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马桶制造有什么技术含量?

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『四时多燠』,气候素有『万紫千红花不谢,冬暖夏凉四序春』美誉,故称永春。

永春是福建省泉州市下辖县,从福州市向西南驱车近200公里,沿途多山,草木丰茂,给人一种典型南方县城的惬意,九牧5G智慧产业园就坐落在这里。

九牧是一家集科研、生产、销售和服务于一体的综合性整体厨卫制造商,永春工厂也是九牧重点打造的示范项目,在永春工厂目前已建成的一个厂房内,只生产一种产品——马桶。

马桶制造有什么技术含量? 九牧的经历或许可以解答这一问题。


九牧永春工厂外景

新技术解决旧矛盾

『以前都说日本马桶造得好,国人纷纷跑到日本去买。现在已经不需要了,甚至很多日本马桶是在中国制造代工。』九牧集团CIO叶火龙说道。

在很长一段时间里,中国虽然身背世界制造大国的名号,却处于产业链条的底端。

在制造、设计、原料采购、仓储运输、订单处理、批发经营、终端零售等产业链环节中,制造恰恰是利润率低且消耗自然资源和能源多的部分,制造工厂往往以落后的姿态出现,如果用新技术再做一遍,能不能收回成本,还要打上一个大大的问号。

九牧显然没有这方面的疑虑,或者说已经度过了疑虑的阶段。“九牧一向非常重视企业数字化建设,10年来,我们每年以销售额的1%-1.5%投入到数字化转型变革升级里面来,在全球也算是比较高的比例。”叶火龙表示。


九牧永春工厂厂区内部

在他看来,九牧集团数字化转型的动力更多还是来自于企业高速的发展,从2009年开始,九牧迈入高速发展阶段,每年保持着大概35%以上的增长率,企业规模迅速增长的同时,也带来亘古不变的两大问题:

第一,产品品类在扩张,营销模式在快速变化,整个工厂运营需要大量工人,九牧承受巨大成本压力。

第二,效率问题浮现,『大企业病』慢慢凸显。也是这个时候开始九牧集团很明确要求,通过数字化转型来提升企业的运作效率、运营效率。


九牧集团CIO叶火龙

“降本、增效、提质量”,从来都是企业最简单、最直白的一致需求。

比如企业运营质量的提升,过去一个审批文件最长要16天才审批完,现在九牧通过移动审批,10分钟甚至5分钟之内可以实现流程的审批,电子化审批“消灭”了上百个文职人员,除了效率的提升和人员的减少,每年还节约了数以百万的打印机耗材费用;

再如研发,以前九牧研发都是靠纸存档,没有办法实现全球同步研发,现在所有产品3D建模存储到PLM系统,中国、德国、日本、美国等全球各个研发中心高效协同,也是通过数字协同研发平台来实现。

“我们迫切需要全面数字化,实现企业效率提高和质量提升,所以开始大力推进九牧的数字化转型变革。”叶火龙说。

流程审批与研发平台等需求都可以通过“非侵入”的手段解决,它并不涉及到核心生产环节,更多是引入一个新系统,解决一个旧矛盾。

然而数字化迟早要啃下最难的骨头,是时候把目光重新放到工厂里的生产线上。

5G上的生产线数字化改造

2008年金融危机之后,制造业受挫严重,陶瓷卫浴行业从劳动密集型和资源密集型企业,向技术密集型和资本密集型转变,九牧就此踏上高速增长轨道,也踏上了技术升级之路。

九牧将2010年-2020年数字化建设阶段归为“数字九牧2.0”,在这10年的时间里,九牧完成了业务管理的信息化、C2F智能定制以及智慧制造初探。1.0阶段是2009年以前,基本只有网管能力。

2021年九牧提出数字化九牧3.0,要实现全面数字驱动的全价值链卓越运营、C2M智能定制、5G+云制造。

两相对比,九牧最大的转变在于将技术应用在了生产环节的更深处,也许是新技术创造了新场景,也许是新观念转变了传统思维,或者两者兼而有之,永春工厂从一开始就是奔着“灯塔工厂”的目标而建设(“灯塔工厂”指的是规模化应用第四次工业革命技术的工厂,比喻这些工厂像指路明灯一样,给后来者以启迪)。

当数字化转型下沉到区县一级的空间,是数字技术降服了落后的生产模式,还是工厂主们教育了“不知天高地厚”的服务商,这正是故事的有趣之处。

西门子所提出的工业4.0被制造业奉为圭臬,九牧所有的新工厂全部都与西门子合作,进行规划、验证、仿真、模拟,再通过5G技术融合进来进行实施。但是西门子方案也存在弊端,对工厂整体标准化程度要求较高,老旧工厂采用西门子方案大打折扣。

