摘要：智能製造日益成為未來製造業發展的重大趨勢和核心內容，也是加快發展方式轉變，促進工業向中高端邁進、建設製造強國的重要舉措。青島海爾從2008年開始，逐步探索出一條以互聯工廠為核心的智能製造發展路線，為離散製造型企業，特別是白色家電企業樹立起智能製造典範。本文從生產柔性化、零部件模塊化、平台資源化和產品智能化四個方麵著手分析了海爾離散型智能製造模式，並對政府提出了四點建議：支持生產線數字化改造，鼓勵開放性平台建設，引導企業發展服務型製造，開展離散型智能製造試點。
關鍵詞：青島海爾；離散型；智能製造
引言
智能製造（IntelligentManufacturing，IM）是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能係統，它在製造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。通過人與智能機器的合作，擴大、延伸和部分地取代人類專家在製造過程中的腦力勞動。當前，以智能製造為代表的新一輪產業變革迅猛發展，數字化、網絡化、智能化日益成為製造業的主要趨勢。為加速我國製造業轉型升級、提質增效，“十三五”期間將深入貫徹實施《中國製造2025》，同步實施數字化製造普及、智能化製造示範，分類開展離散型智能製造、流程型智能製造、網絡協同製造、大規模個性化定製、遠程運維服務5種新模式試點示範。
作為五種智能製造模式的典型代表，離散型製造廣泛分布在汽車、電子、家電、機械等行業，其特征是以訂單生產為主，通過改變物料形態，經過多道加工工序，將零部件或組件組裝成產品的生產過程，也是推廣應用智能製造的重點領域。青島海爾作為全國首批智能製造綜合試點示範企業，從2008年開始改造傳統的製造係統，到目前建立起以沈陽冰箱為代表的互聯工廠，在引領自身業務發展的同時，也為國內離散型製造企業的智能化改造樹立了典範。本文通過分析青島海爾的離散型智能製造模式，總結出當前離散型智能製造的著力點，對開展離散型智能製造試點示範，推動製造強國建設有著重要的現實意義。
一、離散型智能製造模式的內涵
（一）數據開放共享是重要基礎
離散型製造的特點是設備散、工序不連續，設備單元孤島特征明顯，而實現數據的自動、有序流動是實現智能製造的基礎。要實現數據的自由流動，需建立物與機、機與機、人與機、人與人以及企業與企業之間信息充分交互基礎，信息交互本質上是各種數據的獲取、傳輸、分析和反饋，可以說數據是企業智能製造的血液。沒有數據的采集與控製，生產單元無法獲取生產狀態、執行生產指令；沒有管理單元之間的數據共享，無法實現協同創新、用戶個性化定製，數據在離散型企業推進智能製造的過程中起著關鍵的基礎作用。鑒於此，離散型企業首先應該對生產製造過程進行物理信息係統的整體規劃，勾畫智能製造藍圖；進而對生產過程實現數字化改造：在數據采集層、網絡層部署RFID、智能傳感器、網絡設備等物聯網基礎節點；在執行設備層引入工業機器人、采用數控機床等智能製造裝置；在控製層、管理層引入管理和控製係統，如MES、ERP、PLM等係統[2]；同時搭建各種開放信息服務平台，共享數據資源，不斷夯實智能製造的數據基礎。
（二）模塊設計與互動是切入點
離散型生產的產品一般是由幾十個、甚至成百上千個零部件組成，生產複雜度高，組裝難度大，不利於企業基於網絡的定製生產。離散型生產企業需要通過整合內外部資源，轉變與供應商的合作模式，變零部件供應為模塊協同生產，實現產品零部件的模塊化。這樣做的好處：一是通過零部件模塊化，降低產品的複雜度；二是零部件模塊化，有利於模塊商發揮自身優勢，做精模塊，加速產品創造；三是零部件模塊化，可以實現通用模塊與個性模塊分離，有利於用戶參與定製；四是通過模塊化，降低了產品維度，有利於生產過程智能化。因此，通過建立協同創新機製，提升產品模塊化水平，是離散型企業實現智能製造的切入點。
