2023年9月10日,由e-works数字化企业网组织的“2023第七届日本智能工厂考察”正式拉开帷幕。本次考察中,e-works总经理胥军博士担任团长,由制造企业高层领导、信息化和生产管理负责人组成的精英团队将走进国际领先的日本制造工厂,开展深度交流学习,开启为期8天的探索之旅。
第一站:ABeam Consulting(德硕咨询)
2023年9月11日上午,eworks第七届日本智能工厂考察团来到位于东京千代田区的ABeam Consulting(德硕咨询)公司总部。ABeam Consulting集团成立于1981年,历经40余年的发展,先后在中国、韩国、泰国、新加坡、英国、德国、美国等全球多个国家和地区设立了据点,截至2021年在全球拥有约6500名员工,服务于全球范围内700多家客户,服务领域涵盖了制造业、航空业、汽车、化学、金融、零售、交通、通信、高科技、公关等。ABeam Consulting利用在全球积累的深厚行业管理咨询经验,提供与时俱进的咨询服务,用以帮助客户扩展全球化业务。在快速变迁又充满着不确定性的时代,企业从整体战略到业务改革、从IT实施到系统运维,无一不面临各种各样的挑战。作为一家起源于亚洲的全球化咨询公司,ABeam Consulting自成立以来,就秉承着Real Partner的服务理念,在IT咨询与实施、业务流程再造等领域勤恳深耕,为海内外客户提供高品质服务。德硕管理咨询智能制造服务团队主管合伙人钱峰先生、DXI事业部部长橘知志先生和DXI事业部总监安藤有紀女士接待考察团一行。通过交流,考察团深入了解了ABeam Consulting公司的理念以及几个典型智能制造案例。

考察团合影
ABeam Consulting源于德勤公司的的咨询部,在亚洲,尤其是日本发展迅速,很多日本500强企业都是ABeam Consulting的客户,ABeam Consulting在2021年被评选为最受日本青年欢迎的公司排行版的第七位,是一家优秀以IT落地交付为己任的管理咨询公司。大中华区的总部在中国第一高楼的上海中心大厦,ABeam Consulting中国区员工超过1000人,其中500名左右的员工属于管理咨询公司为大中华区的企业提供企业管理咨询以及数字化转型落地服务,另外500名左右的员工属于国际研发中心,为ABeam Consulting全球的企业用户提供研发,运维等服务。
安藤有紀女士为考察团一行人介绍了DXI部门,该部门是一个以IoT数字化转型为主要手段,为各类企业提供相关的数字化咨询和数字化创新的咨询服务。随后,安藤女士还为考察团介绍了全球领先的调味品行业味之素的数字化转型的案例。作为一家传统的调味品制造企业,味之素的自动化程度是较高的,但是在现场的管理上,改善分析上,运用的是传统手段,纸质单据流转过多,设备管理还是在用人工的方式去记录和分析数据,导致效率低下,ABeam Consulting通过数字化手段分析机台能力,把人和设备统一管理。在对味之素10个工厂做咨询时,不断收集,总结问题,以便在后续其他工厂的的数字化转型中复制中迭代更新。通过ABeam Consulting持续地辅导,现在味之素的现场管理已经实现无纸化,极大提高了管理效率。虽然这种数字化的改善行为只是最基础的改善行为,但是在这种传统百年企业中,在生产设备不更换,生产布局不改变的情况下,每一点的改善,都是在为产品的成本降低和产品品质提升在做着最大的努力。
在绿色环保方面,ABeam Consulting为企业提供多方面的能源/碳风险支持。制定综合能源战略,编制包括了管理改进、技术评估和措施路线图的减排计划,通过持续的PDCA循环来保证企业的减排措施是有效的。
在供应链管理方面,ABeam Consulting应用数字科技衔接业务流程,在战略层,提供供应链评估体系、供应链网服务,在研发方面,提供了产品研发和产品生命周期管理业务流程再造的解决方案,在制造侧,利用数字化的手段进行供求业务流程再造,供求系统实施的工作,在物流方面,提供仓储管理咨询、物流中心机器人化咨询以及自动化设计、运输规划的数字化解决方案等;在销售端,ABeam Consulting利用大数据和人工智能的手段,可帮助企业提供定价策略,利用客户洞察里来加速供应链的管理。
此外ABeam Consulting还在管理咨询、组织变革以及IT规划方面向企业、政府部门、金融机构提供多维度的咨询服务。
在安藤有紀女士分享完案例后,学员们纷纷踊跃提问,作为数字化转型服务咨询的部门,在为企业提供解决方案的时候,会遇到的种种问题,安藤 有紀女士和钱总都为学员们一一解答。

eworks总经理胥军博士向橘知志事业部长赠送来自中国的礼物
第二站:牧野机床
2023年9月11日下午,e-works第七届日本智能工厂考察团(以下简称“考察团”)来到了位于东京的牧野机床厚木工厂。牧野机床公司始建于1937年,是全球高端铣床和加工中心的领导厂商之一。考察团在牧野机床装配部门总经理宇土謙堂、亚洲营业部经理沈龙哲的带领下重点参观了牧野机床的厚木工厂、应用技术中心、主轴制造工厂,实地体验了牧野机床的企业文化、优秀的管理理念、先进制造技术和服务体系。
日本是一个后来居上的发达工业国家。二战以后,日本开始引领全球制造业的发展。机床,作为工业母机,其在工业制造方面的重要性可见一斑。1889年,日本生产了第一台机床,并凭借着管理高效、质量过硬、积极创新等发展优势,突破了各种关键技术和零部件的配套,使得其机床技术跃居世界一流。

牧野机床厚木工厂景色
2023年9月11日下午,考察团来到了成立于东京的牧野机床厚木工厂,探索牧野机床成功背后的“奥秘”。牧野机床装配部门总经理宇土謙堂、亚洲营业部经理沈龙哲热情接待了e-works考察团一行,并带领考察团参观了牧野机床的厚木工厂、应用技术中心、主轴制造工厂。考察团实地体验了牧野机床的企业文化、优秀管理理念、先进制造技术、服务体系等。

