吴晓波焊工初体验:探访全球首座“人机共舞”多联机灯塔工厂 | 走进标杆工厂
走出机场,四月的青岛海风扑面而来,裹挟着漫天飞舞的柳絮,轻轻粘上外套衣角,带来北方春天的味道。
就在这个别样的春天,吴老师手持设备,戴着笨重的VR眼镜,在一个虚拟的空间里,一件件“穿上”工作服,左手是钎料,右手是焊箱,完成了一次简单的焊接工作。
背后,井然有序的自动化流水线正在静静生产着一台又一台的多联机空调。
“原来的培训,都必须在生产线上学习至少一个月的时间才能上手,如今,只需借助VR和AR的技术,培训10天就能上岗。”在海信当完焊工,他笑着说道,“光这个焊工培训,就运用了数字孪生、工业视觉、大模型和深度学习等技术。”
4月16日,吴老师带着一群企业家来到位于青岛的海信日立黄岛工厂,去年10月,它成功入选《世界经济论坛》“灯塔工厂”名单,成为全球首座多联机“灯塔工厂”。
海信日立一共有38条生产线,总计25万平方米,年生产能力超1000万台,是截至目前全球最大的多联机生产基地。
而黄岛工厂三期于2019年12月建成投产,总面积15万平方米,有13条线体,是目前自动化程度最高的工厂,为海信日立工厂的“灵魂”所在。
它坐落于青岛工业扩展的前沿地带,从胶东国际机场出发,车子一路向西南驶入黄岛区,海关、自贸区、创新园区相继掠过,大片黄土地上起重机高高悬挂、地基尘土飞扬、工地板房整齐排列……这里,一切都在建设中,热烈而迫切,如同一条尚未封顶的产业长链,在晨光中延伸、生长。
近一个小时后,我们来到了此行的目的地:海信日立黄岛工厂。
物尽其用
来这里,企业家们各有所需。
一路上,有人讨论着工厂的数字化改造,有人说起自己公司内部推进自动化的种种困难,还有人在互加微信,希望未来能在朋友圈里继续“取经”。
坐在小巴旁边的学员说,他现在做的是知识产权咨询,但自己是学机械出身的,所以想来海信日立的工厂参观参观,看看国内制造业现在到了什么程度。
聊着聊着,路旁的风貌忽然变化——绿化带和红绿灯陡然增多,小吃摊和私家车点缀其间,路边涌出许多身穿灰色工服的年轻人,正三五成群地走向小吃摊。
看着眼前低调朴素的建筑,小巴听见有学员嘀咕:“这工厂好像有点小啊……看起来也没什么特别的。”
不过小巴注意到,工厂道路两旁的路灯上,悬挂着一张张2024年第四季度“焊接改善之星”照片,由海信日立工会制作。
一个高度自动化的工厂,却依然为工人留出了展示姓名和荣誉的位置,工业冷峻的外壳下,人情味悄然浮现。
就在大家以为此行“不过如此”时,真正的参访才刚刚开始。
在海信日立智能智造部总经理汤亮的带领下,大家依次进入厂房,多联机行业首个无人化“两器”(蒸发器+冷凝器)黑灯生产车间便显现在眼前。
汤亮表示,这原本是一个典型的“重体力、高精度”岗位,其中的插管工序尤其困难,铜管轻薄如纸、铝箔厚度仅0.1毫米,需要工人手持软铜管插入,对操作的力度、角度都有非常高的要求,单纯的机器学习无法克服这一困难。以前,光是插管这一环节就要配6名经验老到的工人,整条生产线更是需要14位员工。
为了实现自动化,海信日立进行了大量研究。汤亮介绍,纯靠机器硬干是解决不了问题的,必须让机器有“眼睛”,自己判断、自己纠偏。
