上海
记者 | 彭新
一个足球场大小的厂房内工人寥寥，马达、风扇、电机等各色汽车部件在产线上缓缓流动，发出规律的机械运作声。传送带两旁密集排布的机器人手臂和摄像头，自动为汽车部件完成焊接、喷漆、质检等环节。半人高的机器人驮运着物料箱在设备之间穿梭，一批批产品按照订单要求被配送至周边汽车整机厂。
这是界面新闻记者近日在博世集团位于长沙的汽车零部件工厂生产车间观察到的情景。
今年3月，博世长沙工厂进入世界经济论坛对外公布的2022年度“灯塔工厂”名单，成为继博世无锡和博世苏州工厂后，博世中国第三家获得“灯塔工厂”称号的智能制造工厂。8月，该工厂对外开放。在汽车产业，除博世中国的三家工厂等外，中国地区还有中信戴卡秦皇岛汽车铝车轮制造工厂、上汽大通MAXUS C2B工厂等“灯塔工厂”。
“所谓‘灯塔’，是标杆的意思，所以灯塔工厂可能在某一个或几个领域做得非常好，有示范效应。对博世长沙工厂，我们希望可以变成‘未来工厂’（Factory of the Future）。”博世长沙生产技术总监张毕生称。
博世长沙工厂是博世集团2004年在中部地区成立的第一家工厂，占地面积22.8万平方米，现有员工超过4200人，2005年正式投产，产品主要包括汽车稳定系统和刹车防抱死系统用的马达、发动机冷却风扇、空调鼓风电机等。
据博世长沙工厂一位工作人员对界面新闻等媒体介绍，在博世中国生产体系内，博世长沙工厂可视为最符合德国工业4.0标准的工厂之一，共拥有前述类似的产线近20条。目前博世长沙工厂新产线均按照工业4.0标准建设，通过数字化改造，该工厂节省了30%的物流成本，降低了15%的库存周转天数，使生产周期缩短至三年前的64%。
工业4.0的概念早在2011年的德国汉诺威工业博览会上便已出现，后上升为德国的国家战略，成为德国面向2020年高科技战略的十大目标之一。
建造一个工业4.0车间，有赖于信息和通讯技术高速发展，主要涉及传感器、人工智能、通信和大数据技术等。在汽车零部件产业，因生产工艺复杂、环节多样，部分核心环节仍依赖主观判断和人工经验。而数字化智能改进要做的，是让生产线进行实时、精确地检测和自学习，无需人员参与，并持续优化知识图谱，沉淀工艺经验，减少对人工经验的过度依赖。
张毕生以生产线皮带磨损更换环节为例称，曾经工厂皮带更换多以经验判断，无法真正知道皮带的磨损状态是怎样的。经过改造，生产线加装了声音传感器、振动传感器以及监控摄像头，发现振动可能是用来判断皮带磨损状态的最佳指标。经算法处理后，还可以对皮带进行预测性维护。以成本计算，过去工厂里换皮带基本每个月要花费14至15万元，而预测性维护可大大降低皮带维护成本。
“我们先后从声音、磨损图像、振动等维度去分析皮带磨损情况，最后发现通过振动指标判断是最佳的。”博世长沙数据科学家夏晓毛告诉界面新闻，团队运用大数据技术、机器学习算法对皮带等易耗品进行深入分析，并建立高精度易耗品使用寿命预测模型，以此给出易耗品最佳更换时间。该数据模型上线后，帮助博世长沙提升皮带、焊接电极、车削刀具等生产易耗品30%以上的使用寿命，并节省50%的更换时间。
结合云技术、人工智能技术，博世还进一步提高生产效率和节能减排。据介绍，博世长沙与微软云合作，采用自研人工智能（AI）生产能源管理系统，能结合客户需求及预测、生产计划、天气情况、温湿度等多项业务及环境因素，滚动给出未来7天内产线级的能源使用预测及生产排产。在预测结果精确到小时的情况下，平均绝对百分比误差仍低于3.2%。此外，在AI算法的加持下，生产能源管理系统还能提供优化的停机管理和能耗异常监测，帮助博世长沙工厂的年耗电量减少18%，二氧化碳排放量降低14%。
向工业4.0转型升级，不仅是博世等制造型企业谋求增长的新出路，也是近年国内制造业产业的升级之策。
在传统产线的工业4.0改造上，德国是从工业3.0串联到工业4.0，中国则是2.0、3.0一起并联到4.0。由于中国工业化程度很不均匀，工业3.0还在普及阶段，甚至2.0仍需补课。
某种程度上，博世在中国进行工业4.0试点和数字化改造对中国汽车制造业来说有借鉴意义，但国内企业应防止在工业4.0的口号下，投入大量设备软件人力物力，却因为工业基础薄弱而难以发挥效力。要知道，即便在德国，推广工业4.0也要结合场景考虑投资回报，是一个渐进的过程。
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