BCG波士頓咨詢公司發(fā)布了關(guān)于未來工廠的最新研究報(bào)告《2016年未來工廠研究》，通過研究汽車供應(yīng)商和整車廠來探究未來幾十年的工廠，在利用創(chuàng)新提高生產(chǎn)效率方面，這兩類企業(yè)一直走在前列。報(bào)告的目的是描繪2030年未來工廠的藍(lán)圖，并對(duì)其價(jià)值進(jìn)行評(píng)估和制定實(shí)施路線。
未來工廠的要素
作為一種未來設(shè)想，未來工廠是是指制造商應(yīng)通過改進(jìn)工廠結(jié)構(gòu)、工廠數(shù)字化和工廠流程，來提高生產(chǎn)效率。通過未來工廠結(jié)構(gòu)、數(shù)字化、流程來說明未來工廠是由哪些要素構(gòu)成。
未來工廠的結(jié)構(gòu)
未來工廠結(jié)構(gòu)的布局更加靈活、方向更多，擁有模塊化生產(chǎn)線裝置和可持續(xù)的生產(chǎn)流程。其結(jié)構(gòu)主要包括多方向式布局、模塊化生產(chǎn)線裝置和可持續(xù)生產(chǎn)。調(diào)查中，無論是現(xiàn)在還是未來，受訪者都認(rèn)為工廠結(jié)構(gòu)在遠(yuǎn)水救不了近火工廠中發(fā)揮重要作用。
多方向式布局。未來工廠將會(huì)采用多方向式布局，將產(chǎn)品放在無人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)上，通過與生產(chǎn)機(jī)器相聯(lián)系來單獨(dú)指導(dǎo)生產(chǎn)。德國(guó)奧迪R8的工廠里就沒有固定的傳送帶，。與此相反，按照地面激光掃描儀和RFID技術(shù)，無人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)會(huì)在裝配流程中移動(dòng)車體，達(dá)到快速改變裝配布局的目的。
模塊化生產(chǎn)線裝置。未來的工廠結(jié)構(gòu)擁有可更換的生產(chǎn)線模塊和生產(chǎn)機(jī)械，可輕松進(jìn)行重新配置。目前，豐田正在墨西哥和中國(guó)的工廠裝配“簡(jiǎn)單利落”的生產(chǎn)流水線。這家汽車制造商將會(huì)使用模塊化的傳送帶（建在工廠地面而不是坑井中）給工人提供更大的靈活性，他們可以靈活地改變生產(chǎn)線的長(zhǎng)度和移動(dòng)線端設(shè)備。
可持續(xù)生產(chǎn)。未來工廠的目的是實(shí)現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)生產(chǎn)，其中包括有效利用能源和材料。偉巴斯特已為羅馬尼亞阿拉德的工廠配備了LED照明和夜間自動(dòng)冷卻系統(tǒng)，從而大大降低了能源消耗。
未來工廠的數(shù)字化
制造商對(duì)數(shù)字技術(shù)的使用越來越廣泛。越來越多的公司都嘗試引入更智能的自動(dòng)化生產(chǎn)，以此來提高生產(chǎn)效率。
智能機(jī)器人的安裝。機(jī)器人可以執(zhí)行工人無法執(zhí)行的復(fù)雜任務(wù)，能夠快速地從生產(chǎn)線收集信息，按其特性自動(dòng)調(diào)整它們的動(dòng)作。
使用協(xié)作機(jī)器人。機(jī)器人可以與工人展開協(xié)作。在德國(guó)的大眾汽車工廠中，協(xié)作機(jī)器人完成了工廠無法擰緊的螺絲。
實(shí)行增材制造。制造商已開始使用3D打印技術(shù)制作工具和組件。勞斯萊斯幻影這款車使用3D打印技術(shù)制作的部件超過1萬個(gè)。
使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（例如佩戴智能眼鏡）能使員工獲得視野范圍的信息。這種協(xié)作技術(shù)在裝配、維護(hù)和物流等方面特別有用。德國(guó)的大眾汽車的工廠就已經(jīng)配置了3D智能眼鏡，進(jìn)行訂單揀選。
應(yīng)用生產(chǎn)模擬技術(shù)。使用實(shí)時(shí)3D生產(chǎn)模擬技術(shù)，制造商可以優(yōu)化生產(chǎn)流程和物料流。
進(jìn)行實(shí)境培訓(xùn)。3D模擬培訓(xùn)有助于員工在現(xiàn)實(shí)化環(huán)境中學(xué)習(xí)，奔馳通過車輛和裝配組件的數(shù)字模型開發(fā)出虛擬裝配生產(chǎn)線。員工在虛擬環(huán)境中使用虛擬角色，分析完成裝配任務(wù)的最佳方法。
進(jìn)行去中心化生產(chǎn)指導(dǎo)。很多公司已開始使用先進(jìn)技術(shù)在工件、機(jī)器和員工之間進(jìn)行通信，從而創(chuàng)造出自主生產(chǎn)流程。博世嘗試開發(fā)能夠檢測(cè)工具位置的程序，根據(jù)工具的位置以及其收到的有關(guān)工件確切位置的信息，這種工具將會(huì)自動(dòng)加載相應(yīng)程序，執(zhí)行特定操作。
進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析。制造商正在使用應(yīng)用程序來自動(dòng)分析大量的數(shù)據(jù)。在位于德國(guó)下圖爾克海姆的工廠，奔馳已在使用預(yù)測(cè)分析來檢測(cè)600多項(xiàng)質(zhì)量影響參數(shù)，生產(chǎn)完美的氣缸蓋。
工廠流程
