨着寶武集團的推動,寶鋼廠區又擴充了600台套機器人,同時在應用邏輯上也出現了轉換:機器人的應用方向,逐漸從傳統的多軸物理形態拓展到流程自動化(RPA)領域。
簡單來説,就是機器人從硬件層面走向軟件層面。多軸的物理形態,基於預設程序帶動的機械重複,常應用於生產;而流程自動化,則基於識別程序中的重複性,從而進行模仿,常用於錄入、檢測、財務等規則明確的業務。
因此,在這次疫情中,立方知造局看到的寶鋼無人化生產不僅出現在傳統的高危崗位上,還覆蓋了全場的各個工序環節:貼標、打捆、取樣、質檢、運輸、成本計算等。

寶鋼在鍊鋼環節中的機器人應用 圖源:寶鋼官網
在廠區內,200米長的生產線上只有2名工人流動檢視,100多平方米的操作室裏分散着幾位員工遠程操控系統,無人吊機完成每天10萬噸的成品鋼卷調運——這是自動化硬件所發揮出的效果。
而寶鋼自主開發的質量檢測控制系統,通過對10萬張以上缺陷樣本40層神經網絡的深度學習,實現質量檢查和判定的自動化;以及在財務領域,完成精細化成本盈利的分析系統——**這些都依靠機器人流程自動化(RPA)**的助力。
寶鋼推行流程自動化,受到了全球RPA應用逐漸廣泛的啓發。RPA已成為AI軟件領域中全球增速最快的細分市場。在一家收入在200億美元且擁有5萬名員工的企業,其中20%的工作流可以用RPA自動化操作完成,那麼每年就可以帶來超過3000萬美元的利潤。
同時,由於鋼鐵行業的特殊性,盈利能力和成本控制相綁定,這也導致RPA對於鋼企的降本增效功用尤為顯著——在材料採購前,對原材料價格波動的情況進行了解和分析,再根據材料質量、性能、適合度進行選擇,這樣的前期工作往往決定了鋼鐵產品最終的工藝水平,也決定了預算的有效利用程度。
因此,一些全球較著名的鋼鐵企業在RPA技術發端初期,就選擇進行採用:比如全球最大的鋼鐵製造廠商之一,韓國浦項鋼鐵廠,在2020年便引進了流程自動化業務,通過開發預算管理、圖表錄入等功能,從而使得該技術更好適用於難度較高的現場業務。
總結來説,解決高危的工作環境,加上企業降低成本的考量,兩者共同促成了寶鋼軟硬件全覆蓋的自動化建設。
據預測,2023年全球RPA軟件市場規模將達到39億美元,五年內複合增長率達36%;其中,中國RPA市場將加速發展,2023年市場規模將達到10.2億美元,年複合增長率高達64%。

圖源:Wikimedia Commons
相較於全球RPA市場,中國的RPA發展多了一項發展潛力:因為中國企業遺留的IT系統很多,割裂程度比國外更強,不標準化程度更高——在這種弱勢下,RPA反而能夠更好地作為打補丁的存在,勾連起企業的IT環境。
換句話來説,搞生態。
尾聲
今年一季度,我國工業互聯網產業規模首破萬億。預計到2025年,工業互聯網平台普及率達到45%。而其它數字化產業的增長勢頭也不弱:工業軟件在去年同比增長超過20%。大數據產業年均複合增長率保持25%左右。
一場疫情的發生,就像一扇窗户被打碎;而重建就像是修補和替換工作。在此過程中,最優做法也許並不是複製和重現過去,而是嘗試新的材料和結構,降低未來的損害風險。
——在製造業中,這對應着投資和更新基礎設施的時間節點。在2022年,這指向的是數字基建和智能工具。
如果工廠難以確保永遠有足夠的工人,未來的轉型方向就會朝向勞動力依賴程度更低的生產方式,這和中國製造2025、德國工業4.0、以及美國的工業互聯網藍圖不謀而合。
可以説,疫情以一種被動的方式,讓我們看到關於未來製造業的某種形態,並催促我們加快實現那個早已許諾的目標。
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