调查｜大家都在建设升级智能工厂，“工业母机”们的情况如何？
【概要描述】
机床，被誉为“工业母机”。于内，它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要手段，是不可或缺的战略性产业；于外，它能改变一个国家的军事装备和军事力量，也能改变世界微妙的局势。然，尖端方可书写传奇。
当人们都在关心数控机床如何更高端，工控小编却更关心这些机床制造企业本身的智能工厂建设及其智能化升级情况。更先进、智能、数字化的制造环境，势必为生产出来的机床设备披上一层霞光。
用户需求倒逼制造升级
“推动我们改变的，是用户。”沈机智能系统研发设计有限公司常务副总黄云鹰坦言。位列“新&老十八罗汉”之一的沈阳机床集团，可以说是一边发展，一边改革。其智能化升级念头始于2010年，并形成雏形设计方案，2013年着手对生产现场、质量追溯、运营管理、服务体系等方方面面展开模块化升级。
庞大而复杂的信息化升级任务由沈机智能系统研发设计有限公司承担。据黄云鹰介绍，首先是实现现场环节的信息化与数字化，构建基础框架，将人员、档案、质量等数据信息藉由iSESOL工业云平台串联起来；其次对管理、服务流程进行优化升级；最后延展到客户的售后服务系统。
比如，每台i5智能机床都有自己的身份“二维码”，数据可直上云端，通过云平台可实现产品品质管理、设备信息追踪、备品备件管理、远程诊断维护等闭环管控。
黄云鹰表示，传统工厂的智能化升级建设是一项复杂的系统性工程，涉及研发设计、生产制造、仓储物流、市场营销、售后服务、信息咨询等各个环节，需要企业立足于围绕产品的全生命周期价值链，实现制造技术和信息技术在各个环节的融合发展。
解决企业内部运行出现的问题，满足用户对于产品质量追溯的需求，是大多数机床制造商实施改造的原始动力。济南二机床也不例外。
据济南二机床陈磊介绍，济南二机床是国内很早一批探索信息化建设的企业之一，不过那时候不叫信息化，而是计算机应用。从摸着石头过河，到导入国内外技术与软件产品，济南二机床构建了以PLM为管理核心的技术开发应用平台系统，以ERP为核心的生产制造管理平台系统，以办公系统为核心的企业内网综合信息管理平台系统，以市场营销信息管理系统、供应链信息管理系统、外网网站系统为核心，集招标、采购、营销、服务、宣传、对外技术合作于一体的企业电子商务应用平台系统。
以汽车车身大型智能冲压生产线为例，济南二机床将传统的动力传动技术与数字技术、信息技术、总线技术、网络技术相融合，实现大型高速冲压自动化生产线在线实时控制、在线监测、自我诊断、自我修复、远程监控服务，以满足汽车制造业对冲压件生产设备高度自动化、人工智能化、成本低廉化的需求趋向。
据了解，目前，济南二机床工厂的数字化升级与优化，主要由公司技术中心来实施。
民营企业代表大连光洋集团投资23亿元新建大连智能制造装备产业园。其中，位于地下的25万平方米恒温恒湿地藏式主体厂房颇受大家关注。该产业园采用“大数据+互联网+物联网+人工智能”集成技术，以实现数字化、网络化、智能化工厂管控的实施方案。
作为目前国内机床领域投资最大的项目，大连智能制造装备产业园的自主配套率也很高。据大连光洋集团王新光介绍，经过多年的自主创新，光洋科技集团已经形成从关键执行部件、数控系统、各类伺服电机，到五轴复合数控加工中心完整的技术链和产业链，因此才能达到85%的自主配套率。
“一方面，我们在老工厂的局部进行智能化升级试点应用，不断积累成功经验和适合自己的解决方案；另一方面，分阶段、分步骤对产业园进行部署实施。”王新光说。
升级路径，区域有差异
