成排的工業(yè)機(jī)器人靈活自如地?fù)]舞機(jī)械臂，在全自動(dòng)數(shù)控機(jī)床上完成抓取、裝夾、精準(zhǔn)組裝各種細(xì)小零部件等連續(xù)動(dòng)作;數(shù)輛5G AGV小車來回穿梭，精準(zhǔn)有序地將物料、成品零件調(diào)度運(yùn)送到位;大數(shù)據(jù)分析室和聯(lián)合會(huì)議區(qū)的智慧大屏上，各類數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，生產(chǎn)動(dòng)態(tài)一覽無余;直達(dá)屋頂?shù)牧Ⅲw倉庫自動(dòng)分揀產(chǎn)品、歸類……

　　在西安法士特高智新公司，看不到工業(yè)企業(yè)“粗、大、笨、重”的傳統(tǒng)印記。目及之處，機(jī)器與機(jī)器之間有條不紊地交流信息、配合默契地協(xié)同作業(yè)，伴隨一條條跳動(dòng)的程序指令，智能化無人生產(chǎn)一氣呵成：“躺”在設(shè)計(jì)圖紙上的齒輪、軸、殼體等零部件從飛濺的切削液和金屬屑里誕生，它們被組裝成一臺(tái)臺(tái)重卡變速器，走向全球市場。

法士特西安高智新公司變速器零件數(shù)字化生產(chǎn)線 新華社/供圖

　　“在5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)加持下，我們的關(guān)鍵設(shè)備100%實(shí)現(xiàn)了身份識(shí)別和數(shù)字化管理，從毛坯上料、零部件加工到搬運(yùn)均無人作業(yè)，全天候、全時(shí)段、全流程自動(dòng)化生產(chǎn)，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)6小時(shí)無人‘黑燈生產(chǎn)’。”在法士特高智新公司總經(jīng)理趙建林看來，“黑燈工廠”的內(nèi)涵遠(yuǎn)不止字面上這么簡單，不僅喻示著高度智能化的作業(yè)方式，更是一種顛覆傳統(tǒng)生產(chǎn)管理模式的系統(tǒng)性創(chuàng)新。

　　身負(fù)“老軍工、老國企、老三線”標(biāo)簽的法士特，前身是陜西汽車齒輪總廠。如今，在數(shù)實(shí)融合的浪潮中，法士特“智造”的齒輪正加速轉(zhuǎn)動(dòng)：生產(chǎn)效率提高72%、能源消耗降低14%、產(chǎn)品交付周期縮短20%，高智新工廠入選國家首批“數(shù)字領(lǐng)航”企業(yè)名單。2023年，法士特銷售變速器等各類總成產(chǎn)品83.8萬臺(tái)，同比增長42%，重型汽車變速器年產(chǎn)銷量連續(xù)18年穩(wěn)居世界第一。

　　“高智新”工廠的誕生

　　“如果說工業(yè)機(jī)器人是手，AGV小車是腿，自動(dòng)化立體倉庫、運(yùn)輸軌道是血管，那么智慧管理系統(tǒng)就是工廠的數(shù)字心臟和大腦，能夠自主識(shí)別、判斷、控制、指揮整座工廠全流程調(diào)度?！闭劶爸腔酃S，趙建林打了一個(gè)形象的比喻，“5G實(shí)現(xiàn)了所有部位的全連接，它們各司其職，卻又實(shí)時(shí)交流信息、相互協(xié)作。

　　”機(jī)器與機(jī)器高效“對(duì)話”，完成自檢、修復(fù)甚至追溯等工作。這背后，站著一個(gè)200余人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，以及他們自主研究，在核心工藝、技術(shù)、算法等方面形成的289項(xiàng)專利、標(biāo)準(zhǔn)和軟件著作權(quán)。

工人在法士特高智新工廠項(xiàng)目車間內(nèi)檢測變速器成品 新華社/供圖

　　2021年，裝配工藝工程師于明加入建廠的“先遣部隊(duì)”——在實(shí)際工廠落成之前，他們負(fù)責(zé)搭建出一個(gè)模擬工廠。

　　“整體設(shè)備部署、連接，甚至生產(chǎn)線布局，都是從零做起?！庇诿魈寡?，這是一個(gè)“燒腦”的過程，僅裝配線技術(shù)協(xié)議和車間平面布局圖，就各自修訂了百余版。

