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携手亚马逊云科技,灯塔工厂的数字化“变形记”

2021-11-05e-works 杨培

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近年来,在“上云、用数、赋智”的号召下,通过与亚马逊云科技的深入合作,施耐德电气中国公司及其武汉“发展中的灯塔工厂”成功加速了数字化、智能化变革进程,强化了端到端供应链能力,这也为中国制造企业如何完成云中转身与智造转型提供了有力参考。
       在深入推进智能制造,加快构建智能工厂的热潮之下,“灯塔工厂”的成功实践,无疑在其它制造企业的智能工厂建设过程中发挥着重要的示范引领作用。

       自2018年以来,世界经济论坛(WEF)与麦肯锡公司展开合作,共同发起了全球“灯塔网络”项目,旨在寻找制造业中的数字化转型典范,并通过分享上榜企业的最佳实践经验,帮助其它生产工厂快速、大规模地部署新技术,采取可持续地解决方案,有步骤、有规模地实现劳动力转型。截至2021年9月,全球“灯塔工厂”已累计达到90家。这些入选的“灯塔工厂”通过积极应用自动化、工业物联网(IIoT)、人工智能、数字化、大数据分析等先进的新兴技术,成为“数字化制造”和“全球化4.0”的示范者,不仅为其它制造企业的数字化与智能化转型提供了鲜活而生动的参考案例,也为先进技术在企业的应用与落地提供了可供学习的典型样本。

       而施耐德电气武汉工厂,作为“发展中的灯塔工厂”以及施耐德电气“智能制造和绿色节能生产基地在全球的典范”,在先进技术的应用上堪称全球表率。特别是,近年来在“上云、用数、赋智”的号召下,通过与亚马逊云科技的深入合作,施耐德电气中国公司及其武汉工厂成功加速了数字化、智能化变革进程,强化了端到端供应链能力,这也为中国制造企业如何完成云中转身与智造转型提供了有力参考。


    运用最新先进技术,打造全球工厂典范

       位于武汉东湖新技术开发区的施耐德电气制造(武汉)有限公司,即施耐德电气全球供应链中国区武汉工厂,于2012年2月投资兴建,同年4月开始量产,主要制造和销售小型断路器、接触器及控制与信号产品。多年来,施耐德电气集团持续投资武汉工厂,将最新先进技术优先在武汉工厂落地,打造出了全球领先的智能示范工厂。

施耐德电气制造(武汉)有限公司总经理李聪
施耐德电气制造(武汉)有限公司总经理李聪

       据施耐德电气制造(武汉)有限公司总经理李聪介绍,施耐德电气武汉工厂的数字化转型,大致经历了三个阶段:第一阶段,不断修炼内功,提升精益管理与精益生产能力,进而不断优化并标准化流程;第二阶段,加速自动化的升级与改造;第三阶段,通过试点精益数字化系统、全面部署施耐德电气EcoStruxure整体解决方案等,推动和深化工厂的数字化转型。

       具体而言,施耐德电气武汉工厂于2014年首先实现精益体系SPS(Schneider Performance System)的全覆盖;2015年启动产线自动化改造,积极应用六轴工业机器人、协作机器人、蜘蛛手六轴机器人、二维码导航智慧AGV、自动化生产线等智能装备以及3D打印、AR/VR、机器学习与自适应调整等新技术提升生产自动化水平;2016年,作为试点工厂成为全球第一家落地LDS ( Lean Digitalization System )精益数字化管理系统的施耐德电气工厂。经过三年的持续升级改造,在夯实精益化管理的基础上,2017年成为施耐德电气全球第一家开始全面部署EcoStruxure整体解决方案的试点工厂。而通过应用施耐德电气面向工业领域的EcoStruxure架构与平台,施耐德电气工厂不仅完成了数字化升级改造,实现高度自动化,使生产和运营流程得到了优化,而且也将能效提高至新的水平。

施耐德电气武汉工厂自动化机器人应用
施耐德电气武汉工厂自动化机器人应用

       2018年,施耐德电气武汉工厂被工信部评为国家级“绿色工厂”,被达沃斯世界经济论坛专家委员会评为发展中的“灯塔工厂”,并入选施耐德电气的“零碳工厂”,跻身世界顶级制造业“先锋”行列,成为中国和全球的智慧工厂数字化转型的成功示范。施耐德电气武汉工厂也在持续深化数字化转型,通过将越来越多的设备接入到EcoStruxure架构与平台,将更多新技术进行落地应用,来获取更多数字化转型所带来的好处,如人员优化、能效优化、生产运营与管理效率提升、产品质量提升、配电安全性与可靠性提升等。

    携手亚马逊云科技,IT赋能端到端供应链建设

       全球供应链是施耐德电气的核心竞争力之一。施耐德电气将自身供应链定义为端到端供应链,将采购、计划、物流和制造等都纳入其供应链之中,并以“不断实现以客户满意、现金流效益和生产力不断提升的突破”为目标,进行供应链的持续优化与变革。

