破解“小批量、多品種、大規(guī)模定制”制造難題。

文｜徐鑫

編｜任曉漁

浙江桐廬的?？低曋圃旎氐能囬g里，1500臺移動機(jī)器人在廠房內(nèi)穿梭不停，精準(zhǔn)地把物料從各級倉儲貨架配送到線頭。全自動無人化生產(chǎn)線上，AI及智能感知技術(shù)讓智能攝像機(jī)生產(chǎn)自動完成物料供給、裝配測試包裝、成品入庫工作。

你可能對無人化產(chǎn)線和移動機(jī)器人集群已經(jīng)見怪不怪了。但不同于傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)模式——單個訂單就能生產(chǎn)成千上萬件。?？倒S特殊之處在于，每天上萬個訂單需求，關(guān)乎幾十萬種物料的調(diào)度，涉及三萬個產(chǎn)品型號，最小的訂單可能只有幾件產(chǎn)品，是典型的“多品種、小批量、大規(guī)模定制”生產(chǎn)。

要讓整個智能工廠在這樣復(fù)雜的生產(chǎn)條件下，始終保持井井有條、高效協(xié)同的運(yùn)轉(zhuǎn)，并不是一件容易的事。質(zhì)量、效率、成本都是潛在的挑戰(zhàn)。

而?？抵悄芄S卻能柔性、高效和敏捷地完成上述任務(wù)。背后是個系統(tǒng)工程，智能工廠在生產(chǎn)建設(shè)之初就考慮到了柔性，既能匹配多種產(chǎn)品型號的工藝要求，做到生產(chǎn)節(jié)拍、設(shè)備利用率和物流配送等綜合最優(yōu)，實現(xiàn)從訂單到交付全流程智能化運(yùn)作。

T型叉車物料精準(zhǔn)配送。

工廠像一個智能生命體，“AI大腦”能思考和決策復(fù)雜的生產(chǎn)計劃節(jié)奏安排；移動機(jī)器人集群和各類智能裝備像“靈活手腳”，一方面能準(zhǔn)確的時間把幾十萬種各不相同的物料精準(zhǔn)地送到指定工位，并能穩(wěn)定地執(zhí)行生產(chǎn)作業(yè)操作；而超越人類感知能力的“眼、耳、鼻、舌”等“智能感官系統(tǒng)”，則實時感知人、機(jī)、料、法、環(huán)狀態(tài)，提取數(shù)據(jù)幫助大腦決策、手腳行動。

這套為解決自身“多品種、小批量、大規(guī)模定制”的制造難題而打造的技術(shù)體系，日前還得到了國家級認(rèn)可，“物聯(lián)感知產(chǎn)品大規(guī)模個性化定制智能工廠”成功入選全國首批領(lǐng)航級智能工廠培育名單。這表明了海康在智能制造領(lǐng)域具備標(biāo)桿實力，而這種“柔性、高效、敏捷”制造模式也在中國制造轉(zhuǎn)型升級浪潮里具備引領(lǐng)價值。

那么?？凳侨绾未蛟斐鲞@套智能工廠技術(shù)體系的，?？抵悄芄S靠什么走向領(lǐng)航？

01

如何破解柔性制造難題

?？低]工廠的電裝工廠SMT貼片產(chǎn)線，這里每天平均換線25次，最高需換線40次，有時候十分鐘內(nèi)涉及到兩種型號的產(chǎn)品生產(chǎn)，而不同型號的產(chǎn)品就涉及到不同的物料準(zhǔn)備和生產(chǎn)工藝安排。

很多人并不理解產(chǎn)線換線到底意味著什么。它并不是按一個開關(guān)，產(chǎn)線就自動完成了調(diào)整，而是一場牽一發(fā)動全身的微型生產(chǎn)系統(tǒng)重組。

產(chǎn)品的差異度越大，換線所涉及到的調(diào)整就越多。

?？档挠布a(chǎn)品型號高達(dá)30000多種，以生產(chǎn)攝像機(jī)產(chǎn)品為例，就存在鏡頭規(guī)格、外觀尺寸、設(shè)備精度等諸多差異，還需根據(jù)使用場景，搭載如防爆、耐腐蝕、耐高溫或低溫等不同的定制化功能，組合起來產(chǎn)品種類非常多。每切換一種型號的產(chǎn)品，它的工藝制造方法、零部件組成到生產(chǎn)流程可能都出現(xiàn)了極大的調(diào)整。

PCBA自動化生產(chǎn)車間。

而每一次換線，還會帶來額外的成本和工作。設(shè)備需要短暫停止生產(chǎn)，新的原料要就緒，機(jī)器設(shè)備的溫度、速度參數(shù)也要調(diào)整，人員的配備也可能有變化。生產(chǎn)的連續(xù)性會被打斷，工廠產(chǎn)能就無法滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生空轉(zhuǎn)和浪費(fèi)。另外換線還會給質(zhì)量把控帶來挑戰(zhàn)。