　　“我們大量應(yīng)用建模仿真和數(shù)字孿生等工業(yè)4.0關(guān)鍵核心技術(shù)，在虛擬空間模擬工廠實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)，完成機(jī)加、物流、裝配等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的節(jié)拍驗(yàn)證和虛擬調(diào)試?！庇诿髡f，借助AR等技術(shù)手段打開生產(chǎn)過程“黑盒子”，整個(gè)工廠生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)變得透明：哪些程序出錯(cuò)了，哪些流程還可以改進(jìn)，哪些環(huán)節(jié)潛伏著新的潛力和商機(jī)，都一目了然。

　　產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、生產(chǎn)連續(xù)性和加工過程安全性，這些是“黑燈工廠”順利運(yùn)行的關(guān)鍵。為保證在2022年順利投產(chǎn)，“先遣部隊(duì)”準(zhǔn)備了將近一年時(shí)間。

　　“每道工序，都要比對(duì)各項(xiàng)參數(shù)反復(fù)試驗(yàn)，將技術(shù)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，輸入系統(tǒng)智能終端，還要與設(shè)備廠家一起調(diào)試機(jī)械系統(tǒng)，確保各項(xiàng)參數(shù)符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于零部件的抓取點(diǎn)位、機(jī)械臂的動(dòng)作軌跡、AGV小車和產(chǎn)線的交互，我們進(jìn)行了上千次調(diào)試?！备诿饕粯?，技術(shù)總監(jiān)王朝清也見證了高智新工廠的誕生。

　　毛坯上料，機(jī)器人通過工業(yè)相機(jī)識(shí)別位置，機(jī)械臂接收信號(hào)后抓取，抓取誤差需控制在0.2毫米以內(nèi)，工業(yè)相機(jī)如何根據(jù)光線的強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)整曝光度，機(jī)械臂的動(dòng)作軌跡是直線還是曲線，怎樣實(shí)現(xiàn)“手眼協(xié)調(diào)”?一條生產(chǎn)線700余把刀具，刀具磨損需要人工換刀，如何“預(yù)知”刀具使用壽命，并根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)和刀具狀態(tài)，智能分配調(diào)度刀具資源，拉長“黑燈”時(shí)間?

　　“沒有捷徑，只能反復(fù)調(diào)試論證?！蓖醭逭f，這是一個(gè)“笨辦法”，好在，經(jīng)過不斷優(yōu)化，每天的產(chǎn)能從最開始200臺(tái)份，提高到300臺(tái)份，到現(xiàn)在達(dá)產(chǎn)400臺(tái)份，“黑燈”時(shí)間可延長到6個(gè)小時(shí)。

　　一臺(tái)變速箱由300多種物料組裝而成，AGV小車負(fù)責(zé)這些物料的精準(zhǔn)配送?！案鶕?jù)目前的產(chǎn)線節(jié)拍，每75秒下一個(gè)齒輪，150秒下一個(gè)殼體，下線軌道長度有限，不及時(shí)拉走就會(huì)憋停產(chǎn)線，不能讓零件等車，所以需要合理規(guī)劃58輛AGV小車的行駛路線，通過程序指令讓它們第一時(shí)間就位?！蓖醭鍖⑦@一過程比喻為“打車”。

　　“AGV小車的容量為兩垛，但原先的調(diào)度系統(tǒng)只能拉一垛，我們優(yōu)化了半年，終于找到最優(yōu)路線，實(shí)現(xiàn)了‘拼車’?！蓖醭甯嬖V記者，一輛AGV小車平均每天跑20公里，全部小車加起來1000多公里，相當(dāng)于北京到上海的直線距離。

　　一點(diǎn)點(diǎn)打通堵點(diǎn)、一次次技術(shù)攻關(guān)、一步步優(yōu)化工藝，“黑燈工廠”全面投產(chǎn)后實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)自動(dòng)變速器20萬臺(tái)，產(chǎn)值62億元。

　　“1個(gè)人干以前5個(gè)人的活”

　　機(jī)器“當(dāng)家”，少人化，乃至無人化，是“黑燈工廠”最為直觀的一個(gè)變化。

　　3.3萬平方米的機(jī)加車間內(nèi)，12名工人分散在23條生產(chǎn)線上，“操控”著123臺(tái)工業(yè)機(jī)器人、207臺(tái)數(shù)控機(jī)床以及58輛AGV小車?！?個(gè)人能干以前5個(gè)人的活。”機(jī)加車間生產(chǎn)計(jì)調(diào)員常恒臣介紹，高智新公司人均產(chǎn)值提升了5.2倍，從接到訂單到成品交付，比傳統(tǒng)工廠快4天。