考察团在牧野机床厚木工厂合影
牧野机床成立于1937年,经过86年专注于机床制造领域的发展,其产品已拓展至卧式加工中心、立式加工中心、主轴加工中心、电火花放电加工机、线切割加工机等。
据介绍,牧野机床针对的主要市场包含三大板块。其一是模具市场,主要以立式三轴、五轴加工中心为主。其二是零部件行业,包括工业压缩机、机械手的关节件、汽车零部件、液压件、变速箱壳体等产品。其三是航空行业,主要包括飞机零部件,例如起落架、发动机叶片等。
牧野机床的产品具有高精度高速度、高自动化程度的特点,满足高质量的表面加工和高精度要求。牧野机床在日本本土有多家工厂,产品各不相同,在北美、欧洲设有技术中心和服务网点,在中国的昆山、武汉、东莞和天津以及东南亚和印度设有技术中心,以满足亚洲市场快速增长的加工需求。
Quality First——理念先行
牧野机床在其发展过程中创下了很多第一:比如1958年,开发出日本第一台数控立式铣床;1966年,开发出日本第一台数控加工中心;1968年开发出第一台带有刀塔式自动换刀装置的加工中心……
所有这些“第一”,都源于牧野机床“Quality First质量第一”的企业理念。“质量第一”即:尽一切努力满足客户所提出的对提高产品品质的要求,时刻鞭策自己提高生产率,扎实稳健做好每一项工作。牧野机床认为,质量第一是对客户的承诺,这个承诺不仅意味着提供高质量的产品,还包括追求技术、服务、商务的各个层面,是对产品和人的精益求精。通过不断的创新,牧野机床在加工精度、产品使用寿命等方面实现全球领先。
牧野机床的厚木工厂是1967年投产的。在参观厚木工厂时,考察团目睹了主轴部件的加工和装配过程,深刻体会到牧野机床对自动化技术与制造理念的有效融合和对加工环境的极致追求,从而最大限度地保障了产品质量。牧野机床产品为重型精密设备,制造过程对温度、湿度和地基的要求较高。据牧野机床亚洲营业部经理沈龙哲介绍,牧野厚木工厂和主轴制造工厂的加工车间是恒温管控的,需要控制整个车间一年四季都处于23±1℃的温度。为保证恒温,车间在不同高度的位置安装了多个温度传感器来监控车间内温度变化,如遇温度异常会立即报警使相关工作人员赶来及时对应。
牧野机床的车间管理理念是:要想制作好的加工中心,要满足三个条件。其一就是要有良好的制造环境,这一点很好地体现在了牧野机床的主轴制造工厂。除了对加工车间的恒温控制之外,对于装配车间现场的环境控制也非常严格,车间常年温度保证在23±0.4℃、湿度保证在35%,而且为无尘车间。一路参观下来,牧野机床的专注、严谨给考察团留下深刻印象。

考察团参观牧野机床厚木工厂展厅
保持技术先进,为客户增值
在用户的印象中,牧野机床结构扎实,在经年累月的运行中也能保持良好的性能稳定性;同时,牧野机床易操作,丰富的工艺技术参数和机床的可靠、精准运行,不仅实现了“只要开机,就能运行”,还能使不同层次技能水平的操作人员都能充分发挥机床的生产力。
这是因为,牧野始终不仅追求高精度标准,同时,非常重视前瞻性技术的开发,用创新性的解决方案向市场提供能推动用户进步的技术。在产品交付之前,应用技术中心的应用技术团队会不断测试、试加工、调试以及研发新的加工条件,以尽可能地满足客户需求。在牧野4000多员工中,应用技术团队成员占据10%。

考察团在牧野机床厚木工厂讨论交流
目前,牧野机床以可定制的个性化技术方案满足模具、汽车制造、航空、半导体、精密零件、医疗器械等应用领域不同用户的需求。除了不断提升技术指标、提供高品质机床之外,牧野还通过多元化的服务支持,为客户创造更多价值。
发挥先进优势,深耕中国市场
2002年,面对中国制造业蓬勃发展的需求,牧野亚洲公司出资在江苏昆山成立牧野机床(中国)有限公司,进一步加码海外市场。自进入中国以来,牧野一直顺应中国制造业的蓬勃发展趋势,不断引导和满足下游产业用户的需求,持续深耕中国市场。多年来,牧野向中国客户提供了优质的卧式/立式数控加工中心、数控电火花机床、数控线切割机床、石墨加工中心等主要产品,帮助客户实现业务转型或增值。
目前,牧野中国生产的数控电火花加工机床,相比于牧野在全球的其它生产基地数量最多。牧野在中国除了设有昆山基地外,还在天津、东莞、成都、武汉等地设立了以技术服务为重点的分公司,实现对华东、华北、华南、华西和华中地区下游客户的服务全覆盖。2023年4月7日,牧野汽车装备(武汉)有限公司新工厂在蔡甸经济开发区武汉中德国际产业园投产。武汉智能研发制造基地的开业,意味着牧野亚洲最大生产基地正式开业,其规模超过了日本东京总部工厂,将为全球客户提供高端智能机床产品。
后记
本次参观让人收获颇丰。毫无疑问,机床作为工作母机,其本身质量的好坏将直接影响其制造的产品的质量。从牧野机床数十年如一日地坚守“质量第一”的理念上,不难看出其深知这个道理。这也使得他们的产品拥有更完美的细节和质量稳定性,而且通过精细的服务拥有更广泛的用户赞誉,为我们做出了榜样。

e-works总经理胥军与牧野机床装配部门总经理宇土謙堂互换礼品以表感谢
第三站:FANUC
e-works日本智能工厂考察团每次都会来到FANUC,不仅因为它是工业机器人领域四大巨头之一,还因为每次来到FANUC都有新的技术变革,给客户带来新的体验。2023年9月12日上午,e-works第七届日本智能工厂考察团再次来到了位于日本山梨县忍野村的FANUC总部。FANUC日本发那科株式会社长山口贤志和会长稻叶善治先生以及峰岸部长亲自接待了考察团一行。

