4年后,福田康明斯站在“灯塔”之上

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划重点

012024年10月15日,福田康明斯“黑灯工厂”项目对外发布,展示了其在智能制造领域的成果。

02郑钦珂厂长表示,福田康明斯在自动化、数字化、智能化方面持续投入,以实现更高效、更绿色的生产方式。

03除此之外,福田康明斯正努力推进端到端的数字化应用,如制造技术节,以链合共赢为核心,与上下游合作伙伴共同创新。

04郑钦珂认为,未来智能化工厂需深度融合自动化、数字化、智能化,实现定制化和可持续发展。

05目前,福田康明斯已在光伏建设等方面取得成果,有望为客户创造更多价值。

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2024年,代表全球顶级智造水平的“灯塔工厂”依然是各方追逐的梦想之一,甚至不惜拿出真金白银作为激励之策。

在这一赛道,福田康明斯赢得阶段性胜利但仍在奔跑。据北京福田康明斯发动机有限公司工厂厂长郑钦珂介绍,2020年北京福田康明斯发动机有限公司获得“灯塔工厂”称号之后,一直思考和践行如何引领“灯塔”下一站,并围绕自动化、数字化、智能化三个维度,推进技术的迭代和升级。

郑钦珂介绍,前面的路有标准参考,也有标杆可以借鉴,一旦成为引领者,一切都要自己摸索,比如“黑灯工厂”项目,在启动之初,没有任何行业标准可以参考,也没有任何企业标准可以借鉴,只能自己摸索并制定规范和标准。2024年10月15日,福田康明斯 “黑灯工厂”项目对外发布。

日前,汽车观察一行走进福田康明斯,与厂长郑钦珂一起探索这家老牌“灯塔工厂”的贡献与价值,深度解读其对行业的思考与观察。

  • “灯塔工厂”建设不能急,福田康明斯基础工作用了10几年;

  • 所有的过程和流程足够精益,没有大的浪费,才能去启动自动化和数字化;

  • 数据采集不是数字化的核心,核心是这些数据创造了什么价值;

  • 未来智能化的一个核心是智能决策,这是基于数据的决策,不依靠人的大脑。

(以下为主要采访内容)

 

“灯塔工厂”带来明星效应,但建设有独特的原则

 

汽车观察:这个“灯塔工厂”到底能给我们带来哪些价值,不仅仅是给我们自己,包括给我们的客户?

郑钦珂:首先第一个从我们自身来说,更多的是成为“灯塔工厂”前,也就是在成为“灯塔工厂”的路上,它给我们带来引领和指引的作用,因为有这个目标,奔着“灯塔工厂”去,所以我们做了很多工作,包括在自动化的不断迭代和升级,数字化的变革,数字挖掘,数字化体系的建设,甚至于到最后真的成为“灯塔工厂”时,做的端到端的数字化应用用例,在这些方面都做了很多工作。

更为重要是帮助我们自身业务的提高,去梳理所有的业务过程,回顾所有的流程,在这个基础上,怎么实现数字化。我们常说做数字化更多的是要流程再造先行,先要确保流程足够精细化、足够高效,才能去推动数字化,不然可能做的越多,投入的越多,错的越多。

第二个对于客户,特别是终端用户来说,开发了很多和终端用户相关的数字化工具。通过车联网拿到客户的车辆使用信息,来帮助客户提前识别故障,预防性的维护提示,帮助车队用户去定制驾驶行为、驾驶习惯和驾驶规范等,帮助客户去创造收益,油耗的收益、uptime的收益,都是真正去为客户创造发现的价值。

第三点,我们在努力推进端到端的应用,就像我们举办的第二届制造技术节,这次制造技术节的三个核心主题:新质动力、智造生态、链合共赢。已经凸显了关于智造生态,智造讲的是智能制造,智造生态已经把生态这个词提出来了,怎么去链合前端以及后端整个价值链和产业链上的所有的合作伙伴,大家一起来做事情。我们搭建一个平台,把直采供应商、间采供应商、康明斯体系内的兄弟单位,包括福田汽车的一些主要整车厂、OEM,都邀请到这个平台上来,去分享好的应用案例,先进技术和我们对未来的一些技术预言,这是个特别好的平台。我理解的“灯塔工厂”,它的核心价值是怎么去做好这个标杆,怎么去为行业赋能,怎么去做到引领,这其实是一个比较好的诠释,怎么去把这个平台搭起来,去互相赋能,甚至说去做一些输出。

当然,还有一点绕不开的就是“灯塔工厂”代表着最先进、最好的制造能力,客户就会想到,福田康明斯是“灯塔工厂”,福田康明斯制造出来的产品,也是灯塔产品、明星产品。他们能够真正认可我们的产品。