　　常恒臣每天上班第一件事，制定當(dāng)天的生產(chǎn)計(jì)劃。他說，以前人工排產(chǎn)，生產(chǎn)計(jì)劃人員要先去倉庫查看物料，再到車間了解實(shí)際生產(chǎn)情況，需要人工收集、整理和分析大量數(shù)據(jù)，很多時(shí)候都是憑經(jīng)驗(yàn)，效率低不說，還很容易出錯(cuò)。

　　上海車展，法士特展示的智能傳動(dòng)解決方案。

　　如今，常恒臣依托生產(chǎn)操作、倉儲(chǔ)管理等十幾個(gè)智慧平臺(tái)開展智能排產(chǎn)，只需根據(jù)集團(tuán)制造總部的裝配裝箱需求輸入指令，系統(tǒng)會(huì)基于車間產(chǎn)能、生產(chǎn)負(fù)荷自動(dòng)生成排產(chǎn)計(jì)劃，明確每條產(chǎn)線生產(chǎn)的零件品種、數(shù)量，成品入庫時(shí)間，物料補(bǔ)充計(jì)劃，高效且清晰。

　　智能化產(chǎn)線操作工成勇干過12年磨齒工，曾一個(gè)人管2臺(tái)機(jī)床，每天困在方寸之地重復(fù)作業(yè)。現(xiàn)在，他的“管轄領(lǐng)域”擴(kuò)大到整條生產(chǎn)線，除去產(chǎn)線上的9臺(tái)數(shù)控機(jī)床、15塊顯示屏，還要兼顧機(jī)器人、電柜、AGV小車交互信號(hào)等。此外，徒弟馮樂那條產(chǎn)線也要他“坐鎮(zhèn)”。

　　“雖然工作量大了，活卻輕省不少。”成勇說，傳統(tǒng)工廠的工人除了管機(jī)床，還有很多搬搬扛扛的體力活，給機(jī)床加注機(jī)油、清理加工廢渣廢屑、搬運(yùn)物料，又臟又累。

　　“黑燈工廠”的每臺(tái)機(jī)床都連著集中供液、供油裝置，霧化的油液集中回收，削磨的金屬廢屑直接壓制成金屬塊，回爐再利用。車間干凈明亮，聽不見機(jī)器轟鳴的噪音，聞不到機(jī)油揮發(fā)的刺鼻氣味，也沒有金屬零件刨銑削切后的廢渣，工人們徹底告別了往日粉塵彌漫的作業(yè)環(huán)境。

　　智能生產(chǎn)線改變了以往生產(chǎn)工序“一個(gè)蘿卜一個(gè)坑”的崗位劃分，原來分布在生產(chǎn)線上不同位置的多個(gè)工種被集中到一個(gè)崗位上，對(duì)工人技能水平的要求自然更高。

　　成勇日常負(fù)責(zé)監(jiān)控產(chǎn)線運(yùn)行，密切關(guān)注顯示屏、設(shè)備狀態(tài)指示燈，隨時(shí)排除產(chǎn)線異常，基本都是腦力活。這不僅要求他懂技術(shù)，還得熟悉工業(yè)機(jī)器人的“秉性”，了解信息化系統(tǒng)和自動(dòng)化產(chǎn)線。

　　“智能化工作場景拓展了我們的思路，不斷適應(yīng)、學(xué)習(xí)的過程，提升了我們創(chuàng)新創(chuàng)效的能力。”轉(zhuǎn)崗后，成勇反復(fù)實(shí)操練習(xí)智能化操作流程，從頭學(xué)習(xí)機(jī)器人編程、產(chǎn)線改造，個(gè)人成長按下“加速鍵”。

　　“經(jīng)過精確的效率、成本控制，我們把高強(qiáng)度體力勞動(dòng)、危險(xiǎn)勞動(dòng)、重復(fù)性勞動(dòng)等低附加值勞動(dòng)全部交給機(jī)器，最終實(shí)現(xiàn)合理的人機(jī)協(xié)作，人歇、設(shè)備不歇?！壁w建林表示，“機(jī)器換人”后，缺的還是人，是能夠調(diào)試、操作、維修、保養(yǎng)設(shè)備的高技能復(fù)合型產(chǎn)業(yè)工人，他們將成為法士特?fù)Q擋超車的“變速器”。