正是在這么復(fù)雜的變動下，?？档呐懦滔到y(tǒng)需要綜合考慮各種物料齊套、工藝安排、設(shè)備產(chǎn)能和人員安排等各種因素，尋找平衡生產(chǎn)的最優(yōu)解。

為什么要頻繁換線？這與?？邓诘闹悄芪锫?lián)領(lǐng)域高度碎片化的市場需求相關(guān)。

過去二十多年時間里，海康經(jīng)歷快速發(fā)展，從研發(fā)視頻壓縮板卡起步，一步步突破“視頻監(jiān)控”、“綜合安防”的業(yè)務(wù)邊界，進(jìn)入智能物聯(lián)領(lǐng)域，現(xiàn)在這家公司的產(chǎn)品與服務(wù)已經(jīng)覆蓋100多個子行業(yè)，涉及到數(shù)百個具體場景。2024年?？的戤a(chǎn)2.56億臺智能物聯(lián)產(chǎn)品，但它分散到每個訂單平均只有約40臺，訂單定配置比例高達(dá)75%。

這種“小批量、多品種、大規(guī)模定制”的制造模式，與工業(yè)革命以來的制造業(yè)以機(jī)器大生產(chǎn)和規(guī)?；圃斓哪Ｊ酱笙鄰酵ァ?/strong>

傳統(tǒng)大批量生產(chǎn)最大特點(diǎn)是規(guī)模。福特創(chuàng)造的流水線生產(chǎn)通過分工，把整個生產(chǎn)線切成一個一個的小單元，每個環(huán)節(jié)處理同樣的工作，整條產(chǎn)線依靠分工合作，實現(xiàn)了生產(chǎn)效率的提升。

但如果一條產(chǎn)線或者設(shè)備要時刻準(zhǔn)備生產(chǎn)不同的物品，每個訂單規(guī)模極小，依靠規(guī)模攤薄的成本以及效率優(yōu)勢就很容易蕩然無存。

如何解決這樣的小批量、多品種、大規(guī)模定制難題呢？

早在2010年到2015年之間，?？倒芾韺泳鸵呀?jīng)察覺到了挑戰(zhàn)的來臨。上市幾年間，這家公司的營收規(guī)模就從最初的36億左右一路倍數(shù)級攀升。到2015年營收規(guī)模到了252億左右，產(chǎn)品線已經(jīng)拓展到了板卡、DVR和模擬攝像機(jī)等多個領(lǐng)域，小批量多品種的業(yè)務(wù)特性初現(xiàn)端倪。

從這時開始，?？导Y(jié)了一支精悍的隊伍，開啟了長達(dá)十余年的生產(chǎn)制造端的數(shù)智變革。

2015年到2020年，是這個智能制造技術(shù)體系的數(shù)字筑基階段。這一時期，?？禈?gòu)建了制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、工藝管理系統(tǒng)MPM等一系列業(yè)務(wù)系統(tǒng)，來實現(xiàn)生產(chǎn)過程管理，確保生產(chǎn)一致性，保障產(chǎn)品質(zhì)量。同時自動化設(shè)備和移動機(jī)器人無人配送都已開始探索，為后續(xù)物聯(lián)感知、人工智能和大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)落地?？抵圃飕F(xiàn)場奠定了數(shù)字底座。

2020年開始，?？倒S開始探索智能化應(yīng)用，生產(chǎn)制造場景里，?？底匝械腁I技術(shù)和智能應(yīng)用逐漸落地，比如產(chǎn)線上基于MES實現(xiàn)智能排產(chǎn)排程，基于MPM系統(tǒng)智能生成工藝路線，都實現(xiàn)了規(guī)?；瘧?yīng)用。

2024年以來，大模型技術(shù)與工業(yè)制造的結(jié)合如火如荼，?？狄矊⒋竽Ｐ图夹g(shù)引入了工藝設(shè)計、生產(chǎn)日常管理等多個場景，實現(xiàn)了更大規(guī)模的智能化。

?？涤^瀾工業(yè)大模型產(chǎn)線場景方案。

這十余年里，?？档漠a(chǎn)品種類拓展到三萬多種，營收規(guī)模突破924.96億元，對生產(chǎn)端的高效、敏捷和柔性要求也步步提升，?？档闹悄芄S體系也適應(yīng)這些需求，逐漸成長為了一個具備智能感知體系、AI決策大腦和靈活手腳的超級智能體。

02

長在自有技術(shù)基座上

相比許多國內(nèi)企業(yè)的智能制造體系，?？抵悄芄S很大的一個特點(diǎn)是，大量的技術(shù)能力都與海康自身布局和發(fā)展的方向有關(guān)。