（三）敏捷柔性製造是核心關鍵
離散製造的發展趨勢是網絡、數據與與產品生產過程融合更加深入，以“設計－生產－銷售”為特征的傳統製造流程正在向“個性需求－定製訂單－生產”為特征的消費生產一體化製造流程轉變，製造需求的不確定性增大，對離散型製造企業快速響應用戶需求提出挑戰。基於生產數據自動流動，柔性製造擁有高度數字化的生產流程，可以實現小批量、多批次生產，快速響應用戶的需求，是傳統製造向智能製造轉型的關鍵所在。其核心是要對傳統的生產線進行改造，建設包括數控機床、智能機器人、自動化的立體倉庫、柔性控製係統等在內的柔性生產線，從大規模製造到大規模定製的轉變。
（四）延伸產品服務功能是方向
離散型製造的傳統產品形態是單個的生產設備或生活物品，使用區域分散，與用戶、生產企業互動性差，但是隨著智能技術嵌入到產品中，智能技術正在重新定義產品的交付形態和使用狀態。企業交付給客戶的不僅僅是硬件產品，一起交付的還有軟服務。通過智能感知技術，產品可以感知使用環境；通過網絡，企業可以實現對產品的遠程故障診斷和修複服務[3]。基於智能產品，企業正在重新構建新的生產應用生態：依托產品的智能感知與聯網功能，企業可以進一步提供增值服務，產品的功能從使用功能向服務功能延伸，增值服務正在給企業帶來全新的價值。離散型企業應當利用智能技術、雲計算、大數據和互聯網打造智能服務係統，智能識別用戶的需求，為用戶提供高效的增值服務，從產品製造向服務型製造邁進。
二、離散型智能製造的實踐分析
青島海爾作為全國首批智能製造綜合試點示範企業，從2008年開始改造傳統的製造係統，到目前建立起以沈陽冰箱為代表的互聯工廠。分析海爾智能工廠可以發現，其主要從以下四個方麵來進行離散型智能製造。
第一，通過係統集成實現柔性製造。針對消費需求呈現個性化，多樣化的趨勢，海爾主動適應需求，對生產工廠進行數字化改造，深化PLM、ERP、iMES、iWMS、SCADA五大係統集成[1]，打通人機互聯、機物互聯、機機互聯、人人互聯的信息通道，滿足人、機器、生產線的隨需交互，實現物聯網、互聯網和務聯網三網融合相通，對產品全生命周期實現全數字化的管理，通過數字化的排產，變傳統的長生產線為高度自動化短生產線，實現了柔性化生產。目前生產線的模態有定製生產線、柔性定製生產線和單元定製生產線，分別對應批量大且個性化需求少的大眾化產品的生產、批量小且個性化需求多的小眾化產品生產和單用戶的個性化定製。這樣，當用戶提交定單後，定單信息實時傳到互聯工廠，智能製造係統自動排產，並將信息自動傳遞給對應的工序生產線及所有模塊商、物流商，不同的工序根據指令生產相對應的產品模塊，最後在總裝線上進行組裝。經過改造後，海爾數字工廠柔性生產能力大幅提升，僅海爾的沈陽工廠就做到了一條生產線從原本支持20多個型號到支持500多個型號的大規模定製，生產節拍縮短到10秒一台，訂單周期從15天縮短至7天，單線產能、單位麵積的產出翻番。
第二，增強生產模塊提高裝配效率。為了降低產品零部件多帶來生產的複雜性，解決柔性生產麵臨的瓶頸，海爾搭建了模塊商資源平台：海達源。模塊商注冊、用戶需求提出、解決方案競選、評價結果等過程都記錄在平台上，實現了供應商、用戶和海爾多方透明化協作。針對用戶提出的需求，模塊商可以憑借自身研發、製造等優勢提出解決方案，海爾與供應商由單純地采購零件關係轉變為模塊化方案引領的共創共享的利益共同體。產品模塊化的好處，從用戶角度講是把工程視角下的組件變為用戶視角下的使用模塊，提高了產品的可定製性；從企業角度來講，由於模塊數量較零部件數量大大減少，降低了工序裝配的複雜性，生產效率大幅提升。例如，天樽空調由原來的265個零部件轉變為12個模塊，新品的上市時間減少了一半。
