如果和你提起“大黃蜂”、“小白龍”、“翠花”這三個(gè)名字,你首先會(huì)想到的是三個(gè)不同作品里的形象。但是,在一個(gè)2萬平方米的工廠里,他們都化身成為了一線產(chǎn)業(yè)工人——“小白龍”負(fù)責(zé)運(yùn)送物料,“翠花”不是在上酸菜、而是遞工具、測射線劑量,最后“大黃蜂”在產(chǎn)品出廠前進(jìn)行測試。
沒錯(cuò),他們其實(shí)是一群機(jī)器人。
從去年年底開始,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為政策的寵兒。2017年11月,國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于關(guān)于深化互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》,提出“三步走”戰(zhàn)略。
這三步戰(zhàn)略的提出,也契合了當(dāng)下醫(yī)療行業(yè)工業(yè)制造的轉(zhuǎn)型背景:醫(yī)療設(shè)備制造業(yè)面臨產(chǎn)品迭代速度加快、產(chǎn)品全球性推廣的大環(huán)境,對比發(fā)達(dá)地區(qū),我國醫(yī)療設(shè)備制造面臨材料、部件質(zhì)量及采購、生產(chǎn)周期、庫存周轉(zhuǎn)率、與售后服務(wù)配套相關(guān)的新業(yè)態(tài)開發(fā)緩慢等挑戰(zhàn);同時(shí),全球供應(yīng)鏈布局處于不斷調(diào)整時(shí)期,中國、印度、非洲等新興市場的牽引力和價(jià)值在不斷提升。
上面所說的三個(gè)機(jī)器人目前都忙碌在GE醫(yī)療的北京工廠里。這篇文章想要闡述的是一家工廠及其背后依靠的智慧生態(tài)體系。
GE醫(yī)療集團(tuán)是GE公司旗下的醫(yī)療健康業(yè)務(wù)部門,業(yè)務(wù)范圍涵蓋硬件、軟件、生物技術(shù)和基于這些領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析,年?duì)I收達(dá)190億美元。作為醫(yī)學(xué)成像設(shè)備提供商,GE醫(yī)療擁有100多年的歷史,在全球100多個(gè)國家擁有5萬多名員工。
目前,GE全球出貨的CT設(shè)備中,70%由北京工廠供貨。2017年,GE醫(yī)療北京工廠的“智慧工廠項(xiàng)目”建設(shè)取得階段性成果,被工信部正式授牌為“工信部兩化融合管理體系貫標(biāo)試點(diǎn)單位”,同時(shí)也是北京市經(jīng)信委正式認(rèn)證的“北京市智能制造標(biāo)桿企業(yè)”、北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)首批認(rèn)證的“智能制造示范企業(yè)”。
這一切都要?dú)w功于GE醫(yī)療北京工廠的掌舵人陳和強(qiáng)。陳和強(qiáng)現(xiàn)任GE醫(yī)療北京工廠暨全球供應(yīng)鏈北京區(qū)總經(jīng)理,同時(shí)也是GE醫(yī)療集團(tuán)兩個(gè)子公司航衛(wèi)通用電氣醫(yī)療系統(tǒng)有限公司和北京通用電氣華倫醫(yī)療設(shè)備有限公司的總經(jīng)理,全面負(fù)責(zé)管理位于北京的GE全球最大的CT、X光機(jī)、手術(shù)機(jī)、血管機(jī)以及核醫(yī)學(xué)等影像設(shè)備生產(chǎn)基地。
除了北京工廠之外,GE醫(yī)療在上海有生命科學(xué)基地,在無錫建有超聲和患者監(jiān)護(hù)儀設(shè)備工廠,在桐廬建有濾紙生產(chǎn)基地。此外,主要生產(chǎn)磁共振磁體的天津生產(chǎn)基地正在建設(shè)中。
2015年,陳和強(qiáng)開始領(lǐng)導(dǎo)北京工廠向智能制造轉(zhuǎn)型,組織進(jìn)行“智慧工廠建設(shè)項(xiàng)目”。他認(rèn)為,智能制造的升級和發(fā)展對于制造行業(yè)的供應(yīng)鏈采購、升級以及人才優(yōu)化、綜合運(yùn)營效益提升帶來深遠(yuǎn)影響,是“中國制造2025”戰(zhàn)略實(shí)施的重要環(huán)節(jié)。
在陳和強(qiáng)看來,智慧工廠不同于自動(dòng)工廠。自動(dòng)化是在某些生產(chǎn)環(huán)節(jié)用自動(dòng)化的工具去替代人力,但在智慧工廠里,自動(dòng)化只是智慧工廠里面的一個(gè)部分。
他給出的定義是:真正的智慧工廠,是以端到端的精益生產(chǎn)為基礎(chǔ),配合先進(jìn)制造工具,再集成至數(shù)字化平臺(tái),因此其背后蘊(yùn)含更深層次的精益生產(chǎn)的邏輯和人工智能的部分應(yīng)用。如何解決供應(yīng)鏈長期面臨的物料流、信息流和人力流難以實(shí)時(shí)匹配的難題,實(shí)現(xiàn)“三流合一”,使全程的信息透明化,從而提升庫存周轉(zhuǎn)率,成為“智慧工廠”轉(zhuǎn)型的行業(yè)性挑戰(zhàn)。
針對這些行業(yè)性挑戰(zhàn),陳和強(qiáng)表示,“智慧工廠”建設(shè)的目的,是進(jìn)一步通過互聯(lián)網(wǎng)加大數(shù)據(jù)分析技術(shù),通過物流、信息流的高效整合,通過一系列數(shù)字化、智慧化工具的使用,不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量和綜合運(yùn)營效率。庫存周轉(zhuǎn)率是體現(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)供應(yīng)鏈運(yùn)轉(zhuǎn)效率的一個(gè)指標(biāo)。如果用數(shù)值來評價(jià)的話,整個(gè)行業(yè)的水平是在7以下,GE在7左右,而北京工廠可以做到14。
雷鋒網(wǎng)了解到,大黃蜂、小白龍和翠花是GE醫(yī)療北京工廠“Auto-T自動(dòng)測試機(jī)器人”、“自動(dòng)化配料系統(tǒng)機(jī)器人”、“Cobot 人機(jī)協(xié)同測試機(jī)器人”的別稱,除了“小白龍”是與成都電子科技大學(xué)共同開發(fā)的IP之外,其余的都是GE醫(yī)療北京工廠自主研發(fā)的專利產(chǎn)品。
作為整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)里的“神經(jīng)末梢”,我們看看這三個(gè)機(jī)器人都可以做哪些事情?
