海爾空調(diào)膠州互聯(lián)工廠：實(shí)現(xiàn)用戶需求驅(qū)動的大規(guī)模定制

文/本刊記者 江 宏 任 芳

進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，企業(yè)原有的生產(chǎn)方式被顛覆。面對巨大的挑戰(zhàn)，中國家電業(yè)巨擎海爾集團(tuán)首創(chuàng)人單合一模式，探索建立用戶需求驅(qū)動的大規(guī)模定制模式，打造全球首家引入用戶全流程參與體驗(yàn)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺COSMOPlat，轉(zhuǎn)型成為無邊界的平臺型企業(yè)。海爾空調(diào)膠州互聯(lián)工廠就是一個(gè)大規(guī)模定制創(chuàng)新升級的成功樣板。

海爾集團(tuán)作為全球家電行業(yè)的探索者和引領(lǐng)者，自1984年成立以來專注深耕制造業(yè)并取得了非凡的成績。2017年海爾集團(tuán)收入2419億元人民幣，連續(xù)9年位居大型白色家電全球市場第一。海爾在多年智能制造探索的基礎(chǔ)上，推出了以用戶體驗(yàn)為中心的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺COSMOPlat，加快智能制造轉(zhuǎn)型升級。2014年，首個(gè)海爾互聯(lián)工廠——沈陽冰箱互聯(lián)工廠建成投產(chǎn)，目前海爾已在全球建立了11個(gè)互聯(lián)工廠，覆蓋冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)、熱水器、廚電等五大產(chǎn)業(yè)。其中，基于COSMOPlat打造的海爾空調(diào)膠州互聯(lián)工廠（以下簡稱“膠州互聯(lián)工廠”）是海爾第7個(gè)互聯(lián)工廠。

在全球制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的大背景下，COSMOPlat提供的是顛覆性的解決方案，可以幫助企業(yè)提質(zhì)增效，優(yōu)化資源配置，助力模式轉(zhuǎn)型。與傳統(tǒng)的大規(guī)模制造模式不同，它不再是線性的制造模式，而是用戶直接參與到全流程中，體驗(yàn)不斷迭代，它實(shí)現(xiàn)了從硬件定制到解決方案定制再到生態(tài)定制，最終實(shí)現(xiàn)用戶終身價(jià)值。

日前，本刊記者做客青島實(shí)地探訪了膠州互聯(lián)工廠。海爾智研院全球供應(yīng)鏈技術(shù)經(jīng)理牟堂峰、海爾空調(diào)膠州互聯(lián)工廠工程技術(shù)總監(jiān)黎紅金，就海爾互聯(lián)工廠的實(shí)施背景、項(xiàng)目特色、物流系統(tǒng)建設(shè)以及未來發(fā)展思考等方面進(jìn)行了詳細(xì)的分享解答。

海爾互聯(lián)工廠實(shí)施背景與探索路徑

如果說海爾用30多年時(shí)間為中國成功貢獻(xiàn)了一個(gè)全球品牌，那么現(xiàn)在海爾正在構(gòu)建新的工業(yè)模式——海爾大規(guī)模定制模式，致力于為全球制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級輸出“中國模式”。而互聯(lián)工廠就是海爾探索新一代制造的重要實(shí)踐。

海爾的大規(guī)模定制模式是用戶深度參與企業(yè)全周期全流程，零距離互聯(lián)互通，以創(chuàng)造用戶終身價(jià)值的智能制造模式。這種模式的能力支撐主要是互聯(lián)工廠的三聯(lián)三化，三聯(lián)即聯(lián)工廠全要素、聯(lián)網(wǎng)器、聯(lián)全流程；三化即柔性化、數(shù)字化、智能化。

海爾建設(shè)互聯(lián)工廠是全球工業(yè)革命發(fā)展趨勢以及海爾自身創(chuàng)新基因雙重作用的結(jié)果。近年來，世界上主要制造強(qiáng)國都在積極探索新一輪的工業(yè)革命。例如，德國基于制造上的優(yōu)勢，選擇了“自下而上”的工業(yè)革命路徑，提出“工業(yè)4.0”，強(qiáng)調(diào)提升制造業(yè)的智能化水平，建立智能工廠；美國在軟件上更具優(yōu)勢，推行的是“自上而下”的模式，即“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，強(qiáng)調(diào)以互聯(lián)網(wǎng)激活生產(chǎn)，以信息化助力智能生產(chǎn)；中國提出了《中國制造2025》，提倡的是信息化與工業(yè)化“兩化”融合，以信息化為支撐，走新型工業(yè)化道路，大力推進(jìn)智能制造下的制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