考察团一行和发那科领导合影
FANU前身是富士通公司的自动化部门“富士通数控”,当初的销量并不好,面对很多的挑战,发那科以艰苦卓绝的精神,在1956年研制出了日本第一台数控系统,自己后FANUC一直不懈地追求工厂自动化的发展,在1972年从富士通剥离,终于成立了了发那科公司,位列全球机器人“四大家族”之一,被称为“工具机界的微软”。发那科公司在全世界建立了268个服务网点,为107个国家和地区全力提供技术支持。苹果、特斯拉、通用、空客、华为、海尔、联想、可口可乐……大量工业巨头都是FANUC的客户。FANUC公司坚持日本制造,业绩保持了可持续增长。
发那科主要有三大事业部:以FANUC的基础技术——数控和伺服技术为基础发展的FA事业部、应用了基础技术的机器人事业部和智能机械事业部,这三个事业部成为FANUC的三大支柱。考察团先后参观了FANUC的中央展示厅、可靠性评价大楼、机械加工工厂、机器人组装厂、伺服电机厂、维修厂。
各式机器人制造的专业能力
考察团第一站参观了FANUC机器人中央展示厅。满足不同应用场景要求的各式机器人,正在做着场景演示:长臂码垛机器人每小时能码25kg的货物600袋,在急停的时候不会出现掉货物,喷涂机器能快速均匀涂胶、带有力觉传感器的曲面钻孔在100千克力的压力下仍能精确定位并钻孔;点焊、弧焊机器人能快速高质量完成各类焊接工作,还有能举起一辆车的大力神机器人M-2000iA。

考察团成员在与M-2000iA合影
协同作业机器人是FANUC产品中唯一是绿色,而不是黄色的产品,这种机器人具有引导示教功能,进入引导示教模式之后,可以由操作人员引导机器人进行运动,记录了运动轨迹之后,机器人就可以完成示教的运动。

考察团成员在试操作协作机器人
FANUC的拳头机器人,这种机器人集成了视觉传感器,可以自动识别药片的颜色和位置,高速、准确地装瓶;FANUC加工中心的性能也十分抢眼,大进给量,快速切除余量,可以实现高速、高精密加工。产品展示中心还展示了FANUC数控系统实现对热变形补偿等先进功能,以及实现基于物联网对FANUC产品进行远程监控和故障预警等技术,以实现零宕机(ZDT)。FANUC机器人还实现了视觉追踪,集成了力觉传感器,可以完成去毛刺、研磨等功能。

基于物联网的零宕机(ZDT)服务
让人信赖的产品,可靠性是第一位
参观的第二站是FANUC的“可靠性评价大楼”,因为FANUC的产品研发一直以“高可靠性、故障预警、快速修复”为宗旨,可靠性检测是其最为关注的问题之一。可靠性评价大楼是FANUC诸多的研究楼中最大的一栋,面积达2万平方米,造价约60亿日元。为实现可靠性的进一步提升,可靠性评价大楼配备了诸多大型设备,可进行特殊的,恶劣条件下、长时间、同时多样的评价测试,测试实验涵盖了高温高压清洗测试、CNC软件测试、电磁波测试、浸水实验、极限测试、机器人手臂线缆老化测试等等,测试范围之广,充分体现出了FANUC对开发阶段可靠性的重视以及对客户负责的态度。测试大楼的内部空间很高,为的就是能给包括巨型机器人做实验的空间,卡车可以直接将需要测试的设备运进大楼,通过天车吊装到预定位置。
考察团一行着重参观了电磁波干扰实验室,该实验室的墙壁由一块块吸音泡沫组成,用于产品在电磁环境中正常运行且不对周围其他设备产生电磁干扰的试验。
聪明的机器人——自己生产、组装自己
参观的第三站是机加工工厂。机加工工厂主要加工机器人、ROBOSHOT、ROBOCUT以及激光发生器的零部件。1980年,FANUC开始在机加工工厂实施自动化,当时仅可以实现24小时的无人运转。1990年,通过引入立体托盘仓库,无人运转时间延长到了72小时。2000年后,机器人单元投入使用,使无人运转时间大大延长,目前该工厂可以实现720小时的无人运转,实现了100%自动化。FANUC的机器人生产和组装工厂实现了用机器人组装机器人,只有线缆和斜齿轮还需要人工装配,其他零部件实现全自动化装配,同样配备了立体仓库。
有视觉的机器人——伺服电机工厂
参观第一站是FANUC的伺服电机工厂。工厂有8万平米,是世界最大的电机组装工厂,有900多台机器人,组成200多个机器人制造单元,利用机器视觉技术正确组装产品,从零件的取出、装配、试验到包装的全部工序都实现了高度自动化,可以72小时连续工作,在晚间和休息日自动送料。在四通八达的车间里,传送皮带链接了整个工厂,在这里,每40秒就可下线一台伺服电机,整个车间能够生产2000多种不同型号及配置的伺服电机,具有月产12万台伺服电机和7.6万台伺服放大器的生产能力。
终身维修的承诺——维修工厂
参观第五站是FANUC的维修工厂。在这个工厂,支撑着发那科商品向客户提供终生维修的承诺。该工厂可对数控机床、机器人上的CNC印刷电路板、伺服放大器、伺服电机及机器人的手腕等进行维修。我们可以看到30多年前的旧机种也在这里进行修理。FANUC的维修服务是为了让因机床故障而造成的停产时间最大限度的缩减,因此在现场不进行故障单元的维修,而是采取更换整个故障单元的方式,然后将更换的故障单元移至维修工厂进行维修,维修如初后作为维修备品使用。目前,维修工厂拥有470台修理用试验机,可以完成1.6万种部件的维修。该工厂还取得了国际环境管理体系ISO14001和ISO27001的认证。根据统计,目前维修品中30年以前的产品维修占比8%,这部分的维修难度可想而知,动力还是来源于对客户的承诺与责任。维修工厂建立了共享的维修数据库,包括零件库、维修知识库、维修记录,支持移动版的应用等,便于维修技术的传承和维修数据分析,计算出零件更换维修的备件,向零部件供应商备件,只为更好的给客户服务提供终生维修。在这个维修工厂里,还有一群来自研究院的工作人员,他们也会设计一些已经停产的零件,虽然这样会造成维修费用的提高,但是比起更换整个设备,还是非常具有经济效益。
做工业设备的企业很多,但是能提供终生维修的企业没有几个,发那科不断更新技术,运用到生产和产品中,只为更好地服务于客户。
后记:

黄色是发那科的标志颜色

工厂被森林覆盖
每当FANUC有工程项目启动时,其土地上的树木不是被砍伐,而是被移植到其他地区,虽然这会消耗巨大的人力、物力和财力,但是FANUC依然持续不懈地执行这样的行为准则。正因为这样,我们看到的是郁郁葱葱,枝繁叶茂的森林与现代化工厂完美融合的景色。
对品质的追求,对客户的承诺,对技术的创新,对自然的敬畏,造就了发那科的黄色传奇。
第四站:三菱电机株式会社名古屋制作所
三菱电机创建于1921年,是引领全球市场的工业自动化产品供应商,在全球的电力设备、通信设备、工业自动化、电子元器件、家电等市场占据着重要的地位。1924年,三菱电机设立了名古屋制作所。作为三菱电机首个通用马达的工厂,名古屋制作所无疑成为三菱电机自动化生产中心,因而素有“母亲工厂”之名。
名古屋制作所的历史,就是三菱电机挑战工业自动化机电产品发展的历史。在经济高速增长期,名古屋制作所为了响应当时不断扩大的生产需求,利用马达制造技术,生产出被用于模具加工的放电加工机,以及为实现工厂自动化而使用的可编程控制器。名古屋制作所以日本经济的高速增长期的到来为契机,运用长期积累的自动化控制技术、驱动控制技术、电机一体化技术及生产技术,不断扩充FA、机电产品系列,推出一代又一代自动化产品。
2023年9月12日下午,考察团走进名古屋制作所,参观了参观了可编程控制器/显示器E4工厂、伺服马达W3工厂,并聆听了三菱电机e-F@ctory智能化改造的案例。

考察团在三菱电机名古屋制作所合影
助阵智能工厂建设,“e-F@ctory”创造新价值
当前,制造业全球化竞争、产业链区域化和短链化等新问题不断涌现。未来的产品制造要活用AI、物联网、大数据等新兴技术,实现涵盖计划、生产、回收等产品全生命周期的“数字化制造”。因此,三菱电机利用核心组件的控制设备、3D模拟器及可视化工具等数字技术,以及现场知识服务的协同效应,优化从设计到维护的整个生产周期,形成了智能制造综合解决方案——e-F@ctory。
e-F@ctory最早于2003年提出,并通过在三菱电机各个工厂的应用进行不断完善。其理念是:企业生产现场是企业运营管理的核心,只有做好生产现场的“可视化、可分析、可改善”,解决企业的“问题”和“烦恼”,解决企业生产效率、成本和能耗等关键问题,才有可能实现企业级的智能化。

e-F@ctory架构图
e-F@ctory包含了完整的智能工厂理念、实现方案和可以集成多种供应商设备和软件系统的技术体系。如图2所示,e-F@ctory构建了三层架构——在生产现场层进行基础数据的收集和显示,在中间层通过边缘计算对数据进行预处理,然后将数据传递给上层的IT系统。在功能层面,e-F@ctory涵盖了智能产线设计、可视化、MES应用、SCADA数据采集、质量缺陷分析、设备可维护性分析等技术领域。
目前,e-F@ctory解决方案除了在三菱电机内部各个工厂中参与改造外,还帮助许多客户完成转型升级。例如,在兰宝传感科技的智能化改造中,三菱电机提供了包括生产工艺、产品工艺、业务流程在内的梳理、改进,以及车间布局、物流方面的整体优化,帮助客户搭建整个智能制造车间的框架以及实施计划。在导入阶段,e-F@ctory提供了全过程的项目管理支持,以及信息化实施方面的SCADA部署、MES部署。艾比森光电通过三菱电机e-F@ctory解决方案,不断导入AI技术、边缘计算、TSN技术,实现立足制造现场、贯通供应链和工程链的智能制造。
在e-F@ctory解决方案的不断完善与推进中,三菱电机与产品制造各个领域的伙伴进行合作,根据不用地区和领域的客户所面临的难题,针对性地提供解决方案,并与800多家合作伙伴协作构建e-F@ctory Alliance生态系统。

考察团在三菱电机名古屋制作所交流讨论
打造示范工厂,实现生产革新
从2003年起,名古屋制作所的各个工厂开始应用e-F@ctory来进行智能化改造。e-F@ctory通过“人、机械、IT之间的合作”,灵活运用制造和生产现场,不断提高生产率、产品质量,并降低能耗。
本次参观的名古屋制作所可编程控制器/显示器E4工厂生产用于控制生产线和装置的可编程控制器,以及用于监视生产线和装置操作状态的显示器。为了根据订货情况灵活小批量地进行各种生产,仅面板实装生产线一天就要进行大约150次生产机型的切换,如此灵活的生产方式得益于e-F@ctory解决方案的使用。
由于可编程控制器的品种众多,名古屋制作所采用了单元化生产线模式,可以根据生产指示灵活调整。为了实现变种、变量、小批量的生产方式,工厂需要让设备运转最大化,同步跟进掌握生产线的状态。与此同时,还需要支持人工作业的高效化,实现生产系统与人的最佳调和。因此,工厂通过活用e-F@ctory,力求实现高效生产。
可编程控制器/显示器E4工厂通过FA和IT协作,对于阻碍生产活动的各种原因,快速分析对策并纠正问题,努力提高生产效率。与此同时,工厂灵活应用边缘计算,根据设备停机造成停产情况的关键设备状态,检测异常发生的征兆。由此可以灵活应用于计划性维护,努力降低意外重大生产停工的风险。此外,系统将生产现场的实时状况反馈到相关的上游工序,用于组件的最佳筹备、投入,构建可以优化整个生产流程的系统。
伺服马达的作用是在高速、高精度、低能耗的驱动方式下,控制机械设备可动部的运转和定位,被广泛应用于从食品到工业产品的制造设备中。名古屋制作所的伺服马达W3工厂制造小容量、中容量的伺服马达,除了标准机型外,还制造根据客户机械设备特性设计的特别机型。
为了应对市场需求变动,伺服马达W3工厂导入e-F@ctory解决方案,实现从制造现场实时收集数据,并对数据及时处理,很大程度上改善了制造过程中的时间成本浪费。以前的制造现场,由于通过手工进行数据收集,只能在数据统计完毕后才能研讨对策。现在,工厂将各工序设备的稼动信息、加工结果等进行实时统计,并上传至数据库,构建了可视化的管理系统。在某个工序发生不良情况时,可以通过观察各工序数据的相关性,快速查明原因并找出改善点。
现场收集到的数据不仅活用于现场改善,还应用在产品设计的改善中。为了优化产品和设备的设计,伺服马达W3工厂在生产线的各处新配备了传感器,收集配件公差等的长度数据、以伺服轴为单位的详细电力消耗值等的数据。通过分析获得的大量数据,不断修订与制造现场相匹配的设计尺寸、制造规格值,从而达到设计的最优化。
后记
三菱电机认为,企业在推进智能制造过程中,要很好地利用数字化技术解决制造现场的难题,例如:人手短缺、技术传承问题;迅速、灵活地应对需求波动和故障等。展望未来,三菱电机将继续运用长期积累的FA控制技术、驱动控制技术、机电一体化技术及生产技术,在世界范围为客户的制造革新作出贡献。