可以說，這個智能工廠是在?？底陨淼募夹g(shù)沃土上成長出來的。

以智能感官體系為例，目前?？抵悄芄S中有大量的工業(yè)相機(jī)、產(chǎn)線相機(jī)、熱成像相機(jī)、X光智能缺陷檢測設(shè)備、聲振溫監(jiān)測系統(tǒng)等物聯(lián)感知設(shè)備，以及大模型技術(shù)也用來實時感知工廠中人、機(jī)、料、法、環(huán)的運(yùn)行狀態(tài)，形成了超越人類感知能力的“眼、耳、鼻、舌”等“智能感官系統(tǒng)”，這套體系也是整個智能工廠數(shù)字孿生建設(shè)、智能化升級的基石。

這里面涉及到了大量的物聯(lián)感知設(shè)備、AI以及大數(shù)據(jù)技術(shù)。而海康經(jīng)過多年布局，物聯(lián)感知、人工智能、大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為海康技術(shù)體系里的三大核心技術(shù)，積累深厚。?？档闹悄芄S成為了這些自研技術(shù)最佳的實踐和應(yīng)用場之一。

海康睿影X-ray智能缺陷檢測設(shè)備。

比如，目前?？档漠a(chǎn)品陣營里覆蓋毫米波、紅外、激光、X 光、紫外等電磁波譜系，并融合聲波、振動、溫濕度、壓力、磁力等傳感技術(shù)，開發(fā)了超30000種豐富多樣的智能物聯(lián)產(chǎn)品。2017年產(chǎn)線開始部署視覺感知能力時，?？档闹圃靾F(tuán)隊自然地就將自研的工業(yè)相機(jī)等視覺產(chǎn)品部署到了生產(chǎn)場景。

AI技術(shù)也是同樣，?？祻?006年起組建了智能算法團(tuán)隊開始探索智能化技術(shù)，聚焦于視覺感知技術(shù)。深度學(xué)習(xí)技術(shù)興起以后，海康在業(yè)內(nèi)率先推出了基于深度學(xué)習(xí)的前后端嵌入式產(chǎn)品。2018年?？涤滞瞥鯝I開放平臺，行業(yè)用戶與生態(tài)伙伴可以很便捷基于這個平臺來應(yīng)用和落地AI。

大模型浪潮來臨，海康又自研了觀瀾大模型體系，構(gòu)建了物聯(lián)感知大模型、語言大模型和多模態(tài)大模型等多種模型，能服務(wù)從感知到認(rèn)知的技術(shù)鏈條。

這些AI的積累為?？抵悄芄S里的各類AI應(yīng)用奠定了技術(shù)支撐。

比如，2017年，這個智能工廠就基于自研視覺能力在一些產(chǎn)品生產(chǎn)測試環(huán)節(jié)探索質(zhì)量檢測類應(yīng)用。而2020年之后，配件組裝時漏放、錯放等人員行為檢測的AI應(yīng)用也已逐步落地。

觀瀾大模型推出后，工廠產(chǎn)線上實現(xiàn)了讓“大模型質(zhì)檢員”通過實時識別拿取配件的手部動作，智能判斷配件是否拿齊。這省去了傳統(tǒng)物料齊套管理環(huán)節(jié)，提升質(zhì)量一致性又縮短了作業(yè)周期。

智能工廠要運(yùn)轉(zhuǎn)還離不開大量的基于生產(chǎn)的高質(zhì)量數(shù)據(jù)。海康自身技術(shù)體系里也具備了這部分支撐能力?；谠贏I、大數(shù)據(jù)等技術(shù)領(lǐng)域的深厚積累，?？禈?gòu)建了“云邊融合、物信融合、數(shù)智融合”的能力架構(gòu)，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效處理與分析，為智慧工廠的技術(shù)體系建設(shè)提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)底座。

同樣的場景在智能工廠的智能化手腳能力部分也在上演。

移動機(jī)器人。

目前海康的工廠里配備了大量的移動機(jī)器人集群，整個工廠的內(nèi)物流都由移動機(jī)器人挑大梁。物料能隨著工廠生產(chǎn)節(jié)奏的變化，被精密地調(diào)度到了操作員工位，成為柔性、高效、敏捷生產(chǎn)的一部分。這個龐大機(jī)器人集群得以建成，就與其子公司?？禉C(jī)器人專注于智能制造和智慧物流場景的能力直接關(guān)聯(lián)。

可以說，?？底陨韲@著智能物聯(lián)硬件設(shè)備、AI和大數(shù)據(jù)技術(shù)等的長期積累，給?？档纳a(chǎn)制造體系提供了源源不斷的技術(shù)支持。