最终,研发团队让视觉系统与AI算法深度融合,通过视觉微调把精度控制到0.01毫米,以机器人柔性生产结合“子弹头”机械引导,实现从自动冲片、插钢针、取片等全工序自动化。原本需要14人的产线,如今已经实现了完全自动化,良品率也显著提升。
海信日立工厂两器加工区
这样的技术应用,不只体现在插管上。
焊接环节同样工艺复杂、对工人操作要求极高。海信日立首创多点焊接、不等加热、高精度视觉引导和参数补偿方案,实现用工提效63%,焊接不良率下降57%。
原本,各焊接点相距很近,焊接A点时可能对B点产生影响,焊接B点时又可能对C点产生影响,而海信日立的多点焊接技术,有效降低了焊接过程中的热影响,还提高了焊接的效率。
更惊喜的是,连工厂自己都没想到,多点焊接技术使得每个焊点的成本从原本的0.13元变为不到3分钱。
除了插管、焊接,另一项“人眼替代”技术则结合了深度学习,藏在检查环节中。
此前,工人需要手持强光手电筒,一个个检查管口是否破损,不仅费眼、耗时,而且一旦工人疲劳,还容易漏检。
但现在,摄像头以极高频率逐一扫描每一个管口,检查时间从人工5秒一台,到AI扫描只需要0.2秒一台。更厉害的是,AI还能不断学习和自我优化,越用越“聪明”。
海信日立工厂室内机外检步骤
参观到这里,那位最初“吐槽”工厂太小的学员,正在和旁人感慨:“这个视觉系统确实很厉害。”
作为全球首座多联机工厂,海信日立不仅在自动化方面下了大功夫,还把节能减排做到了每一个细节。在车间内,每一个生产环节甚至每一个零部件都被标明,自动化后这一环节相比从前节约了多少能源。
对此,吴老师都不禁感慨道:“之前看过很多工厂说整体的节能减排,但每个生产环节的追踪还是第一次见。”
海信日立助理副总裁周志刚表示,ESG初期需要一定的投入,但长远来看对工厂是有益的。
例如,海信日立建立了行业内第一个制冷剂回收系统——制冷剂对环境危害很大,而在空调生产过程中总会出现需要返修的不良机,一些店家会选择把制冷剂倒掉再把空调寄回厂家,或者虽然制冷剂一同寄回厂家,但很多厂家并不进行回收处理。
而海信日立在每一条产线前都有一个制冷剂回收机,将回收来的制冷剂去水去油,由此实现99%的回收,最大限度地降低对环境的危害。与此同时,海信日立也从中获益,不仅节约了能耗,也促进了生产效率。
人尽其能
许多企业家表示,原本以为这次海信日立之旅,只会是一场关于“机器”的展示,但许多人却在工厂的许多细节中,感受到对“人”的深切关注。
自动化让生产更高效,算法让判断更精准,但正是依靠一个个愿意学习、敢于挑战的工程师、技工和管理者,才让这一切变得真实可行。
再智能的工厂,也离不开人的支撑。自动化技术可以替代重复操作、提升效率,但让系统持续运转、不断优化的,是一个个具体的人,是他们的经验、创意和判断力,为这座工厂注入灵魂。
海信日立的厂区中,到处贴着四个大字:“人尽其能”。这句话不只写在墙上,更体现在工厂的每一个细节中。
乘电梯到达二楼,学员们发现工厂被分为左右两部分,右边是井然有序的智能生产线,左边则是面向员工的培训区、休息区、会议室等。
汤亮指着一台VR设备介绍说:这是我们自主开发的焊工培训系统,新人戴上VR设备,就能模拟真实的焊接过程。现在,新焊工会先在此训练十天,再由老焊工带着实操。
学员了解海信日立VR焊工培训系统
站在旁边的学员立刻来了兴趣,凑近屏幕看了又看:这比直接学习安全多了吧?