汽车观察:这个技术难点到底在哪儿?要建成一个“灯塔工厂”。

郑钦珂:在建设“灯塔工厂”初期,真正指导我们的其实有两个:

第一我们是康明斯和福田汽车的合资公司,承接了双方母公司很好的制造运营体系,我们是在两个集团母公司大的制造体框架下,去建设工厂。

第二个是世界经济论坛去评“灯塔工厂”的时候,有其标准,我们在过去几年已经做的工作基础上,去看真正能够Match上的一些东西,然后在这些层面,探寻怎么持续去深耕和发力,找到GAP,思考差距到底在哪,然后再有针对性的去做补充加强。当然这中间有针对性的去做挖掘和改善,来帮助我们能够成为北京市首家“灯塔工厂”。

 

数字化是核心,但没有长期的精益化过程不行

 

汽车观察:当时建这个“灯塔工厂”的时候,我们有没有给自己一个比如说定位?

郑钦珂:核心还是数字化。

汽车观察:当初建设的时候,我们的数字化水平是一个什么样的状态?

郑钦珂:当时我们的数字化基础已经比较好了,大部分流程已经建成了数字化体系。为了推动整个“灯塔工厂”建设,我们也建立了一套自己的体系,2021年,制定了智能制造白皮书,是对整个智能制造做了大的规划和顶层设计。

第一个,在白皮书里,把整个福田康明斯要做智能制造的建设地图,Roadmap都规划好了,包括有哪几个模块,当时我们把整个智能制造分成了几个阶段,第一个阶段叫自动化,第二阶段叫数字化,第三阶段叫智能化。其实在这三个阶段之前,我们有很多年在默默做一个工作,可以把它叫精益化。大家做智能制造一定先把精益化做好,流程再造,确保所有的过程和流程足够精益,没有大的浪费,才能去启动自动化和数字化。这一点至关重要,一旦精益化做不好,自动化、数字化的内容投的越多,错的越多,所以我们前端还有一个起步阶段,把它叫1.0或者叫0.0,花了很多时间。自动化过去几年投入还挺大,有个三年的云帆项目,计划要投100个机器人相关的工位,现在基本完成。

第二个,数字化体系的开发,要把所有运营过程建成标准的数字化系统。福田康明斯现在有六个大的数字化系统,包括生产运营系统,质量管理系统,工业开发系统,物流管理系统,设备全生命周期管理系统,能源管理系统,涵盖了所有运营相关的方面。

最后一个阶段就是智能化,其实这个我们也还在路上。福田康明斯现在刚刚进入到智能化的阶段,未来还有很多要去探索的路。

汽车观察:一个基础是必不可少的,就是像你说的那些精益求精的事儿?

郑钦珂:这些工作其实最重要,也是最需要做扎实的工作,但是往往现在很多公司做智能制造,或者说做自动化过程中,可能会忽视这一点,所以我一直在讲这个观点。这个一定是要花时间的,不可能一口吃成个大胖子,一定是一步一步走。

 

“灯塔工厂”在进步和创新,福康有上百个项目供人成长

 

汽车观察:与2020年成为”灯塔工厂”那个时候相比,福田康明斯这四年有哪些特别是技术上的迭代?

郑钦珂:在成为、“灯塔工厂”之后,还是围绕发展的三个阶段在持续发力。第一个方面,在自动化上持续投入,运用新的自动化技术,像现在行业内比较火的工业机器人,协作机器人,AGV,视觉探测,视觉引导等,这些新技术持续投入。这两年在超过100个工位上做了自动化升级。

第二个方面,做了标准数字化运营系统,帮助我们去识别整个流程如何更精益高效。数字化最核心的是怎么把数据用好,很多人一提数字化,就说我都实现了数字化,所有数据全采集了,装配数据、测试数据、机加工的数据,其实这个不是数字化的核心,核心是有了这些数据之后,如何使用,数据创造了什么价值?这个其实最重要。在获得“灯塔工厂”之前,很长一段时间,我们花了很多精力在收集数据,可以不夸张的说,工厂的每一个制造流程,每一个制造工序,所有的数据我们全部收集起来了,每一颗螺丝拧紧,每一个测试的参数,每一个加工的参数,甚至设备的参数,但真正要做数字化的时候,怎么用这些数据来创造价值,比如设备全生命周期管理系统,对于机加工的机床,怎么用数据指导机加工的运行?再比如说装配开发的拧紧数据系统,怎么通过拧紧曲线提前识别拧紧的风险或问题?怎么去更高效的管理拧紧过程,确保有一个更高质量的交付产品给到客户?比如说测试数据,如何批量导出?如何通过这些数据分析趋势?