e-works总经理胥军与三菱电机名古屋制作所营业部部长山田耕司互换礼品以表感谢
第五站:KIRIN啤酒厂
2023年9月13日,e-works第七届日本智能工厂考察团来到了贺滋县的KIRIN啤酒厂,在专业的工作人员带领下,体验了纯粹口感带来的美妙味觉享受。
定居日本的挪威裔美国人威廉·科普兰1870年在横滨市开办了一家新的啤酒酿造厂,为制造适合日本人口味的拉格啤酒,他从德国进口了麦芽、啤酒花等原料以及酿造所需要的设备。为了酿造出纯粹的啤酒,甚至聘请了德国酿造师到日本。科普兰把中国传统瑞兽麒麟兽作为啤酒的商标,“麒麟圣兽”是自公元前便传说存在于在中国的一种瑞兽,古人认为,麒麟出没处,必有祥瑞。代表着“带来幸福,与喜悦同在”的美好寓意。1888年,酿酒厂正式开始销售带有麒麟图案的啤酒。自麒麟啤酒开始上市销售以来,麒麟啤酒坚持将“追求啤酒的美味”作为至高目标,不断优化酿造技术,为消费者带来美妙的味觉感受。

优质的麦芽和优质的啤酒花为麒麟啤酒带来特殊香味
1923年关东大地震,横滨山首酿酒厂遭到了毁灭性的损害,酿酒厂被迫迁移至生产麦芽的区域,在那里筹备了三年。那时又以又浓又苦的啤酒为主流。但麒麟利用搬迁到新酒厂的机会,进行了大胆创新,创造了全新的金黄色的啤酒业。麒麟的黄啤品质得到了当时德国权威机构的认可,已经成为了日本啤酒的产业标准。1990年,麒麟一番榨啤酒上市销售,作为品牌的璀璨明珠,一番榨凝聚了麒麟啤酒的最高智慧与匠心。相较于其他啤酒,麒麟一番榨仅使用麦汁过滤工程中最初流出的第一道麦汁来酿造,完全不使用第二道麦汁;与常见用于酿造啤酒的河流水相比,麒麟啤酒使用的是纯净的软水资源,加上独特工艺使麒麟一番榨的口感更为纯粹、清爽。这个生产工艺也成为了产品“一番榨”名字的由来。新的“低温麦汁过滤技术”控制麦芽本身自带的涩味;优化糖化工序,抑制酸味;并优化发酵工序,抑制在发酵过程中产生的甘甜味。一番榨还重新改善酿造工序的糖化方法,提高从麦芽萃取出来的氮含量,进一步提升口感和品质。一番榨制法,彻底颠覆了现有啤酒的制法,是具有划时代性的治法,在世界上也是非常独特的酿造技术。

考察团成员品尝啤酒原材料-麦芽

麒麟啤酒生产车间
在麒麟的展示厅里,工作人员还为考察团一行介绍了啤酒的发酵、存储的过程,并用数字交互的手段让体验了酵母的在麦芽汁的活动。
工作人员介绍道:“酵母是只有0.01mm左右的自然生物,由于这个小小的生命活动,素材发生了变化。麒麟储存了约800种啤酒酵母,选择了符合理想啤酒味道和香气的酵母。酿酒师利用五感与酵母对话,营造出让酵母心情舒畅的工作环境。

双手比一个爱心的形状,就可以让酵母游动起来
口感醇厚的麒麟一番榨啤酒呈现出独特的日式风格。饮用时,苦味适中,酒感十足,让人在畅饮的过程中,感受到了麒麟百年传承的精湛技艺与匠心独运。

啤酒发酵罐
高20米的啤酒发酵罐子,整个工厂有70罐,每一个大发酵罐可以装130万罐的啤酒,够一个正常酒量的人喝3000年。
参观完生产过程,专业的品酒师请考察团一行品尝了不同口味的啤酒,在这仍旧炎热的初秋,啤酒清新冰爽瞬间驱散了燥热,留下的是唇齿间纯粹麦芽香。

麒麟啤酒滋贺工厂的各种产品
麒麟啤酒凭借其百年历史传承,不断改进的酿酒技术、高品质的原材料甄选,已成为许多啤酒爱好者的心头好。日式风格及麦芽醇香,让人沉醉其中,难以忘怀。同时,通过这段美味之旅,也让我们深刻体会到一个百年品牌如何做到历久弥新。

考察团员合影
第六站:京瓷株式会社
2023年9月13日下午,e-works第七届日本智能工厂考察团(以下简称“考察团”)来到了位于京都的京瓷总部,参观了京瓷的博物馆、图书馆,了解了稻盛和夫的经营哲学,学习了京瓷集团发明精密陶瓷并且不断拓展应用领域的长期实践。

京瓷总部大楼
京瓷株式会社成立于1959年,创始人是稻盛和夫,最开始是从事精密陶瓷的研发和生产。京瓷从创业以来,一直脚踏实地,持续开展各项业务。如今,京瓷集团在全球的事业涉及原料、零件、设备、机器,以及服务、网络等各个领域。产品包括手机和网络设备、半导体零部件、电子元件、水晶振荡器和连接器、使用在光电通讯网络中的光电产品、切削工具、打印机/多功能复合机等办公信息设备、精密陶瓷厨房用品、太阳能电池等。