汤亮点头道,安全是一方面,效率也大大提高。有了这个设备后,培训周期缩短了30%,物料大大节约,并且老焊工不必一直盯着带徒弟,而是可以投入更多精力在技术研发中。
也是在此时,吴老师体验了一把“焊工”之旅。
仿佛为了印证汤亮的这番话,面前的表彰墙上正张贴着“匠王”巴金明和多位高级焊工的照片,巴金明不仅发明了新型焊接技巧练习教具,还帮助海信日立培养了三百多名焊工,获得了青岛市劳动模范、青岛大工匠等多项荣誉。
海信日立工厂员工荣誉墙
继续向前走,汤亮介绍起了大家头顶的绿灯——工厂的每个环节上方都悬挂着一盏绿灯,标明了该环节的名称。一旦流程出现问题或者遇到故障,灯就会变红,管理人员的手环上也会立刻显示故障位置与简要信息,极大地提升了响应效率。
尽可能地把人力从“发现问题”中解放出来,让他们可以专注在“解决问题”上,或许正是“人尽其能”的另一种注解。
一路顺着绿灯前行,大家又依次参观了中控室、实验室。不论是八个显示屏配两位员工的“数据中枢”,还是能够从零下30℃到高温50℃的实验测试系统,都给参访企业家留下了深刻的印象。
井然有序的工厂里,员工并不多,但每一个人都清晰地知道自己在为哪一个环节“发光发热”。
两个小时的参访很快就到了尾声,这里没有炫技、没有铺张、没有虚晃一枪的“未来幻想”,全部的复杂技术都留在了工厂的自动化流水线和中控系统里,呈现给参访者的,是一套有章可循、持续迭代,并且已经与实际生产场景深度融合的智能制造体系。
走出厂房,有的学员仍在低头做笔记,还有的意犹未尽地和旁人讨论着。
海信经验
“中国的工厂,两年前去过,两年后再去又大不相同,技术的迭代太快了。”下午的内部交流一开始,吴老师便感慨道。
他认为,相比之前参访的二十多家工厂,海信日立黄岛工厂在硬件智能化、大规模定制化、数字孪生技术三大智能化环节的基础上,还与深层人工智能进行了结合,是“工业4.0+”的一种体现。
具体来说,目前主流AI大模型分为三类:数字大模型、视觉大模型、矩阵大模型,而在黄岛工厂中,吴老师观察到这三类大模型都有非常多的实际应用,例如参访中的AR焊工训练系统、插管工艺等,都是这些模型与技术的深度结合。
他表示,这些应用标志着中国制造业开始实现AI智能与实体工厂的深度融合,而两年前走访工厂时,还看不到这些技术。
吴老师带着企业家走访海信日立工厂
也正是这两年的时间,海信日立开始推动制造系统的数字化深度变革。
正如海信集团副总裁、海信家电集团总裁、海信日立公司总裁胡剑涌所言,任何事情的竞争都是效率的竞争。
从某种意义上而言,海信日立借助灯塔工厂评选这一“平台”,反向提升其制造的基础能力,由此打造出一支世界领先的优秀制造团队。
这期间,是创新的大爆发。
据介绍,海信日立的13条生产线,已经累计完成50多项先进自动化导入,其中40%是首创,涵盖行业首台视觉引导的斜插横插一体的自动穿管、自研四通阀火焰焊、分流管火焰焊,横斜插兼容的自动弯头、高精度风扇、电机自动装配等等。
海信日立助理副总裁周志刚也表示,以前的灯塔工厂大概有6—7个创新点,但海信日立黄岛工厂约有60多个创新点。在工厂改造过程中,技工们都非常积极地参与其中,享受工厂自动化带来的成果。
参访这几日,随着中美关税战愈演愈烈,中国制造业的未来以及出海新浪潮成为许多企业家关注的焦点。
海信品牌成立于1969年,前身是“国营青岛无线电二厂”,从事收音机与电视的生产。2000年前后,海信涉足白电行业,成为国内知名白电制造企业。
因此,海信经历了中国改革开放初期的“黄金年代”,历经几十年的制造升级与迭代,与此同时,作为“老三样”之一,海信的家电于1985年就开始着眼海外市场的布局,截至2024年,海外营收占比已达46%,全球共设有36 个工业园,3所研究机构以及64个海外办事处。
关于家电制造的未来,胡剑涌认为,一方面,还是要长期坚持制造业不动摇,另一方面,任何科技的出现、创新的挖掘,最终还是要以人为本的。
例如AI的出现,让家电这些“机器”产品变得更有人的温度,可以更好地服务消费者的个性化需求,以此为前提,工厂则更注重利用前沿技术来更好地实现老制造业的三个原则:“讲产品、讲质量、讲安全”。
被问及海信四十年的“出海经验”,胡剑涌表示,第一,要尊重各地文化,尤其是在员工管理方面;第二是本地化,不只是工厂在本地,更是集研发、制造、销售、服务于一体的完全本地化。
交流最后,吴老师总结道:
一直以来,制造业被冠以传统的标签,但同时它又是对接新技术最快的舞台之一——仅仅只是一个制造空调的过程,生产线上的每一个细节、每一个工具,无论是硬件和软件,都已经呈现出了与人工智能、具身智能等最前沿技术深度结合的雏形——这便是中国制造业为世界所带来的全新的想象空间,它早已不再停留于过去靠规模、靠成本发展的年代,也早已不再处在一个微笑曲线的底端。
他还呼吁,希望未来有越来越多的朋友,尤其是来自全世界的朋友,既要去感受中国的大好河山,也要来看看中国制造业的深度和广度。