对于前面说的智能化,我们还在路上。

第三个方面,对于设备的匹配度,这两年我们也在推,开始去引入人形机器人,核心就是把设备自动化和数字化、智能化之间的深度融合。比如说人型机器人,它和过去的工业机器人,协作机器人最大的不同就是它有自己的一套逻辑控制系统,有自己的AI模型,它有思想,这是和过去的最大区别。这个也是下一步智能化的核心。

当然这几年我们在可持续发展,零碳方面也做了很多思考和讨论,比如说建立能源管理系统,把所有的能源数据全部收集起来,去找到真正的节能改进机会,比如我们刚刚建成第一个光储充的试点,我们两个厂房顶上全部布满了光伏,每年光伏发电能占到自己工厂用电的30%。

汽车观察:福康“灯塔工厂”在整体的组建过程中,我们是如何保证全套体系能跟得上的,特别是人力的使用?

郑钦珂:大家一提自动化,一提智能制造,往往就是说怎么把设备去取代人,好像人与自动化和设备是天然对抗关系。其实我们完全没有这么去思考这个问题,更多的是怎么依靠人去实现自动化和智能化。自动化的目的是把一些简单的、重复的、低价值的工作用设备去实现,人反而要去做更高阶、更有价值、更具创造性的工作。这是我们的初衷和出发点。

怎么去培养人?怎么去让人适应整个智能制造发展的节奏?我觉得有两个关键点,第一个就是外部学习。我们是“灯塔工厂”,但其实外部有很多标杆企业值得我们去学习,我们也是智能制造协会的理事成员,在协会里也认识了很多行业或同行的先进工厂,我们走出去,去看、去学习人家怎么做。

此外,我认为比较重要的是从实践中学,但不容易实现,因为你要有那么多项目去投入,人才能在项目中去边做边学,这个最重要。过去这么多年,在物流,在生产设备自动化,在数字化,我们做了上百个项目。这些项目都是靠着我们的人和合作伙伴一起去挖掘,一点一点摸爬滚打过来。举个例子,我们有两个物流规划工程师,我们认为他的能力在行业里至少是中上水平,但倒过去两三年前,他们是比较初级的水平。这两年,他们一个人做了5个甚至8个项目,这些项目全都是非常复杂的应用场景,他们要把项目做成功,就要一点一点去摸索、去学、去看,与合作伙伴讨论,这是最宝贵经验。

汽车观察:跟之前的一个区别是说人员的工作范围更广?

郑钦珂:工作范围一定要更广,因为未来设备越来越多,人越来越少。那么这些人要发挥的作用会越来越大。同时,也让人有更高的收入,能够创造更大的价值。还能让工厂的运营成本进一步降低,“黑灯工厂”帮助我们节约运营成本,大概计算,节约13%左右。

汽车观察:这个成本节约主要是从哪几方面实现?

郑钦珂:设备效率的提升,质量过程的提升,人工成本的降低。

汽车观察:人怎么办?

郑钦珂:人去做更高价值的事儿。比如机加“黑灯工厂”的推行,确实富余出不少人,这些人怎么办?去做未来想做的新的事情。比如新建的智能装备自制团队,现在生产线上已经有几台设备是我们自己集成、安装、调试,所有的图纸、软件,所有的连接调试,都是自己的工程师在做,在10月份,我们的工程师自己建了第一条空压机分装线。核心的思想,不是要让大家失业,而是让大家去做更高价值的工作。

 

“智能决策”是未来关键,但柔性化生产不可少

 

汽车观察:未来智能化工厂还有哪些比较明显的标签?

郑钦珂:智能化工厂,我认为刚起步,这方面还有很多工作要做,主要是工厂自己要能思考,能判断,能去做决策。

这里边有一个重点,就是未来决策一定是基于数据,最终就像白皮书里写的那样,一个关键词叫智能决策。这个智能决策就是工厂自身有一个大脑,这个大脑来指挥所有运行体系,而且这个大脑的决策不需要人,不用靠人,依靠收集的所有数据,比如设备、设施采集的数据,然后放图像对比,最多做一个三维的对比,好多在做二维对比,其实是最初级的,我们真正想通过数字孪生实现的是在虚拟世界里,能够帮公司去判断真实世界下一步会发生什么,还是一个预判和决策的体系,其核心还是要落在这儿,这个可能也是未来要推进的一个点。还有一点就是能源,可持续发展、绿色制造。下一步智能制造,有很多内容会围绕绿色制造来展开。大概有这些特点,但最核心的还是怎么通过数据去助力做决策。

汽车观察:您觉得福田康明斯“灯塔工厂”,真正步入智能化需要多长时间?