海爾空調(diào)膠州互聯(lián)工廠鳥瞰圖

圖1：工廠物流的各個(gè)流程體現(xiàn)智能、可視、互聯(lián)

海爾一直走在深耕制造業(yè)的路上，骨子里流淌著主動探索創(chuàng)新的基因。海爾認(rèn)為，智能制造的方向不是簡單的機(jī)器換人，而是用戶全流程參與的大規(guī)模定制，用戶可以參與到企業(yè)制造的全周期、全流程、全生態(tài)中，新型技術(shù)都是服務(wù)于用戶體驗(yàn)的工具。

海爾互聯(lián)工廠的特點(diǎn)

1.從傳統(tǒng)大規(guī)模制造到以用戶為中心的大規(guī)模定制

海爾追求的不是單純粹的用戶個(gè)性化，而是通過社群交互、眾創(chuàng)等形式，通過互聯(lián)網(wǎng)將用戶個(gè)性化的需求整合在一起，并通過交互、設(shè)計(jì)、體驗(yàn)、預(yù)售、制造、迭代，最終實(shí)現(xiàn)從需求到產(chǎn)品的變現(xiàn)，形成一種大規(guī)模定制模式。

實(shí)際上，以用戶為中心還體現(xiàn)在用戶可以參與整個(gè)生產(chǎn)過程。例如，用戶下單之后，在海爾工廠的工位上能夠直接看到用戶的信息和需求，用戶的使用體驗(yàn)也會直接反饋到工位，從而有助于海爾實(shí)時(shí)滿足用戶需求。此外，用戶需要的產(chǎn)品處于哪個(gè)工作環(huán)節(jié)，在物流的哪個(gè)階段，以及具體的生產(chǎn)過程，用戶都可以實(shí)時(shí)查看。這種信息透明化管理，就是為了更好地滿足用戶需求，給用戶最好的體驗(yàn)。

2.高精度下的高效率

“海爾不是簡單地追求機(jī)器換人，而是高精度驅(qū)動下的高效率?！?牟堂峰表示。用戶需求是本質(zhì)，只有真正解決用戶需求的高效率才是真正的高效率；單純由“機(jī)器換人”可以帶來生產(chǎn)效率提升，但是如果生產(chǎn)出來的產(chǎn)品沒有市場，那就是庫存?！皼]有用戶的產(chǎn)品，海爾寧愿不生產(chǎn)。”他說。

高精度下的高效率實(shí)際上也是海爾互聯(lián)工廠的“兩維戰(zhàn)略”構(gòu)建思路，其中，縱軸是用戶價(jià)值，體現(xiàn)的是高精度；橫軸是企業(yè)價(jià)值，端到端的信息融合，體現(xiàn)的是高效率。兩個(gè)維度相互融合、促進(jìn)，共同滿足用戶的最佳體驗(yàn)。

3.大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的小數(shù)據(jù)

牟堂峰解釋道，“大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的小數(shù)據(jù)”和“高精度下的高效率”是一脈相承的。高精度和小數(shù)據(jù)是一致的，指的是首先要準(zhǔn)確地捕捉到用戶的需求，然后通過整個(gè)生產(chǎn)的大數(shù)據(jù)來管控，并且不斷地去滿足用戶的小數(shù)據(jù)。

膠州互聯(lián)工廠概況及物流系統(tǒng)構(gòu)成

海爾空調(diào)膠州互聯(lián)工廠總投資10億元，建筑面積10萬平方米，是目前國內(nèi)生產(chǎn)家用空調(diào)最大的單體建筑，也是全球空調(diào)行業(yè)最領(lǐng)先的互聯(lián)工廠。工廠承接《中國制造2025》及“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略，致力于打造為“互聯(lián)網(wǎng)+”工業(yè)的樣板工廠，規(guī)劃年產(chǎn)能300萬套空調(diào)，擁有8項(xiàng)全球引領(lǐng)的核心技術(shù)，包括：智能沖串脹線、小U黑燈工廠、智能上壓機(jī)/冷凝器、智能化物料配送、智能焊接、智能化氦檢、智能連接性能檢測、智能抽空灌注。