正是這個肥沃的內(nèi)生技術(shù)土壤，讓“物聯(lián)感知產(chǎn)品大規(guī)模個性化定制智能工廠”得以在十余年里一步步長成。

03

“訂單變散”的趨勢下，何以領(lǐng)航

三個月前，蘋果CEO庫克用一句熟悉的“Good Morning”給大眾帶來了四款新機(jī)：iPhone 17、iPhone 17 Air、iPhone 17 Pro和iPhone 17 Pro Max。算上顏色差異，存儲容量差異，產(chǎn)品的型號超過了幾十種。相比而言，2007年6月29日擺到商品貨架上的第一代iPhone在外觀、尺寸、功能上完全統(tǒng)一，只有存儲容量4GB和8GB兩種可選。

這一組數(shù)字對比能看到，即使是全球最暢銷的消費(fèi)電子品牌，產(chǎn)品型號過去近二十年在飛速膨脹。消費(fèi)市場的細(xì)分、多元趨勢下，以大規(guī)模生產(chǎn)著稱的行業(yè)里，需求也在變得更強(qiáng)調(diào)個性化。

這個案例所反映的趨勢也意味著，“多品種小批量大規(guī)模定制”的生產(chǎn)模式，可能并不是?？氮?dú)有的挑戰(zhàn)。

這個趨勢過去二十多年，在服裝行業(yè)里表現(xiàn)得登峰造極。快時尚品牌H&M和Zara們盛行一時靠的就是小訂單超多款式快速測款，到Shein橫掃全球時，市場觀察人士指出它一天可能上線幾千個款。

每個款式首次生產(chǎn)訂單量很小，根據(jù)市場實時銷售數(shù)據(jù)，對爆款在極短時間內(nèi)多次返單補(bǔ)貨。這也是行業(yè)里“小單快反”這個詞的由來。

這一運(yùn)營模式背后，是市場供給高度豐富，消費(fèi)者們需求的分層。整齊劃一的大路貨已經(jīng)很難吸引消費(fèi)者們的眼光，更個性化、更貼近獨(dú)特的圈層審美的產(chǎn)品才有可能殺出重圍。

于是企業(yè)改變了從前最少500～1000件的生產(chǎn)制造模式，而是以低至50件甚至30件的小訂單，快速把產(chǎn)品推向市場，降低庫存風(fēng)險，提升銷量轉(zhuǎn)化效率。

汽配行業(yè)也是同樣。隨著各種汽車品牌的涌現(xiàn)，許多汽配企業(yè)也需要面對和適應(yīng)多品種、小批量的規(guī)模化生產(chǎn)。

某種程度而言，?？邓诘闹悄芪锫?lián)行業(yè)所面臨的“多品種、小批量、大規(guī)模定制”的制造模式，正由于行業(yè)差異、客戶差異、應(yīng)用場景差異等多種因素影響，成為制造業(yè)的一種普遍趨勢，碎片化、品種增多、單批變小。

這些領(lǐng)域里，供應(yīng)鏈和生產(chǎn)制造體系都需要從大規(guī)模生產(chǎn)適應(yīng)這種訂單變散的趨勢，走向敏捷、柔性和高效。

這也讓?？抵悄芄S體系有了廣泛的復(fù)制推廣價值，而這也許是海康的“物聯(lián)感知產(chǎn)品大規(guī)模個性化定制智能工廠”入選全國首批領(lǐng)航級智能工廠培育名單的題中應(yīng)有之義。

實際上，?？抵悄芄S中沉淀的成熟智能制造經(jīng)驗及解決方案已經(jīng)向產(chǎn)業(yè)鏈上下游輸出。

早在2017年它就承擔(dān)了國家智能制造新模式應(yīng)用項目，2020年被成功認(rèn)定為浙江省首屆“未來工廠”。目前已經(jīng)實現(xiàn)了2000余家供應(yīng)商、80萬家渠道商的數(shù)字化協(xié)同，帶動了一批產(chǎn)業(yè)鏈上下游伙伴產(chǎn)值提升與模式變革。

而這套技術(shù)體系還在包括石化煤炭、鋼鐵有色、機(jī)械裝備、電子電器、汽車制造等諸多領(lǐng)域和行業(yè)在內(nèi)落地，助力一批企業(yè)的制造數(shù)字化和智能化升級。

?？抵悄苤圃烊耸拷榻B，領(lǐng)航級智能工廠建設(shè)是新的起點(diǎn)，未來將充分發(fā)揮自身在智能物聯(lián)領(lǐng)域的優(yōu)勢，推動物聯(lián)感知、AI、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)，在智能工廠全業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的深度應(yīng)用，為加速中國制造升級提供更多可復(fù)制、可推廣的優(yōu)秀實踐。

而?？抵悄苤圃熳叱龅倪@條“技術(shù)自研-工廠驗證-行業(yè)輸出”路徑，也為探索未來制造新形態(tài)提供了更多的可能性。