除了工业上常用的MES(生产执行系统)、ERP(企业资源计划系统)和CRM(客户关系管理系统)外,我们本次额外关注5G和云计算的部分。

一个完整的马桶制作流程包括:泥浆制作——造型成型——湿坯干燥——青坯检修——釉浆制作——自动喷釉——白坯烧成——品检包装。


工人正在做马桶初检

永春工厂在各个环节布置了大量传感器,与5G网络大带宽、低时延和广连接的特性结合,做到精细化的管控。

● 在泥浆制作环节,球磨机用来搅拌矿石,当球磨机出现异常,振动频率会出现较大幅度的波动。九牧在球磨机上安装振动器、传感器,自动检测球磨机运行状况。

● 在成型阶段,九牧通过温度、湿度传感器做数据采集,从而控制、调节成型期间整个车间的温度、湿度,提升产品良品率。

● 到了施釉阶段,施釉机器人与MES系统通过5G网络链接的,提升施釉效率,减少对操作工人的危害。

● 永春工厂的窑炉实现了『三表』(天然气、水表、电表)的互联,实时控制温度设备开关,实现电费的最低化,也提高了烧成良品率。

● 窑炉烧成之后,AGV小车负责运送马桶进行在线视觉检测,5G+机器视觉检测马桶的表面是否是合格。


工人正在做包装前的工作

永春工厂探索了十几种5G工业应用场景,考虑到对5G和云计算的需求,永春工厂选择了天翼云,『除了安全以及网络通信比较好的保障之外,更多的是电信有很强大的本地化的服务团队,这是我们所看中的。』叶火龙解释道。

在县区一级的地域,互联网云服务商很难做到贴身服务,这是天翼云的差异化优势。永春电信、泉州电信、省研究院,一层一层的完整服务体系,让天翼云赢得了下沉市场更多的客户。

从云的视角来看,九牧公有云、私有云、混合云都有用到,天翼云和华为云是其主要供应商,例如说全球协同研发平台以及5G的工业互联网平台,都是与电信合作。

瞄准数字化转型的中间地带

九牧集团受益于技术,随后又扩大了在技术上的投入,这是技术与商业的正循环。

然而并不是所有企业都像九牧一样,拥有数字技术腾挪的空间,数字化转型虽然不是大型企业的专利,但是中小企业往往没有资源和意愿投入。

事实上,除了汽车等高端制造业,绝大多数制造工厂的数字化程度远远不够,在产业对新技术的拥抱过程中,在企业对成本和效益的平衡过程中,企业总是趋向于用最小的花销撬动最大的效益。

永春及其周边遍布着大量陶瓷工厂,既有卫浴产品,也有茶具等生活用品,甚至还有佛像等装饰型陶瓷,这与当地出产高岭土等原料有很大关系,在此地建厂有天然成本优势。

『现在陶瓷行业做数字化工厂的多吗?』 『不多。』

于是九牧发现了商机——在数字化转型的中间地带,技术服务商与终端客户之间存在落差,一边不懂行业,一边不懂技术,乐石科技脱身于九牧,成为5G一站式数字化解决方案提供商。

永春工厂达成了灯塔工厂的第一阶段,在原本机械化、自动化的基础上进行数字化改造,借助万物互联大数据,整合优化产业链,成为行业领头羊。

具体来看,永春工厂实现了:

● 提升网络传输能力——实现5G网络全覆盖,完成5G+MEC建设;

● 提升企业管理效能——节省20%人工成本,提升管理效率20%;

● 提升生产线产品质量——生产效率复合提升35%,产品不良成本率降低5%;

● 降低企业各类能耗——能源用量减少7%,企业运营成本降低8%;

● 缩短研发周期——产品研发周期年均缩短15天。


乐石科技副总经理蔡信全

乐石科技则可以将“永春经验”对外输出,“乐石有很强的集成能力,我们还跟华为、电信、京东、西门子、海康威视、金蝶都达成了战略合作,如果从乐石自身的产品来讲,我们会聚焦在泛家居领域;如果从服务能力来讲,只要说制造业的数字化转型,整体集成我们都可以做。”乐石科技副总经理蔡信全表示。

例如乐石云MES主要针对中小型企业制造车间现场管理。基于工业互联网、微服务、云计算、物联网,大数据技术架构,提供低成本、快部署、易维护的SaaS应用,实现车间数据实时化、透明化,提高生产效率,降低生产成本,减少物料浪费,提升产品品质。

此外,乐石科技与中国电信共同研发的『福建陶瓷工业互联网云平台』,通过实现人、机、物的全面互联,构建了一个全要素、全产业链、全价值链连接的新型生产制造和服务体系,

从地理位置上看,永春远离数字化的中心,但千千万万个“永春”组成了数字中国的基础单元,也是数字化转型的广阔天地,大有可为。

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