京瓷展厅中的陶瓷展品
京瓷的创始人稻盛和夫先生一直将“敬天爱人”作为一生的人生信仰。所谓“敬天爱人”是指,始终以光明正大、谦虚之心对待工作,敬奉天理、关爱世人、热爱工作、热爱公司、热爱祖国;在生活中遵循天理,忠于自己灵魂的本质。由他创立的京瓷也将“追求全体员工物质与精神两方面幸福的同时,为人类和社会的进步与发展做出贡献”作为经营理念。
京瓷在成立初始,只是一个缺乏资金、信用、业绩的小街道工厂,可以依靠的只是仅有的技术和相互信任的伙伴。为了公司的发展,每个人都竭尽全力,经营者也用毕生的努力回报大家的信赖,一心要把公司发展壮大成让员工们以在京瓷公司工作为荣的卓越企业,这就是京瓷一直以来的经营之道。正是始终以这种牢固的心与心的连结作为基础,才有了京瓷今天的发展。

考察团观看稻盛和夫生平事迹视频
稻盛和夫先生提出人生·事业的结果可以用“思维方式×热情×能力”的方程式来表达。其中,热情和能力缺一不可,思维方式最为重要,因为思维方式是一个大的方向。如果持有负面的思维方式,而能力越强,热情越高,反而会带来更大的负面影响。如果持有正面的思维方式,人生和事业的结果则会是一个更大的正值。

稻盛和夫思想展厅
此外,稻盛和夫先生总结了稻盛哲学中的“四要素”。其一,是“公司规范的一种准则、约定”,指明了公司应该按照这种规则、伦理观念来开展经营。其二,是“企业为了追求并达成其目标所应具备的思维方式”,阐明了企业为了完成远大目标所必须拥有的思维方式和应采取的具体行动。其三,“赋予企业优秀的社格”。就像人具有人格一样,企业也应该拥有作为企业的人格,即“社格”,使得企业能赢得各方的信赖和尊敬。
以上三项要素对推动企业的进一步发展是至关重要的。但哲学的第四个要素更为重要,它是上述三要素的基础。即“作为人所应持有的正确的生活方式和人生态度”。它为我们每个人明示了如何度过美好人生的真理。
对于由此四项要素构成的稻盛哲学,最重要的是不能仅仅把它作为知识来理解,而是应该在日常的生活和工作中努力加以实践,在实践的过程中持续付出努力,从而提高心性、磨炼人格。

考察团参观复刻版稻盛和夫办公室
第七站:HORIBA
2023年9月14日上午,e-works第七届日本智能工厂考察团(以下简称“考察团”)来到了HORIBA(堀场京都制作所),参观其位于琵琶湖的“E-HARBOR”工厂,了解各类分析仪器的研发生产及应用领域。

HORIBA琵琶湖工厂大楼
HORIBA始创于1945年,主要生产和销售汽车排放测量系统、环境测量仪器、各种科学分析仪、医疗诊断分析仪及半导体行业中使用的测量设备等。其在亚洲、欧洲、美国开办海外公司,继而将研发、生产基地开于世界各地,遍布全球27个国家和地区。在中国,HORIBA正在筹建集应用开发、制造、售后于一体的新据点。

考察团在HORIBA琵琶湖工厂合影
本次考察团参观的是位于琵琶湖的“E-HARBOR”工厂。该工厂于2016年5月开始正式投入使用,主要承担汽车事业部、环境事业部的气体相关产品研发生产。考察团参观了气体检测部门、光样分析部门和研发部门,还参观了ENDA5000的生产车间,以及E-lab实验室。
据了解,“E-HARBOR”工厂的理念是将开发、设计、生产的所有人员集聚在同一层,实现产品开发到订单生产的一体化新生产模式,即没有阻断、一气呵成的产品制造,进而提高整个工作效率。在这个工厂,为促进员工步梯间的交流,内部员工在一般情况下不允许乘坐电梯,在九层楼中上下穿梭,虽然会费不少体力,但同时让大家在工作之余也能锻炼身体。

考察团在HORIBA交流讨论
第八站:松下PHP研究所
2023年9月14日下午,e-works第七届日本智能工厂考察团(以下简称“考察团”)来到了松下PHP研究所,学习了松下通过百年努力积累下来的经营管理理念及经验方法之精髓,并参观松下资料馆。

考察团在松下PHP研究所合影
松下幸之助先生是世界著名电器公司松下集团的创办人,时至今日,他仍是许多实业家的学习对象,被誉为日本“经营之神”。1946年,松下幸之助为了实现“通过繁荣创造和平与幸福”这一个愿景,创设了PHP研究所(PHP=Peace and Happiness through Prosperity)。松下PHP研究所秉持着“通过物质和精神两方面的繁荣,实现和平与幸福”的理念,分别在研究、出版普及、教育实践三方面开展活动。
基于三个方针和态度,松下PHP研究所致力于寻求各种能够贡献社会的具体构想,并积极地向公众提出,进而实践,以达到实现PHP的目标。其一,有效并适当地运用人类祖先在处理人生及社会的种种问题上,积蓄下来的智慧和经验。其二,活用现今社会的各种智慧,从而在先祖圣贤的成果之上创造出日新月异的构想。其三,基于以上两个方针和态度,凡事皆以一颗“素直之心”去探索人类本来的特性和素质。即致力探索天地自然间的真理。

考察团观看松下幸之助生平事迹视频
在松下幸之助先生十五岁时,他预想到电气时代将会来临,于是决心到大阪电灯株式会社(现关西电力)成为一名配线工。其后于1918年自立门户创立了“松下电气器具制作所”,开始制造和销售他自己发明的电气器具。在制造电气器具之初的艰难过程中,松下幸之助先生学习到各种企业经营与管理的相关知识:稳定发展、持续付出、员工归属感与适切培训等的重要性,产品革新的必要性,以及获取供应商和顾客信用的价值。
松下资料馆设置图书展板,并运用影像、图书等介绍松下松下幸之助先生对人生、企业经营的想法和做法,乃至对国家社会和世界的展望等。松下幸之助先生的经营理论是其在长期经营实践过程中积累起来的智慧结晶。该理论从企业的内部环境和外部环境以及两者之间的关系来阐述其经营之道;从企业的管理角度出发阐述企业的生产运作的经验。