郑钦珂:过去3年,我们提了一个5年计划,比如说在2027年,会跟现在比更进一步,下一阶段就需要花更多的时间去思考下一步要往哪走。

商用车行业小批量,多品种,这种趋势越来越复杂,怎么能在柔性的基础上,把定制化的开发做的更好、更高效很关键。

汽车观察:不止商用车行业,这种小批量涉及很多行业,我们有没有什么办法去解决这个问题?

郑钦珂:对于我们来说,不能说真的就能把这个做到最好,只是说怎么能比过去做的好,要考虑最多的就是柔性生产,柔性化,但其实反过来说,这个柔性化跟自动化好像又是个悖论,敌对的关系。自动化程度越高,柔性会越差,所以这两年我们也在思考,这一个阶段是自动化,过了自动化这个阶段,下一步往哪儿走?可能自动化方面我们就会踩踩刹车,不会去做太多的投入。

不是自动化程度越高越好,一定找到自己最适合的方法。现在所有的投资都要去算payback,投资回报系数是多少,有价值才会做,没价值不做。一定是基于效率,基于成本去寻找一个最优点。为此,怎么去更小范围的在某一个场景里做一些创新,找到真正适用于这一点的这种小的开发,不能再去做大范围的自动化投资,否则算不过账,要把整个市场切块,切成多个小块,然后各个突破,去找到一些更柔性的生产方式。

汽车观察:前面您提到一个光伏建设,它会不会给产品端带来经济成本的收益?

郑钦珂:真正对终端用户带来的经济收益到底有多大,不是那么好去判断,更多的意义还是在前端,怎么去降低总的制造成本,怎么去实现更低碳,更绿色的制造方式。其实商用车行业还稍微好一些,现在有一些行业包括汽车行业,像欧盟已经开始在推进全程碳足迹追踪,也就是全产业链的碳足迹追踪,这可能是未来的趋势。这些会逼着我们去思考这件事儿,就是智能化阶段,绿色化是一个非常强的关注点,因为外部环境、行业法规会推着你做这些事情,不做就在这个行业呆不下去,就会OUT。

汽车观察:我们目前有一个“黑灯工厂”项目,这个“黑灯工厂”与“灯塔工厂”是并列关系吗?

郑钦珂:两个概念,“灯塔工厂”是世界经济论坛提出的项目,有自己的特殊性,评选的是在不同的制造领域赋予创新,或者说有前沿引领技术的工厂,更多的是要起到标杆作用。

“黑灯工厂”现在大家提的也比较多,但目前为止没有一个标准,或者说非常官方的定义,我们的“黑灯工厂”推动了三个变革:

第一个变革是自动化变革,要实现黑灯,肯定要自动化,人没有灯没法干活,这是第一个变革。我们用了很多AGV、视觉检测机器人、协作机器人等一系列技术,把生产过程百分百实现自动化。

第二个数字化变革,就是把所有加工数据存放至设备全生命周期管理系统里,靠这些系统来监控所有设备的状态,实现设备维护的功能,设备改进的功能。

第三个是组织变革。在推动“黑灯工厂”过程中,最核心的就是组织变革。在今年3月份,工厂内部做了一次大的组织结构调整,以前机加是纵向制,每个部门归一个部门管,每个部门里都有一小块职能是负责机加工。比如说工艺工程、维修、质量、制造等,我们这次做了融合,把所有部门里机加工这一部分职能全拿出来,成立一个新的team,按业务领域去分,最后建了一个机加团队,这个机加团队帮助我们去实现“黑灯工厂”,实现人员的多技能提升和融合。

汽车观察:您觉得未来智能化、智能智造,到底会是什么样子?

郑钦珂:有几个比较关键的点:

第一个深度融合,自动化、数字化、智能化的深度融合。未来怎么把这三个阶段融合在一起,需要一些新的载体,不是单个体去发挥作用,刚刚讲人形机器人其实就是典型的自动化、数字化、智能化的结合体。在未来智能化,好多东西要在自动化的基础上去实现,要去做深度的融合,包括价值链上端到端的深度融合。

第二个定制化。定制化和柔性生产是未来逃不开的点,客户定制化需求会越来越高。现在汽车行业,乘用车定制化程度已经很高了,就像一个大储仓,去点击,最后怎么去实现客户定制化的开发需求,能够以最优成本来满足客户的定制化需求,这是我们要更多考虑的方向。第三个可持续发展,绿色低碳,这个是绕不开的话题。一方面是行业、政策会推着去做,客户也会要求是不是满足三级、四级、五级零碳工厂的标准。

此外,从自身角度来说,它也会创造一些经济价值。