巨系统、自组织、超柔性，传说中的未来制造业，究竟是怎么样的?

　　牛年新春，当我们走进中国汽车轮毂轴承单元行业龙头制造企业——浙江兆丰机电股份有限公司时，答案已浮现在眼前。

　　“1997年公司成立、2001年开始数字化、2014年机器换人、2018年建设数字大脑、2019年5G全厂赋能、2020年新一代智能工厂投用、今年谋划布局航天航空、地铁盾构等的轮毂轴承‘卡脖子’技术……”董事长孔爱祥讲述“兆丰简史”，就是一部传统制造业全面拥抱智能制造的进化史，更是一部企业迈向“隐形冠军”之路的攀登史。

　　“未来工厂有三个关键词：场景、连接、业务。”孔爱祥带着我们走进车间。

　　关键词一　场景

　　“黑灯工厂”

　　机器人造机器人

　　来到兆丰三厂的车间，一种“冷清”感扑面而来：只闻机床轰鸣声，却鲜见工人身影。孔爱祥告诉我们，大年初四工厂就已经开工。这让我们更感疑惑：偌大的车间，既然已经开工，为何见不到忙碌的工人?

　　“我理解的‘未来工厂’，首先要有场景化应用。”孔爱祥边走边解释，场景就是一桩桩、一件件摆在企业实际生产过程中的困难。比如，最典型的“场景”就是当下：新春伊始，大部分制造企业都要经历一年一度的招工难、用工贵。显然，“兆丰”早已无须为此担忧。　　

　　车间里，几台搭载着加工好的轮毂轴承的AGV(自走式车辆)来回穿梭。它们到目的地将身上的产品自动卸下，又立刻调头前往下一个点。早上9时，正是忙得不亦乐乎的时候。除了搬运，小车还能对物料进行打包。这样的无人搬运小车，仅这一个分厂，就有百余辆。

　　产品和物料在装卸、搬运、打包全过程中的自动化，可以在一定程度上解释车间的“冷清”，那操作工总少不了吧?带着疑问，我们顺着孔爱祥手指的方向，朝生产线看去：在1号生产线尽头看到一名车间工人，不过他手头忙活的并不是加工，而是忙着质检。

　　真正“干活”的是一只只智能机械手。这些机械手辗转在三台数控机床之间，这头刚把物料摆放到机器上，其后便有条不紊地抓取新的物料，将其翻个身，又顺势放置到另一台机器上。轮毂轴承单元十分沉重，如果由人工来完成这一步骤，不仅需要大量人力，而且万一手滑酿成工伤，会给企业和工人都带来不必要的损失。

　　“通过编程，智能机械手可以完成多种预期的作业，我们一条生产线只需一名工人，甚至实现一名工人负责四条生产线。”孔爱祥向我们透露，如今占地75亩的三厂区，总人数不到100个，却创造了3亿元的年产值。

　　数字化仓储配送、自动化制造，“冷清”背后彰显的是生产车间对人员、流程做“减法”后的生产智能化。在兆丰机电，正演绎着“黑灯工厂”机器人造机器人的真实场景。

　　关键词二　连接

　　“工业大脑”

　　让数据产生价值

　　“第二个关键词是连接，是万物互联。”孔爱祥带我们来到兆丰的数字工厂管理平台“兆丰数据中枢”大屏幕前，“通过人、机、物的链接，打通各个信息系统的底层数据，完成运营全过程数据集成，建成兆丰工业大脑。”

　　一件标准的汽车轮毂轴承，离不开各种零部件产品的“八方支援”。那么，按照生产进度，需要采购哪些零部件?各采购多少?这个略显费劲的问题，对有了“工业大脑”的未来工厂来说只是小菜一碟，不仅供货商名录一目了然，而且品名、数量也尽在掌控。　　

　　正当我们为采购的智能化竖起大拇指时，大屏上突然跳出车间设备的报警信息。原来，通过5G的设备互联，车间犹如有了发达的“神经系统”，工业大脑能即时汲取所有信息并做出反馈，车间里的大事小事透明可见，可疑的蛛丝马迹无所遁形，产品合格率不在话下，生产效率也大大提高。就连公司客户，也多了一双可远程在线监测其产品的关键生产环节、了解生产进度的“千里眼”。“尤其在疫情期间，工业大脑起到了很大作用。”孔爱祥说。

　　而最新连接上“工业大脑”的，是公司的智能产品“免维护轮毂轴承单元”。“这是一个直击大货车痛点的产品。以前，大货车的轴承轮毂单元需要拆开检查，一年起码两次。而我们的智能轮毂单元能从温度判断内部情况，温度正常就不用拆开来看，一旦温度过高会立即提醒司机进行保养。”孔爱祥介绍，产品的使用数据反过来也将指导设计生产。

　　单纯投入高性能设备，为生产效率带来的贡献越来越受局限;工业产品的生产，是一个“巨系统”，只有从系统上进行变革，才能进一步激发生产潜能。孔爱祥介绍，眼前的这个融合了供应链管理系统、企业资源规划、客户关系管理等业务系统，专家知识、机理经验、文本等离散信息，能耗环境监测、地理气候等实时数据的“工厂大脑”，通过发现、采集、分析数据，优化配置设计、供应、制造和服务资源。“以智能驱动创新，让数据产生价值。”

　　关键词三 业务

　　“数字孪生”

　　练就硬核实力

　　“第三个关键词是业务，是市场竞争力。”无论是“黑灯工厂”，还是“工业大脑”，最终的目的只有一个：让企业练就一身硬核实力。

　　一抬头，我们看见工厂外墙上，写着一幅标语：“最高品质、最低成本、最短交期”。“这就是我们20年来孜孜不倦追求‘未来工厂’的内生动力。”孔爱祥说。他指着展厅里的一件毫不起眼的农机轴承单元，骄傲地宣布：“这家伙刚刚击败了欧洲某世界一流品牌。”

　　春节前，一场由第三方机构举办的全球农机轴承单元寿命“比武”拉开帷幕，共有十几家企业参加这场农机轴承的“拉力赛”台架试验：轴承在测试台上不停旋转直至损坏。春节假期前，其他农机轴承纷纷报废退场，只剩下“兆丰”与另一家欧洲某世界一流的轴承企业的产品继续PK。“春节期间，对手也报废了，转了1000多个小时，我们的轴承完胜。不过，第三方机构希望测出它的最终寿命，所以它还在台架上转，到现在已经转了1500个小时。”

　　我们忍不住打探其中的奥秘，孔爱祥道出了门道——“数字孪生”技术在淬火工艺中的运用。淬火，是汽车轮毂轴承制造的重要工序，决定着轴承的硬度。如何在不做破坏检测的前提下，检验产品淬火硬度?兆丰机电通过20多年来积累的大量数据，蹚出一条新路。

　　“1秒钟、27个点、32万次云计算，通过对监测数据的分析，我们为它创造了一个数字版的‘克隆体’。”孔爱祥解释说，产品自身的实时状态、外界环境条件，都被复制到“克隆体”身上，再通过对淬火工序的动态仿真，使得产品的硬度、硬化层深度发生改变，从而提升其品质。

　　而这正是其能与世界一流企业比拼的底气所在。尝到了数字孪生带来的甜头，如今兆丰机电已经将此技术应用到所有型号的产品中，有效地提升产品的可靠性和可用性，并降低产品的研发和制造风险。