       在Gartner发布的全球供应链25强排名中,施耐德电气连续多年榜上有名,且2021年继续保持全球供应链25强第4名以及工业制造类企业当中的第1名。但实际上,施耐德电气在供应链管理方面也遭遇过严峻挑战。

       2020年初,新冠疫情暴发,武汉成为疫情重灾区,处于风暴中心的施耐德电气武汉工厂虽然由于较早地应用了数字化、智能化技术,同时也有来自集团层面的联动全球资源协同支持,得以成功经受住疫情的严峻考验,复工复产一个月之内产能就达到了100%,但这也使得施耐德电气不得不反思如何使供应链变得更具弹性和韧性,以抵御供应链的不确定风险。特别是,疫情之后供应链的不确定风险仍在增加,如船期由原先的40天延长到如今的70到80天,塑料等原材料价格也出现上涨等。

       “施耐德电气在全球供应链管理方面,每三年就会有更新迭代的战略发布,2021年施耐德电气全球供应链发布了全新的STRIVE战略”,施耐德电气全球供应链中国区IT总监曹捷表示,“这一战略除了涵盖施耐德电气之前所强调的可持续性发展之外,更强调智能的供应链和充满韧性的供应链,也即要打造一个可持续、信任、智能、敏捷、韧性的供应链。”

施耐德电气全球供应链中国区IT总监曹捷
施耐德电气全球供应链中国区IT总监曹捷

       因此,从IT层面,施耐德电气也需要与时俱进地通过IT的赋能能力,更好地去支撑供应链的战略发展。据曹捷介绍,对于全球供应链的战略支持,施耐德电气中国区企业IT部(EIT China)定义了IT赋能的四大核心驱动领域:一是数字化基础,即通过数字化基础去夯实数字化底座能力,包括通过IT基础架构和网络安全来强化和提升对数字化上层能力的支撑等。二是IoT方案,即通过EcoStruxure IoT能力,将数据感知下沉到工厂的设备,从而实现物联互通,数据采集、分析与应用。三是数据服务,即利用集中数据平台(CDP)及工厂级数据分析(CDS)等能力,更好地去实现数据之上的处理分析,实现智能洞察与智能决策,同时确保数据合规性。四是数字化应用,即通过各类数字化应用的落地,实现重要的数字化价值,这也是工业能力的集中体现。

       在IT赋能四大核心驱动领域建设方面,施耐德电气主要依赖于广大的合作伙伴与其共同打造,这其中就包括亚马逊云科技。作为施耐德电气全球的云服务合作伙伴,亚马逊云科技与施耐德电气在中国的合作始于2013年。其时,双方的合作还主要集中于数字化基础的构建,即采用亚马逊云科技提供的云基础服务,如云算力、云存储及云网络等,来夯实施耐德电气的数字化底座。此后,随着双方的合作的不断深入,合作的领域也从最初的云基础服务逐渐延展到数据中台以及更丰富的分析和机器学习服务。而且,借助亚马逊云科技不断更新的服务种类,施耐德电气EIT也得以不断快速建立起能力平台,敏捷响应不断变化的业务需求。

       值得一提的是,随着施耐德电气将数据服务与数字化应用作为其当今和未来中国区IT赋能能力构建的重点,施耐德电气EIT也通过利用亚马逊云科技的机器学习服务Amazon SageMaker及其他相关服务,成功构建了“云-边协同AI工业视觉检测平台”。目前该平台已在包括武汉工厂在内的中国区5家工厂的9条产线中得到部署应用,并取得了显著效果。

 
  从人工到AI,工业质检的效率革命

       为了确保产品的高质量,施耐德电气的所有生产线都遵循严格的质量检测流程。然而,在过去,产品的外观质量检测主要由人工目视检测或传统视觉检测完成,这种质量检测方式会造成人工检测效率低等问题。

       为了解决以上问题,施耐德电气决定采用“云边”结合的方式构建AI工业视觉检测平台,经过多重考量和选型,施耐德电气选择与亚马逊云科技合作,利用亚马逊云科技的机器学习服务Amazon SageMaker及其他相关服务,构建智能化的AI工业视觉检测平台。

施耐德电气武汉工厂AI工业视觉检测平台应用场景
施耐德电气武汉工厂AI工业视觉检测平台应用场景

       在施耐德电气武汉工厂,记者看到,在触点模块检测产线上,通过应用AI工业视觉检测平台,AI代替了工人的眼睛和手去检查产品的外观缺陷,一个模块经过多个工业照相机从各个角度拍摄,在边缘设备上通过AI模型进行推理计算,将分析结果和标准图样进行对比。一旦存在漆包线不合格、多线头、骨架破损、线圈沾锡、线圈漏导、线圈折弯等质量问题,AI可迅速识别并以序号标识不合格产品。而且,在云端还可以实现海量的正样本数据的存储、标注,并作为训练的输入数据传输到机器学习框架中进行模型训练;训练好的模型也能再通过云边协同的方式,将云端模型下发到产线边缘侧执行边缘推理。如此一来,不仅实现了质量检测的自动化和智能化,而且大幅度降低产品质检过程中误检和漏检率,提升了质检效率以及产品质量与可靠性。