松下资料馆
松下幸之助先生曾经这样说过:人的一生,总是难免有浮沉。不会永远如旭日东升,也不会永远痛苦潦倒。反复地一浮一沉,对于一个人来说,正是磨练。因此,浮在上面的的,不必骄傲;沉在底下的,更用不着悲观。必须以率直、谦虚的态度,乐观进取、向前迈进。
所以无论顺境与逆境,请相信努力的价值,请相信坚持的意义。
第九站:松下电器竜野工厂
2023年9月15日上午,e-works第七届日本智能工厂考察团(以下简称“考察团”)来到了位于兵库县的竜野市的松下电器SUNX竜野工厂。松下竜野社长小川耕司先生接待了考察团一行。

考察团在竜野工厂合影
松下的使命是通过生产、销售活动,改善并提高社会生活,为世界文化的发展做贡献。自1929年创始人松下幸之助制定此纲领以来,松下一直以这一理念为基本开展各项事业。松下产品涉及家电、数码视听电子、办公产品、航空、工业自动化设备等诸多领域,已成为世界著名的国际综合性电子技术企业集团。
本次考察团参观的SUNX工厂主要生产各种精密传感器、控制器、变频器等产品,广泛用于建筑、通信、电力、电子、化工、机械等领域。该工厂隶属于松下集团的IDSBU(产业元器件解决方案业务线)。在这里,考察团参观了传感器制造车间、PLC生产现场,了解到光电传感器的注塑、线缆自动化生产、熔接、检测和封装等过程。
据介绍,SUNX工厂生产的品种有7300个,不同产品因为销量和商品构造有差异,采用多品种、小批量的生产方式制造。制造车间的生产过程包括前工序和后工序。前工序称为“源泉制造”,包括金属冲压、电镀、成形、焊接等过程;后工序成为“组装制造”,除了包含组装步骤外,还有环境负荷物质分析、信赖性评价、出货检查等过程,以保证产品的质量。
此外,为了提升产品的竞争力,SUNX工厂制定以下措施进行改善。在产品设计层面,致力于打通从供应商到客户的一体化产品设计,使得各个环节都可以参与和协作。在技术层面,SUNX工厂致力于“技术的进化”,提高对新技术、源技术的重视。与此同时,SUNX工厂提倡以人为主体的单元生产方式,因而对人才培养工作也极为重视。
在PLC生产现场,20多条产线正有序地工作着。据介绍,人工每天都会对机器设备进行检测。每条产线上的每台设备都检测好后,产线才可以开始运行。运行过程中,一旦其中一台设备出现问题,对应的一整条产线就会停止,且机器设备也可以自动发现问题,从而停止产线运作。
通过走进SUNX工厂并近距离了解其产品的生产环节,考察团员对光电传感器的注塑、线缆自动化生产、熔接、检测和封装等生产过程有了更加清晰的认识。SUNX的温度控制器、智能电力监控表以及能源可视化面板等产品也给考察团留下深刻印象。

考察团在竜野工厂交流
第十站:川崎重工
2023年9月15日下午,e-works第七届日本智能工厂考察团(以下简称“考察团”)来到了川崎重工,先后参观了川崎重工总部的机器人展厅和明石摩托车组装工厂。
日本制造常给人以质量可靠、做工精细、经久耐用的印象。经过多年的发展,日本制造不断融入创新的管理理念、先进的科学技术,奋力追赶并居于世界制造舞台的前列。川崎重工作为日本制造业的典型代表,在生产制造过程中注重现场管理、强调人机协作、关注细节的持续改进、坚持管理的精益化等方面值得学习。本文将深入探讨川崎重工在精益制造、技术创新方面的实践,以及其在全球制造业中的重要角色。

图1 考察团在川崎重工机器人展厅合影
多领域布局,一览川崎的制造风采
作为一家历史悠久的制造企业,川崎重工自1878年创立以来,一直在全球工业市场中扮演着重要的角色。最初,川崎以造船业务为起点,随后扩展至交通运输、航空航天、机器人、精密机械等领域。
在交通运输领域,川崎重工自1906年开始制造铁路车辆,从最初的木制电动客车逐渐扩展到电车、货车、蒸汽机车、内燃机车以及铁路系统等。
航空航天领域,川崎重工从1918年开始涉足飞机制造。其不仅制造了面向国防的固定翼巡逻机和运输机,还积极参与了国际民用飞机合作项目和直升机发动机制造。
在机器人领域,川崎重工也取得了显著的成就。自1969年以来,川崎重工一直致力于为各个行业提供机器人解决方案,制造出的机器人涵盖了点焊、电弧焊、组装、搬运、涂装、码垛等多种类型。此外,川崎重工还积极探索协作机器人以及医疗机器人等新兴领域,为构建人机协作的未来社会做出贡献。经过几十年的发展,机器人制造业务已发展成为川崎重工的核心动力驱动集团发展。
精密机械领域是川崎重工的另一个强项,拥有领先规模的液压技术和生产设备,为全球客户提供各种液压产品,如挖掘机用液压泵、液压马达、控制阀等;同时还制造工业机械系统和液压装置,以及船用液压装置等。
在多元化的业务中,川崎重工的成功离不开其对精益原则的坚守。精益生产的理念强调通过消除浪费来提高效率、质量和竞争力,川崎重工将这一理念融入了公司的文化中,成为了精益制造的典范。其通过精确的生产规划、物料管理和生产线布局,不断寻找和消除浪费,包括减少库存、降低过程中的不良品数量以及优化运输和交付流程。川崎重工摩托车组装工厂则是典型的例证,展示了川崎重工在精益生产中的突出表现。
摩托车工厂,感悟川崎的精益制造
川崎重工明石摩托车组装工厂是该公司在摩托车制造领域的重要制造基地之一。该工厂建于1953年,采用的是小批量、多品种的混线生产和装配模式。据介绍,工厂生产排量从65cc-1700cc的摩托车发动机,且摩托车产品线非常多元,包括超级运动型摩托、巡航摩托、冒险型摩托和街车等。这些摩托车以其卓越的性能、创新的设计和出色的操控而著称。
此外,摩托车组装工厂中引用了150个焊接设备,96个机器人,这些设备和机器人在摩托车组装和质量控制过程中发挥关键作用。且工厂采用了精心设计的流水线生产系统,以最大程度地提高生产效率。这些生产线可以精确控制工作的节奏和顺序,从而减少了停机时间和物料的等待时间。