膠州互聯(lián)工廠生產(chǎn)區(qū)域分為上下兩層，一樓主要生產(chǎn)空調(diào)室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)的內(nèi)部模塊，如兩器（蒸發(fā)器和冷凝器），共分六個(gè)單元；二樓對空調(diào)室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)進(jìn)行裝配，包括檢驗(yàn)、抽檢、包裝、下線等環(huán)節(jié)，空調(diào)室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)總裝線分別共3條，生產(chǎn)超過300多種產(chǎn)品，涉及物料品種超過1000種，日最大產(chǎn)能可達(dá)到12000套。此外，工廠還建設(shè)有供熱、供電、給排水和廠房、辦公樓、庫房等配套工程。

從整個(gè)膠州互聯(lián)工廠兩層車間兩種不同的生產(chǎn)模式來看，可以說各具特色。一樓主要是標(biāo)準(zhǔn)化模塊生產(chǎn)，采用大規(guī)模的自動化生產(chǎn)模式，智能化和機(jī)械化程度更高；二樓主要是室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)的裝配，由于與用戶、與各節(jié)點(diǎn)的交互更多，因此信息化程度更高。

據(jù)膠州互聯(lián)工廠工程技術(shù)總監(jiān)黎紅金介紹，膠州互聯(lián)工廠構(gòu)建了包括設(shè)備層、傳感層、物流層、網(wǎng)絡(luò)層和信息層的五層架構(gòu)，形成互聯(lián)互通的數(shù)字化架構(gòu)，保障工廠能與用戶實(shí)時(shí)聯(lián)通。其中，設(shè)備層大量應(yīng)用家電行業(yè)首次使用的自動化設(shè)備，具有柔性化、集成化、互聯(lián)化等特點(diǎn)；傳感層可以像人的五官一樣進(jìn)行溫度、濕度、位置、壓力等的感知，每天產(chǎn)生數(shù)據(jù)超過4000萬組，對整個(gè)工廠的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)報(bào)警，保證設(shè)備正常運(yùn)行；物流層包括AGV、空中積放鏈、智能工裝車、自動立體倉庫等，物流總裝和AGV之間設(shè)備可以自動交互；網(wǎng)絡(luò)層按照工業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)，形成高速、安全的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)百萬級的訂單瞬間傳遞到工廠，生產(chǎn)端及時(shí)響應(yīng)；信息層如同人的大腦，由用戶需求驅(qū)動，同時(shí)實(shí)現(xiàn)橫向集成，ERP和PLM、iMES、SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）多個(gè)系統(tǒng)之間無縫集成，信息可實(shí)現(xiàn)瞬間到達(dá)，并實(shí)時(shí)互聯(lián)所有節(jié)點(diǎn)。

膠州互聯(lián)工廠的物流系統(tǒng)分為產(chǎn)線物流和成品倉儲兩大部分。生產(chǎn)車間里主要采用了空中輸送系統(tǒng)、RGV、AGV等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了物料自動輸送到工位，產(chǎn)品下線后自動輸送到一樓暫存或直接裝車。成品緩存?zhèn)}采用四向穿梭車的密集存儲系統(tǒng)，具備500套空調(diào)的存儲能力，搭配機(jī)械手完成產(chǎn)品自動碼盤、采用RGV實(shí)現(xiàn)自動出入庫等物流作業(yè)。

膠州互聯(lián)工廠主要作業(yè)流程

膠州互聯(lián)工廠從用戶下單、物料進(jìn)廠到生產(chǎn)、發(fā)貨，整個(gè)過程通常僅需數(shù)天。

1.訂單信息導(dǎo)入系統(tǒng)

訂單產(chǎn)生后進(jìn)入，ERP系統(tǒng)一方面與MES系統(tǒng)進(jìn)行交互，把訂單信息傳遞給MES，MES將物料需求傳遞給WMS系統(tǒng)，同時(shí)將生產(chǎn)計(jì)劃傳到產(chǎn)線工位上。另一方面，ERP系統(tǒng)生成采購訂單，供應(yīng)商根據(jù)采購訂單進(jìn)行送料，WMS確認(rèn)收貨之后再根據(jù)MES的需求進(jìn)行發(fā)料。

2.模塊生產(chǎn)及物料上線

兩器模塊由一樓車間生產(chǎn)，生產(chǎn)下線后MES對物料進(jìn)行緩存，同時(shí)把下線數(shù)據(jù)傳遞給WMS由其管控，之后根據(jù)送料需求和生產(chǎn)節(jié)拍生成發(fā)貨訂單并下達(dá)上料指令，模塊生產(chǎn)所需物料通過提升機(jī)送上空中輸送線（積放鏈）后運(yùn)送至二樓裝配車間。其他部件則由供應(yīng)商按需按時(shí)供貨，部分模塊（如電控等）在供應(yīng)商車間完成組裝，部分則以VMI的模式，在海爾車間內(nèi)完成模塊生產(chǎn)后送至裝配產(chǎn)線，同樣根據(jù)WMS的指令進(jìn)行揀貨和物料搬運(yùn)。同時(shí)，MES觸發(fā)ERP系統(tǒng)進(jìn)行庫存管理。