       “利用亚马逊云科技,我们成功地构建了AI工业视觉检测平台,实现了产品质量缺陷的智能检测,将检测误检率降到0.5%内,漏检率降为0%,实现全自动和智能化。我们的使命是部署领先的AI解决方案,改变工厂核心的质量管理方式,通过与亚马逊云科技的合作,将AI技术融入了工业场景”,施耐德电气全球供应链中国区数字化解决方案负责人冒飞飞向记者介绍道。

施耐德电气全球供应链中国区数字化解决方案负责人冒飞飞
施耐德电气全球供应链中国区数字化解决方案负责人冒飞飞

       据了解,AI工业视觉检测平台已经在中国区的武汉、无锡、上海、厦门等5家工厂的9条产线完成方案部署,充分验证了Amazon SageMaker支撑工业智能场景的平台能力。未来,施耐德电气还计划将AI工业视觉检测平台进一步拓展和部署到其它8家工厂的44条产线之中。

 
  “5+1+1”,亚马逊云科技将全球优势植根本地

       作为一家全球性企业集团,施耐德电气在全球供应链有200多家工厂、90余家物流中心、将近100家的全球网络支持中心,其中,中国区供应链有23家工厂和7家物流中心,而至于为什么会选择亚马逊云科技作为其数字化与智能化转型的长期合作伙伴,自有其理由。

       冒飞飞解释道,施耐德电气作为全球性组织,中国区需要与其它国家及区域的组织保持密切的沟通与交流,包括将中国区搭建的云上的应用及应用经验分享输出到中国区以外的其他的区域和组织,这会涉及到数据的传输,因此必须选择一个全球性的云基础设施来支撑这一战略。而亚马逊云科技作为全球性云基础设施提供商,具有全球化部署、本地化服务以及及时快速的技术支持与响应等诸多优势,可以充分满足施耐德电气现在和未来的需求,方便将在国内一些在云上的应用和经验,比如AI工业视觉检测云平台等,分享给施耐德电气在欧洲、北美等全球其它区域的一些工厂。而且,整个施耐德电气中国的数据中台,实际上也是依赖于亚马逊云科技的整个技术栈来进行搭建的。

       事实上,这也充分印证了亚马逊云科技的“全球优势 植根本地”的中国发展战略。亚马逊云科技作为全球云计算的开创者和引领者,从2013年起进入中国,致力于通过“5+1+1”的全球优势,助力中国企业上云重塑和云上创新。

       “5”即亚马逊云科技独特的五大全球优势,包括:

       · 广泛而深入的云服务:提供超过200项全功能的服务,涵盖企业客户应用的方方面面。在Gartner 2021年8月发布的《云基础设施和平台服务魔力象限》报告中,连续第11年被评为领导者。

       · 成熟和丰富的全球客户实践:全球有数百万活跃客户,覆盖各种规模、各个行业、各种类型的企业和机构。

       · 覆盖全球的基础设施:全球有25个地理区域、81个可用区,另有5个本地扩展区,13个Wavelength区域,108个Direct Connect站点,230多个边缘节点,服务全球245个国家和地区。

       · 行业的安全合规理念和实践:秉承责任共担模型,技术和服务通过了权威的国际和本地技术测评与认证,并对各地合规政策有深刻理解和最佳实践。

       · 全球合作伙伴解决方案一应俱全:拥有超过10万家合作伙伴网络成员,为客户提供技术工具和定制化的解决方案,满足来自各行各业、各种规模的客户在各个应用场景的需求。

       另外两个“1”则来自于亚马逊的全球资源:

       · 亚马逊全球业务体系的强大支撑:包括亚马逊电商、智能物流、智能语音助手、设备和视频等,多方面为客户提供支持全球业务扩展的更多资源和附加值;

       · 与生俱来的亚马逊创新文化及方略:通过文化、机制、架构和组织四个方面的创新方法论,更好地为客户的重塑赋能。

       亚马逊云科技在中国的愿景是,利用与生俱来的创新精神,赋能客户的重塑,加速客户全球业务拓展,加强本地人才培养,从而促进行业转型,助力数字经济发展,并让全社会共同受益。为此,亚马逊云科技着力打造了中国业务的“三驾马车”,包括让使用中国区域的中国客户享受到全球领先的云科技和服务以更好地深耕本地业务、海外的全球客户通过使用中国区域保持全球IT架构和体验的一致性和中国客户通过亚马逊云科技的全球基础设施和服务出海走向世界。

       助力施耐德电气中国公司及其武汉“发展中的灯塔工厂”的数字化与智能化转型只是缩影,亚马逊云科技期望能与更多中国企业携手合作,帮助其完成云中转身和智造转型。
责任编辑:杨培
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