图2 川崎重工的摩托车展品
参观过程中,可以深刻体会到川崎摩托车工厂在精益生产方面的实践:
1.建立精益供应链:川崎重工与供应商建立了紧密的合作关系,以确保零部件的及时交付。供应链的透明性和高效性有助于减少库存和降低生产成本。据了解,一辆川崎摩托车约800-1200个零部件,因此物料能否有序管理将直接影响着生产的节奏和组装的效率。在车间我们几乎看不到堆积成山的物料,车间现场清晰地列出了各个时间段供应商供货的时间表,一目了然物料的到货和即将到货情况。
2.零缺陷制造和柔性生产:精益生产的目标之一是追求零缺陷制造。川崎重工的摩托车组装工厂采用了严格的质量控制措施,包括自动化检测和实时监控系统;且通过使用先进的质量控制技术,如自动视觉检测和传感器技术,以及持续改进的方法,实现了高质量和零缺陷的生产。此外,为了适应市场需求的不断变化,该工厂的生产线非常灵活,能够快速切换生产线以满足不同型号和配置的需求,从而提供更快的交付时间。
3.注重生产改进和可持续发展:工厂实施了持续改进的文化,定期进行生产流程审查,以发现潜在的改进机会。这有助于确保工厂保持在最高的生产效率水平上。川崎重工明石摩托车工厂还关注可持续性,采用环保的制造方法,例如节能设备和废物回收。
川崎重工明石摩托车组装工厂通过精益生产,优化了生产流程,提高了生产效率和产品质量,减少了浪费。在这座70多年的老工厂里能制造出精致的高档摩托,整个现场的管理,人员、机器、材料、方法等生产要素的有机融合,无不凸显着精益之美。
机器人展厅,领略前沿技术的魅力
1969年5月,川崎重工成功生产出日本第一台工业机器人,第一代“川崎Unimate 2000”。从那时起,川崎重工就成为日本工业推动生产过程自动化的主要驱动力之一。
自创建机器人制造业务以来,川崎重工一直在不断研发高质量、低成本的工业机器人,面向各行各业提供点焊、电弧焊、组装及搬运、涂装、码垛等各种机器人。本次考察走进机器人展厅,近距离感受川崎重工在机器人领域的杰出成就和创新。

图3 川崎重工机器人汽车装配线
在机器人展厅,映入眼帘的是十几台点焊机器人协作完成汽车焊装的工序。它们分工协作,有条不紊地完成整车底部、车身、顶部的点焊作业,整个过程效率高、协作流畅。参观过程中,工作人员将许多机器人进行实际演示,以展示其性能、精确性和速度,包括机器人的精确操作、协作机器人与人员的互动等。
展厅中包含喷涂机器人、全不锈钢的医疗机器人、并联机器人、SCARA机器人等,这些机器人的应用场景覆盖制造业、医疗保健、物流等。此外,川崎重工推出的协作双臂机器人“duAro”引起考察团的注意。它可原本地再现人类双臂的动作,可以实现手臂本体与控制器分离,还配备了冲撞检测等安全功能,能很好地完成人与机器的协同工作。在“duAro”之后,川崎重工推出的“Successor”能更好地完成人机协作;还有日本首款手术支援机器人“hinotori外科手术机器人系统”也获得了日本境内的制造、销售许可,手术现场也取得了成功。同时,人形机器人“Kaleido”目前也在开发更新中。
川崎重工还将工业机器人和VR技术结合在一起,制造出VR机器人。考察团成员通过佩戴头显,观赏360度VR全景,在虚拟环境中亲自体验与机器人互动,更深入地了解了川崎机器人的潜力和应用。

图4 考察团成员参观并体验VR机器人
据了解,川崎重工的机器人以其创新性和高度定制化而闻名,究其原因,主要体现在以下几点优势中:在精度方面,川崎机器人使用先进的控制系统和精密的传感器,能够实现高精度的运动控制和定位精度;在速度方面,川崎机器人的加/减速度极快,能够实现高速的动作控制,适用于需要快速生产的制造场景。灵活性和可靠性对于机器人来说也是至关重要的。川崎机器人的工作范围和灵活度较大,能够适应不同生产线的工作环境和各种不同的工作件形状;且使用高品质的零部件,具备极高的可靠性和稳定性,能够保证生产线稳定运行并减少停机时间。此外,机器人的安全性和可操作性是机器人选型的关键因素,川崎机器人具有智能化的碰撞检测和紧急停止功能,能够保障人员和设备在工作中的安全;与此同时,川崎机器人使用友好的操作界面和模块化的软件系统,易于集成到现有的生产线中,且易于学习和操作。
这些优势不仅塑造了川崎重工强大的核心竞争力,更铸就了其在全球机器人制造领域的卓越声誉。
谋定新战略,未来川崎的美好愿景
随着全球工业发展的急速加速,经济全球化的趋势与劳动力资源的不均衡带来了一系列深刻的问题。在这个关键时刻,川崎重工也面临重新审视其自身价值和发展模式的机遇。
为了能够准确应对新时代的社会性问题,不辜负客户的期望和信任,川崎重工紧密关注全球的变化,积极提供新的附加值,提出了“面向未来社会,值得信赖”作为其2030年的企业形象目标。川崎重工社长桥本康彦先生剖析了这一目标的真正内涵:“为日新月异的社会及时提供创新的解决方案,创造充满希望的未来”、“超越各种框架迅速开展行动,不断挑战,扩大自身的可能性并不断成长”。
川崎重工的美好愿景不仅是为了公司自身的发展,凭借在广泛领域中的卓越综合技术实力,川崎在不断追求与地球环境的和谐共生的同时,也为构建美好的未来社会贡献着不懈的努力。经过百余年的栉风沐雨,川崎重工已经书写了一部企业发展的传奇历史,凭借其深厚的技术底蕴,为世界制造创造了卓越的价值。通过不断创新和追求卓越,未来川崎重工将不断实现新的里程碑,书写新的传奇。
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