3.模塊裝配

在二樓裝配車間共有兩種不同類型的生產(chǎn)線，一種是傳統(tǒng)流水線，一種則是單元臺（CELL）產(chǎn)線，每個(gè)單元臺獨(dú)立完成一臺產(chǎn)品的裝配。其中，流水線生產(chǎn)完成后在產(chǎn)線末端對產(chǎn)品進(jìn)行檢測、打包下線；單元臺作業(yè)線裝配完成后進(jìn)行掃描、檢測等，之后操作人員按下操作臺前的綠色按鈕，AGV接受指令前來進(jìn)行搬運(yùn)，之后打包下線。同時(shí)，另外的AGV將該單元臺負(fù)責(zé)裝配的下一個(gè)產(chǎn)品模塊搬運(yùn)過來，完成一個(gè)作業(yè)循環(huán)。

4.成品下線

產(chǎn)品單元裝配完之后會模擬用戶進(jìn)行噪聲檢測，合格后由自動封箱機(jī)封箱，隨后進(jìn)行拍照識別、貼碼。裝配好的成品由提升機(jī)輸送至一樓成品緩存?zhèn)}庫或直接裝車。

值得一提的是，膠州互聯(lián)工廠在二樓單元裝配線末端設(shè)置了實(shí)驗(yàn)室云數(shù)據(jù)中心，將原來相互孤立的各工廠實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，使海爾各工廠的研發(fā)中心數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享，并整理分析出精確的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)供其他工廠使用。

5.成品暫存與出庫

當(dāng)成品通過提升機(jī)下到一樓作業(yè)區(qū)后，由4臺碼垛機(jī)器人完成托盤碼垛。整托碼盤完成后，信息通過RFID上傳WMS，WMS驅(qū)動RGV小車取貨，之后按照系統(tǒng)指令完成自動入庫或裝車。

實(shí)際上，膠州互聯(lián)工廠從前端兩器生產(chǎn)到后端總裝，再到成品下線，基本實(shí)現(xiàn)了零庫存。成品緩存?zhèn)}主要功能為周轉(zhuǎn)，絕大部分產(chǎn)品組盤后由RGV直接搬運(yùn)至出庫口，通過日日順車小微運(yùn)送至客戶倉庫。只有極少部分成品由于車輛安排等因素留在庫內(nèi)暫存。

海爾空調(diào)膠州互聯(lián)工廠智能裝配生產(chǎn)線

實(shí)施效果與優(yōu)化方向

膠州互聯(lián)工廠正式運(yùn)營以來，在生產(chǎn)能力上實(shí)現(xiàn)了大幅提升，已達(dá)成投入產(chǎn)出的平衡。膠州互聯(lián)工廠模式的變革，也推動了海爾空調(diào)科技水平和管理水平的行業(yè)引領(lǐng)，該案例還被寫入《IEC未來工廠白皮書》和《制造強(qiáng)國研究》等，收獲眾多榮譽(yù)。

概括來講，膠州互聯(lián)工廠的先進(jìn)性體現(xiàn)在以下方面：

1.產(chǎn)品定制比例大幅提升

膠州互聯(lián)工廠具備高柔性、高品質(zhì)滿足用戶定制需求的能力。膠州互聯(lián)工廠的訂單主要有兩類，一類是大賣場等客戶的定制訂單，占比52%；一類是消費(fèi)者的用戶定制訂單，占比19%，這也意味著膠州互聯(lián)工廠不入庫率高達(dá)71%，既提高了周轉(zhuǎn)率，又減少了對資金的占用。

2.效率大幅提升

在生產(chǎn)過程中，膠州互聯(lián)工廠不斷引入新的技術(shù)和管理模式，整體效率得到大幅提升。例如，在模塊生產(chǎn)過程中，通過12項(xiàng)行業(yè)首創(chuàng)的工序，將生產(chǎn)效率提升了60%。此外，產(chǎn)品開發(fā)周期縮短50%以上，交貨周期縮短50%以上，全流程運(yùn)營成本下降20%，產(chǎn)品不良率降低10%，能源利用率提升5%。

