巨大的机械臂抓取、翻转,只需几秒,就完成了对啤酒罐的清洗、灌装、压盖……中国广东佛山的百威啤酒工厂内,智能化生产线高速运作。整个流水线上空无一人,每秒却能下线12罐啤酒,每小时可生产4万5000罐啤酒。工厂生产系统根据需要自动切换管道、自动预报预警,实现精准酿造。中央控制室内有3、4名工作人员,盯著可视化大屏,操纵电脑,实时监控著流水线上的1万多个阀门。

这是中国工厂推进数码化、智能化改造的一个缩影。数据显示,10年来,中国智能工厂和数码化车间已突破8000家。尤其是2023年以来,随著人工智能的新一轮科技革命加速演进,大模型成为工厂的“大脑”,AI视觉替代人工质检,工业机器人生产动作愈发灵敏、娴熟……

从万人工厂到无人生产线,“中国制造”正在发生变化,智能化是一个重要的方向,即积极利用人工智能技术改变制造业,主要是高度关注将工业机器人、人工智能和机器视觉技术融为一体的自动化系统。

业内人士称,智能化的生产线可以更加灵活地适应市场需求的变化,快速调整生产计划和产品种类。同时,智能化技术也为制造业的创新提供了更多的可能性,比如,通过大数据分析来优化生产流程、预测市场需求等。

就像佛山的这家啤酒厂,以前只能依靠人工判断设备更换频次,从而进行预防性维护,一旦设备出现问题,需要维修人员立即赶去现场,效率低、时间成本高。而随著工厂探索引入AI算法,通过中央控制室不断总结和分析异常问题,运用AI算法代替人工决策,工作人员便能够在控制室内,直观地看到储存时间、液位、温度、生产状态、排产计划等信息,根据AI预警,迅速发现并解决生产过程中出现的问题。

从数据可视化到AI决策,中国的啤酒厂装上了智慧“大脑”,而从搬运到产品检测,中国的新能源车厂迎来了新“工人”──智能工业人形机器人。

今年夏天,中国企业优必选的工业版人形机器人Walker S走进新能源车企蔚来的总装车间,参与“实训”,成为一名见习厂工。其实,这种机器人已经是比亚迪新能源汽车工厂的老员工了。它的灵巧手可对准车头,精准贴上车标;敏捷脚带动躯干,协调地自动走位至每个座椅,进行安全带的拉伸检测;智慧眼对准车门、车身表面进行缺陷检测。

Walker S主要是通过采用全身协同的腿部和手臂动作规划、基于深度学习的模块质量检查、基于大模型的任务管理与干扰回复等核心技术,实现上述动作。与传统的相比,赋予人工智能的工业机器人,展示出了更高的速度、精度和灵活度,它能在复杂的工厂、仓库、物流中心等生产环境中承担更多任务。

值得一提的是,中国媒体9月消息,根据中国工业和信息化部(下文简称“工信部”)的数据显示,中国已连续11年成为全球最大工业机器人市场,近3年新增装机量占全球一半以上,制造业机器人密度达到每万名工人470台(在使用),10年间增长近19倍。

除了啤酒灌装和新能源汽车制造,中国智能工厂已覆盖多个生产领域,主要分布在产业链的下游,更贴近消费者,包括电子、食品加工、光伏、金属加工、化学制品、采矿和纺织等。

中国占全球灯塔工厂四成

中国工信部近期(10月23日)发布消息称,中国制造业转型升级步伐加快。累计培育421家国家级智能制造示范工厂,建成万馀家省级智能工厂。从全球范围看,截至2024年10月8日,全球172家“灯塔工厂”,中国有72家,占全球42%。

“灯塔工厂”由达沃斯世界经济论坛与管理咨询公司麦肯锡合作开展遴选,被誉为“世界上最先进的工厂”。

当前,中国智能工厂主要集中在苏州、合肥、上海、青岛、天津、北京、深圳、广州、长沙、佛山、郑州、成都、无锡等城市。这些城市中,许多过去是传统劳动密集型制造业重镇。当前,在制造业低技能劳动力短缺的背景下,智能工厂发挥了作用,且随著规模化量产,这些城市的企业成本在大幅降低。

中国政府高度重视制造业智能化的发展,并将制造业的高端化和智能化作为行业发展的重点方向。今年中国两会《政府工作报告》要求,以人工智能和制造业深度融合为主线,以智能制造为主攻方向,以场景应用为牵引,推动制造业智能化转型、高水平赋能工业制造体系,为高质量发展提供新动能。

业内人士认为,制造业智能化是一个不可逆转的趋势。在未来的一段时间内,中国或将成为高端制造产业的聚集地。不过,站在产业角度分析,中国仍然面临诸多挑战,两个问题比较突出,一是硬件成本过高,短期内会制约规模化应用;二是模型参数不断增加,对硬件算力、操作数据集,提出了更高要求。

值得注意的是,当前,中国正在进行智能工厂的梯度培育,推动智能制造系统解决方案“揭榜挂帅”(以科研成果兑现科研经费投入体制),同时,建设智能制造标准体系。今年9月,中国工信部印发了《智能制造典型场景参考指引(2024年版)》,从工厂建设、计划调度、生产作业等15个重点环节,总结形成了40个智能制造典型场景。这将是接下来中国制造业智能化的主要方向。

张大鹏

自由撰稿人。

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