　　“模范生”領(lǐng)跑新賽道

　　2023年5月，陜西發(fā)布25個(gè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)典型示范案例。作為領(lǐng)域內(nèi)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)的先行先試者，法士特“商用車傳動(dòng)系統(tǒng)制造智慧工廠”名列其中。這是陜西在全省范圍內(nèi)的首次評(píng)選，上榜的企業(yè)皆為行業(yè)翹楚。

　　事實(shí)上，法士特此前十幾年一直在智能制造領(lǐng)域深耕。“從自動(dòng)化單元到自動(dòng)化產(chǎn)線，再到智能車間、‘黑燈工廠’，這是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。”陜西法士特汽車傳動(dòng)集團(tuán)公司副總經(jīng)理寇植達(dá)認(rèn)為，在數(shù)字經(jīng)濟(jì)大潮中，數(shù)字化轉(zhuǎn)型已不是企業(yè)的“選修課”，而是關(guān)乎企業(yè)生存和長遠(yuǎn)發(fā)展的“必修課”。

　　生產(chǎn)端改造傳統(tǒng)流水線生產(chǎn)邏輯，極大解放生產(chǎn)力的同時(shí)，法士特“黑燈工廠”也顛覆了以往的管理模式——沒有廠長、車間主任、班組長，“一竿子”插到底，縱向打通層級(jí)阻隔;傳統(tǒng)制造中的管理、命令和審批全部實(shí)現(xiàn)數(shù)字化智能化，全員通過數(shù)據(jù)來驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行自我管理，橫向打破行政壁壘。

　　“表面上，‘黑燈工廠’只是一個(gè)單純的技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目，實(shí)際是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的成功落地不能僅僅依靠技術(shù)層面的突破，更需要一次從戰(zhàn)略、組織貫穿到企業(yè)經(jīng)營各環(huán)節(jié)的管理變革?！笨苤策_(dá)舉例，以往的管理對(duì)象主要是“人”或者現(xiàn)實(shí)物理設(shè)備，現(xiàn)在重點(diǎn)關(guān)注生產(chǎn)數(shù)據(jù)指標(biāo)。

　　在他看來，依托數(shù)字化，帶來的變化不止于企業(yè)內(nèi)部，在貫通企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)的同時(shí)，更可聯(lián)通產(chǎn)業(yè)上下游兩端，有力提升產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化協(xié)同水平?！皵?shù)字化轉(zhuǎn)型對(duì)企業(yè)智能制造團(tuán)隊(duì)和市場服務(wù)提出更高的要求，需要充分開放合作，構(gòu)建社會(huì)化的服務(wù)協(xié)作生態(tài)。

　　”在法士特“黑燈工廠”，80%的齒輪生產(chǎn)設(shè)備來自秦川機(jī)床。法士特是陜西重卡產(chǎn)業(yè)鏈“鏈主”，而處于產(chǎn)業(yè)鏈上游的秦川機(jī)床則是數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)鏈“鏈主”。

　　肩負(fù)“鏈主”職責(zé)，法士特在苦練內(nèi)功之余，勤修外功，領(lǐng)跑數(shù)字經(jīng)濟(jì)新賽道。

　　2023年7月，陜西法士特集團(tuán)科技創(chuàng)新有限責(zé)任公司入駐秦創(chuàng)原，主營業(yè)務(wù)覆蓋三大方向，分別是智能制造、智能駕駛、汽車電子，深度關(guān)聯(lián)法士特的核心業(yè)務(wù)。新平臺(tái)手握“黑燈工廠”核心技術(shù)，將目光投向法士特?cái)?shù)百家上下游相關(guān)配套企業(yè)，借勢秦創(chuàng)原創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)平臺(tái)輸出智能制造成功經(jīng)驗(yàn)，融合創(chuàng)新、聯(lián)合孵化，帶動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。

　　“我國的制造業(yè)已經(jīng)從組織數(shù)字化、業(yè)務(wù)數(shù)字化的階段，邁入企業(yè)大協(xié)同、產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化的新階段。數(shù)字化轉(zhuǎn)型，絕非只是龍頭企業(yè)或者頭部企業(yè)的數(shù)字化，而是連點(diǎn)成線，是產(chǎn)業(yè)鏈上上下下、大中小微企業(yè)一同參與、共同成長的數(shù)字化。”寇植達(dá)說。