3.高效柔性化生產(chǎn)

為了實(shí)現(xiàn)“以用戶為中心的大規(guī)模定制”，實(shí)現(xiàn)“高精度下的高效率”，海爾互聯(lián)工廠做了很多基礎(chǔ)工作，比如建立“三化”標(biāo)準(zhǔn)體系，即柔性化、數(shù)字化、智能化。對于膠州互聯(lián)工廠而言，不僅要滿足企業(yè)必須追求的高效率，同時(shí)還要精準(zhǔn)地滿足用戶定制需求。因此，海爾在產(chǎn)線布置上采用了“柔性化”的模式，即，通過單元線實(shí)現(xiàn)柔性化定制，通過傳統(tǒng)流水線實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。膠州互聯(lián)工廠是在柔性化的基礎(chǔ)上來實(shí)現(xiàn)智能化。

4.選擇先進(jìn)適用的物流系統(tǒng)

智能制造離不開智能物流。海爾互聯(lián)工廠并不追求無人化作業(yè)，而是以先進(jìn)適用為原則選擇物流設(shè)備。例如，在考慮車間物料輸送解決方案時(shí)，經(jīng)過多次比較，最終采用了避免與工廠產(chǎn)線相互干擾、同時(shí)又能與各工序順暢連接的空中輸送系統(tǒng)。同時(shí)，在空中積放鏈中采用RFID技術(shù)，一方面實(shí)現(xiàn)上線物料信息的實(shí)時(shí)寫入；另一方面將上線產(chǎn)品訂單的用戶信息進(jìn)行存儲；同時(shí)，進(jìn)行物料出入庫信息的識讀校準(zhǔn)。

此外，膠州互聯(lián)工廠每年都會不間斷地推行生產(chǎn)線與物流系統(tǒng)改善項(xiàng)目，持續(xù)提升工廠能力。例如，在后道包裝環(huán)節(jié)，對自動套箱/袋設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使之能夠適應(yīng)各種型號的產(chǎn)品；對封箱機(jī)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)了不停機(jī)自動供料、封箱作業(yè)。

以新工業(yè)模式服務(wù)全球制造業(yè)

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，全球制造業(yè)都在積極探索轉(zhuǎn)型之路。這也正是實(shí)現(xiàn)我國產(chǎn)業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)換道超越的良機(jī)。從膠州互聯(lián)工廠，我們看到海爾作為先行者，通過創(chuàng)新商業(yè)模式與管理模式，最終實(shí)現(xiàn)了以用戶體驗(yàn)為中心的大規(guī)模定制模式轉(zhuǎn)型，創(chuàng)立了登上未來制造業(yè)競爭高地的發(fā)展模式。

從2014年的第一個(gè)互聯(lián)工廠落地，到目前11個(gè)互聯(lián)工廠遍地開花，海爾積累、沉淀出一套智能制造技術(shù)升級方法論，并將互聯(lián)工廠模式軟化、云化，構(gòu)建起具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)、全球首家引入用戶全流程參與體驗(yàn)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺COSMOPlat。目前，COSMOPlat通過生態(tài)圈模式與七大模塊互聯(lián)互通，賦能衣聯(lián)網(wǎng)、食聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)、房車等15個(gè)行業(yè)物聯(lián)生態(tài)，踐行跨行業(yè)、跨領(lǐng)域生態(tài)賦能，提供大規(guī)模定制社會化服務(wù)，助推企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

據(jù)悉，海爾不僅在國內(nèi)主導(dǎo)參與制定了21項(xiàng)智能制造國家標(biāo)準(zhǔn)，還先后被IEEE、ISO等國際權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)指定牽頭主導(dǎo)制定大規(guī)模定制等3項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)，覆蓋大規(guī)模定制、智能制造、智能工廠、智能生產(chǎn)、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等6大領(lǐng)域。在2018年舉辦的漢諾威工業(yè)博覽會上，COSMOPlat被德國國家科學(xué)與工程院院長、“工業(yè)4.0之父”孔翰寧稱為“最好的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺”。在2018年世界經(jīng)濟(jì)論壇公布的全球首批先進(jìn)“燈塔工廠”名單中，海爾是唯一一家入選的中國本土企業(yè)。如今，COSMOPlat已經(jīng)上升為海爾的重要發(fā)展戰(zhàn)略之一，海爾將以新工業(yè)模式支持更多企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型，打造制造業(yè)新生態(tài)體系。