第三，優化資源平台推進協同創新。平台是互聯網時代協作創新的技術支撐，是資源匯聚與分享的重要載體。海爾通過深度整合企業內外部資源，構建了7大資源平台，包括：交互用戶定製平台、零距離虛實營銷平台、智聯U＋服務平台、開發創新平台、模塊商資源平台、智能製造平台、智慧物流平台，涵蓋了從用戶交互到研發設計、物流、智能服務等七大流程，對外支撐用戶、協作夥伴全流程參與產品生產，充分調動產品的需求資源、研發設計資源和協作生產資源，實現產品創新的高效化；對內支撐資源管理扁平化、生產智能能化、客戶服務高效化，實現了產品生產的集約高效化。開放的資源平台和接口，已吸引了軟件、硬件、服務內容等各類資源進行合作，為協同創新提供了平台支撐，如鉑空調就是由用戶提出構思，發燒友參與設計，整合進一流的外部資源，包括中國科學院、供應商等資源完成的解決方案，顛覆了產品的創新方式。
第四，提升產品和技術智能化水平。產品智能互聯是電器產品未來發展的趨勢。海爾在產品中嵌入溫度、濕度、壓力等傳感器，不斷提高產品的智能化水平。產品可以實時監測運行和使用狀態，智能感知周圍環境，根據用戶需求做出快速反應；同時借助產品管理服務雲平台，通過對產品反饋的數據進行大數據分析，自動預警產品運行中存在的問題，在遠程即可對產品提供服務和維修。這樣，海爾運用物聯網、大數據技術等智能技術，實現了產品與人、產品與環境的實時互動，不斷滿足用戶對產品在健康、舒適、節能等方麵的需求。以智能空調為例，海爾的空調大數據平台覆蓋全球29個國家地區、國內443個城市、63483個小區的智能空調，每天上傳數據量達千萬級，累計數據量已達407億條。海爾通過對這些數據的挖掘使用，實時調整產品服務功能，對用戶的服務更加貼心高效。
三、推進離散型智能製造的幾點建議
（一）支持生產線數字化改造，提高工序智能化水平
針對大多數企業生產設備老舊現狀，啟動生產線數字化改造計劃，支持變革積極性高，創新基礎好的企業改造落後生產線，大幅提高智能裝備如智能機床、機器人、智能控製器在生產線中的比例，穩步提升生產自動化；支持企業搭建工業生產物聯網，實現控製和信息傳輸數字化，提高工序智能化水平；支持企業建設MES係統，推進生產管理智能化。
（二）鼓勵開放性平台建設，加大內外資源整合力度
鼓勵企業梳理產品定製、研發設計、供應商合作、物流配送等領域的內外部資源，針對不同使用對象，搭建相應的平台，積極探索與“互聯網＋”的融合路徑，開展資源整合，創新資源使用模式；鼓勵企業應用大數據、雲計算新一代信息技術開展資源利用，提高資源使用效率。
（三）引導企業發展服務型製造，探索新模式新業態
通過培訓、參觀、研討交流、展覽展示等多種形式，引導企業開發智能化產品，使企業能夠借助產品的智能聯網功能，提供產品應用解決方案和遠程診斷、維護服務；探索產品產權和使用分離，通過分時租賃的方式提供生產服務，不斷引導企業向服務製造轉型。
（四）開展離散型智能製造試點，發揮示範帶動作用
針對離散型製造業發展水平參差不齊的發展現狀，開展離散型智能製造的試點。首先，對離散型製造企業摸底篩選，選取不同類型的企業，分別從研發設計、生產製造、管理營銷等不同的環節開展試點。不斷總結成功經驗，在時機成熟時，支持有條件的企業建設標準化的離散型智能製造工廠，以示範帶動同行業的其他企業開展智能製造升級改造；針對不同水平的企業製定差異化目標，給予分類指導，確保離散型企業智能製造升級取得實效。
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