在“中国制造2025”、“互联网+”等纲领性政策引导，供给侧改革带动经济结构进一步优化的大背景下，机床行业结构性变化逐步凸显，部分产品品类单一、更新速度较慢的机床制造企业已相继倒闭，而机床产品智能化，商业模式客户化，工业服务多元化将成为行业主要发展方向。
国内机床企业也形成了各不相同的智能化升级风格，遭遇到不同的升级“囧”境。很多老国企家底深厚，但历史遗留问题不少，改革步伐迈得艰辛，却能另辟蹊径。
2018年半年度业绩报告显示，沈阳机床终于扭亏为盈。纵观改革之路，沈阳机床近年来大力推进由传统制造商向“以智能制造为核心的工业服务商”转型，不断优化经营模式。通过建设智能工厂、5D智造谷等生产力服务平台，实现产品服务化；通过与国银租赁等第三方金融机构合作，依托产业金融工具，实现产品金融化；显著提升i5智能机床的市场营运总量，驱动公司业绩不断向前发展。
值得一提的是，沈阳机床5D智造谷以i5智能机床为核心，联合地方政府，打造i5智能机床+工业互联网+金融+大数据+再制造的智能制造共享平台。近年来，沈阳机床通过核心技术突破，走出了一条从i5智能机床产品到智能工厂、从智能工厂到“5D智造谷”、从“5D智造谷”到i5智能制造生态系统的智能制造新模式。
然而，机床行业的转型升级并非都是喜讯。据业内人士彭齐勇透露，南北方对于智能工厂建设、智能化升级的态度差异明显。国内机床厂主要分布在东北、山东、长三角、珠三角地区。北方地区多为国企，在推动智能升级上，内部流程复杂，推动难度较大；南方多为民营企业，对于成本的管控力度更高。“比如，我推荐一款智能新产品，北方企业会说，‘东西是好东西，但我们这种公司不会第一个吃螃蟹’，” 彭齐勇举例说，南方机床企业更加关注产品是不是更先进、更智能，对新事物的接纳程度更高，如果是“别人没用过的更好”，愿意“当第一个吃螃蟹的人”，智能产品的独有性可能会带来更多的附加价值和回报。再加上南北地区的用工成本有差异，企业旱涝保收的情况下，北方企业的积极性明显不如南方企业高。
“下游行业的不同，也是造成南北机床企业对智能化升级所持积极性不同的原因。”王新光说，南方地区对于智能化的需求、升级改造的市场规模比北方大很多。从下游行业来看，北方侧重于重工业，南方多为3C行业，各自生产产品定位不同。而3C行业产品迭代速度很快，需要上游企业也保持快速更新。
全世界还没有真正意义的机床智能工厂
“国机床工具行业智能工厂建设方面基本为零，” 智能制造管理顾问金昕炜直言不讳地说，“即便是号称中国第一座世界一流的智能网络化机床制造工厂——日本山崎马扎克株式会社投资的宁夏小巨人机床有限公司，离真正意义上的智能工厂也有距离。”
小巨人的机械加工车间实现了生产线联网和柔性生产，可以实时采集每台设备的加工数据、过程数据及健康状态数据，也可通过智能生产中心向设备发送生产指令和程序。这些特征和智能制造的硬件架构相吻合，可以初步判定小巨人的机械加工车间为智能车间。然而，实时数据的价值能不能被充分发掘，尚未得知。
实时数据是否价值化，才是智能工厂真正意义上的判断标准。金昕炜认为，至于国内主要机床厂商的智能工厂建设，和小巨人相比，还有很长的一段路要走。
中国机床工具行业智能工厂建设需要分两步走。”金昕炜指出：
第一步是功能部件的智能生产。小型化功能部件的生产标准化程度较高，智能制造的实现相对容易，大型零部件的生产布局分散，智能制造的实现难度较高。
他所指的“容易”也只是相对容易，功能部件的智能生产需要量化管理、标准化管理、TOC管理、线平衡管理、SMED技术、TPM管理、机床联网技术、在线数据采集技术、数据应用技术等管理体系和技术的支撑。