通過使用新的數(shù)字技術(shù)，制造商已將精益管理提升到了新的高度。在精益管理中，數(shù)字技術(shù)能夠提升的兩個(gè)關(guān)鍵要素是以客戶為中心和持續(xù)改進(jìn)。
以客戶為中心。制造商對(duì)客戶需求有了更深的了解，比如通過大數(shù)據(jù)分析，他們能夠獲得客戶的產(chǎn)品應(yīng)用反饋。反之，公司也可使用這些客戶反饋來改善產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)流程。很多公司還希望能夠利用新技術(shù)，了解客戶在汽車生產(chǎn)方面的意見。
持續(xù)改進(jìn)。制造商正在使用各種新技術(shù)來提升作業(yè)價(jià)值，不斷改進(jìn)生產(chǎn)流程。博世使用的軟件能夠分析燃料噴射器的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，該軟件會(huì)監(jiān)測(cè)流程執(zhí)行率并識(shí)別作業(yè)趨勢(shì)。它能將偏差信息自動(dòng)傳遞給操作員，由他們加以糾正。
全方位一體化價(jià)值鏈
在未來工廠中，由供應(yīng)商、部件制造、沖壓車間、車身車間、涂裝車間、最終組裝及客戶組成的價(jià)值鏈，將實(shí)現(xiàn)全方位一體化，打破傳統(tǒng)界線。在整個(gè)價(jià)值鏈中，IT系統(tǒng)與各種必要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)全方位一體化，將對(duì)生產(chǎn)制造產(chǎn)生促進(jìn)作用。在一個(gè)公司里，這種一體化可以加強(qiáng)研發(fā)部門、生產(chǎn)部門、銷售部門等其他職能部門之間的聯(lián)系。
對(duì)于這種一體化價(jià)值鏈中的每一個(gè)工廠車間，汽車行業(yè)調(diào)查對(duì)象均針對(duì)其認(rèn)為的在工廠結(jié)構(gòu)、工廠數(shù)字化、工廠工藝方面最重要的要素給出了自己的看法。
部件制造
部件制造將具有更大的靈活性、更好的工作條件，并從中受益。例如80%的汽車行業(yè)調(diào)查對(duì)象提到了去中心化生產(chǎn)指導(dǎo)的相關(guān)性，尤其提到了2030年未來工廠機(jī)器參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整。
幾乎所有調(diào)查對(duì)象均指出了機(jī)器與產(chǎn)品之間通訊時(shí)的靈活性提升問題。生產(chǎn)凸輪軸時(shí)，蒂森克虜伯公司為每一凸輪軸分配了一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣代碼，代碼中包含產(chǎn)品數(shù)據(jù)。產(chǎn)品機(jī)器對(duì)每一凸輪軸代碼進(jìn)行掃描，并在執(zhí)行制造任務(wù)前，對(duì)其參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。
此外，超過70%的調(diào)查對(duì)象表示，到2030年時(shí)，增材制造（一般稱為“3D打印”）將與部件制造相關(guān)。其中，提到的增材制造的用途不僅有打印原型，而且還有打印各種工具和零部件。
沖壓車間
沖壓車間的設(shè)備效率將大大提高。93%的汽車行業(yè)調(diào)查對(duì)象提到了2030年預(yù)見性維護(hù)的相關(guān)性。實(shí)際上，大部分調(diào)查對(duì)象已經(jīng)實(shí)施了其第一次預(yù)見性維護(hù)，或者正在計(jì)劃在未來兩年內(nèi)實(shí)施。
德國(guó)舒勒集團(tuán)研制出了一款機(jī)器人，不僅可以沿著沖壓線移動(dòng)零部件，還可以對(duì)各種部件的情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)并提前發(fā)送給工人的更換零件的信號(hào)測(cè)。斯柯達(dá)汽車公司將安裝能耗比傳統(tǒng)系統(tǒng)低15%的沖壓線，對(duì)沖壓期間釋放的能量進(jìn)行回收。
車身車間
各汽車公司正在采用新技術(shù)來提高車身車間的靈活性。超過80%的汽車行業(yè)調(diào)查對(duì)象表示，到2030年，智能機(jī)器人及生產(chǎn)模擬將與車身車間密切相關(guān)。汽車制造商已經(jīng)在利用可以與車身進(jìn)行通訊并根據(jù)接收到的信號(hào)相應(yīng)地調(diào)整自身行為的機(jī)器人，工業(yè)機(jī)器人維修，同時(shí)模擬還可協(xié)助車間布局的規(guī)劃與配置。
庫(kù)卡和微軟兩家公司針對(duì)生產(chǎn)Jeep牧馬人的車身車間開發(fā)出了一款智能系統(tǒng)，不僅可以連接所有機(jī)器人，而且還可以對(duì)機(jī)器人的磨損情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。麥格納實(shí)施了西門子開發(fā)的一款模擬程序，該程序可促進(jìn)數(shù)字化規(guī)劃，同時(shí)還可復(fù)制車間操作流程，例如高達(dá)6個(gè)機(jī)器人的互動(dòng)化協(xié)作。
涂裝車間