第二步是智能装配。机床床身重量和体积的特殊性，导致机床的智能装配变成了世界级难题。
“可以这么说，世界上还没有一家真正意义上的机床智能工厂。”金昕炜总结道。
自动化厂商能否分杯羹？
从中国机床工具工业协会最新公布数据来看，2018年1-11月，全行业的主营业务收入和利润总额仍处于增长区间，但增幅延续下半年以来逐月缩小趋势。其中，1-11月主营业务收入同比增长已降低到2.0%，与1-4月份的21.5%相比已经有很大落差。
Gongkong研究显示，2018年前三季度，机床工具行业自动化产品市场一直保持增长态势，智能智造项目、新能源汽车、汽车及汽车零部件行业、三航两机、军民融合等领域项目陆续释放，带动高端数控机床需求上升，基础制造装备行业技术不断提升。去年上半年，机床工具行业对运动控制、传动系统、控制系统、工厂自动化传感器、执行机构的采购需求皆处于上升阶段；进入第三季度，市场需求小幅增长，与2017年同期相比增速明显放缓；预计全年实现5-6%的增长。
在与机床工具企业的互动中，自动化厂商市场活动主要以技术交流和新产品推广为主。当然，据工控小编的了解，自动化供应商也非常愿意将先进的数字化解决方案导入到机床工具企业，帮助他们进行智能化升级改造。
“迈向‘工业4.0’，西门子拥有非常丰富的产品线，旨在帮助客户提升行业竞争力。”西门子（中国）有限公司数字化工厂集团运动控制部机床数控系统总经理杨大汉说，“我们的机床数字化制造总体策略主要体现在两个维度：一是帮助机床制造企业实现数字化；二是帮助我们的终端用户走向数字化道路。”
诸如，以“数字化双胞胎”为核心的数字化企业解决方案可以帮助客户降低成本、减少研发时间。据杨大汉介绍，采用西门子数控技术的机床，其虚拟机床的控制系统与西门子的Sinumerik数控系统使用相同的控制软件。借助虚拟NC内核，可仿真和试运转“数字化双胞胎”中的虚拟机床，从而提前对程序和复杂运动序列进行仿真测试和验证，以提高实体机床后续实际加工的精确度和可靠性，最大限度缩短产品的调整时间。这些优势在小批次、定制化产品的生产中更为明显。
据工控小编了解，目前国内个别机床厂商正在开发数字孪生技术。在智能工厂建设和升级上， 机床大厂大多选择“自力更生”，升级改造皆为“公司内部行为”，就项目整体而言，较少求助外力。究其原因，一方面是习惯了自己干，且有能力自己干，另一方面，企业自身对所处行业的行业Know-How知之颇深，“鞋合不合脚，自己知道”。
中小机床厂商则更愿意借助外力进行智能化升级改造。特别是随着机床工具行业分工越来越细，中小厂商更侧重于对机床结构、用户加工工艺的实现，“按需购买”“买来好用”则是他们关注的重点。
对于机床工具企业如何更好地实施智能制造，金昕炜建议，老老实实打好管理基础，不要盲目上智能制造。在北京航空航天大学机械工程及自动化学院博士生导师刘强教授提出的“智能制造三要三不要原则”上，金昕炜提供了简化版的“智能制造三不原则”：工艺优化之前，不要做自动化；管理流程梳理之前，不要做信息化；实时数据全面化之前，不要做智能化。
“信息化是智能制造的基础之一，而信息化的基础是量化管理、项目管理、流程管理，等等。其中，数据的采集不但需要实时，而且需要全面覆盖，而这建立在量化管理、信息化、设备联网、数据实时采集技术等之上。” 金昕炜强调说，“管理基础不牢靠，只会引发信息失真，从而导致决策错误。请机床企业们重视管理，导入精益管理进行持续改善，企业管理之路没有捷径。”
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