Auto-T自動(dòng)測試機(jī)器人
Auto-T自動(dòng)測試機(jī)器人是一個(gè)設(shè)備出場前測試環(huán)節(jié)應(yīng)用自動(dòng)測試系統(tǒng),能夠同時(shí)為多至6臺(tái)CT產(chǎn)品測試標(biāo)定,并根據(jù)系統(tǒng)需要提供模體輸送定位服務(wù)。其目的有三點(diǎn):減少測試周期、提高測試穩(wěn)定性、減少人力消耗。
工作流程中的相關(guān)數(shù)據(jù)能夠通過Predix工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)軟件在云端存儲(chǔ)和處理。自動(dòng)測試機(jī)器人的應(yīng)用能夠降低生產(chǎn)周期和勞動(dòng)力成本,解決與射線相關(guān)的人工操作問題,實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)及多機(jī)同時(shí)測試操作。
Cobot人機(jī)協(xié)同測試機(jī)器人
傳統(tǒng)的醫(yī)療影像設(shè)備射線劑量測試環(huán)節(jié)需要多次人工手動(dòng)調(diào)整測試點(diǎn)位,整個(gè)測試過程需要調(diào)整人工40次左右才能完成1臺(tái)設(shè)備的測試工作,而有效工作時(shí)間不足10%。
基于這一痛點(diǎn),GE醫(yī)療北京工廠研發(fā)了Cobot人機(jī)協(xié)同測試機(jī)器人和基于人工智能技術(shù)的手術(shù)機(jī)自動(dòng)測試系統(tǒng),解決了射線安全及測試時(shí)間長等問題。機(jī)器人負(fù)責(zé)遞送工具、9個(gè)測試點(diǎn)位的位置較正及射線劑量測量,發(fā)揮機(jī)器人高精度重復(fù)和視覺定位、快速部署的優(yōu)點(diǎn),與機(jī)器人配合的測試系統(tǒng)基于人工智能和深度學(xué)習(xí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖像分析處理和質(zhì)量判斷功能,大大提升工作效率。
自動(dòng)化配料機(jī)器人
自動(dòng)化配料機(jī)器人有一套完整的自動(dòng)化配料系統(tǒng),能夠基于精益生產(chǎn)基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)內(nèi)部物流的實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)配送,并具備行動(dòng)快、無需鋪設(shè)軌道、靈活經(jīng)濟(jì)等諸多特點(diǎn)。目前該套系統(tǒng)在外科手術(shù)機(jī)生產(chǎn)線正式投入試運(yùn)行,還能結(jié)合數(shù)字供應(yīng)鏈優(yōu)化平臺(tái)的替代人工進(jìn)行物料配送。
當(dāng)然,研發(fā)的機(jī)器人只是工業(yè)系統(tǒng)中的一個(gè)個(gè)“零件”,智能硬件的背后都離不開智能大腦——數(shù)字供應(yīng)鏈優(yōu)化平臺(tái)的指揮。這是GE自主開發(fā)的生產(chǎn)管理系統(tǒng),通過物料流、信息流的整合優(yōu)化來提升工廠綜合運(yùn)營效率。該套系統(tǒng)采用射頻識(shí)別技術(shù)(RFID/UWB)技術(shù),采集并傳輸數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)基礎(chǔ)上的物料流、信息流、人力流的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集傳輸。
采集到的數(shù)據(jù)通過Predix云平臺(tái),實(shí)現(xiàn)機(jī)器與機(jī)器、機(jī)器與人的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通,實(shí)現(xiàn)全供應(yīng)鏈連續(xù)流拉動(dòng)的精益化供應(yīng)鏈流程,以及全供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化,提高綜合生產(chǎn)效益。
在這里簡要說一下Predix云平臺(tái)。像GE這種傳統(tǒng)的硬件廠商,其實(shí)早已經(jīng)在軟件平臺(tái)和軟件產(chǎn)品上發(fā)力。Predix是GE推出的針對工業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)性系統(tǒng)平臺(tái),這是一個(gè)開放的平臺(tái),在工業(yè)制造、能源、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用。單純從醫(yī)療領(lǐng)域來看,上海的仁濟(jì)醫(yī)院在2013年就開始與GE醫(yī)療合作,使用資產(chǎn)云管家“@Asset” 觀察每一臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷,避免單臺(tái)機(jī)器長時(shí)間超負(fù)荷工作造成停機(jī),另外可以減少病患等待的時(shí)間。
陳和強(qiáng)表示,GE醫(yī)療在過去5、6年總產(chǎn)出等于在此之前20年累計(jì)產(chǎn)出。應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備的生產(chǎn)、測試等諸多環(huán)節(jié)的智能工具,不僅是為了實(shí)現(xiàn)自身的智能制造和精益運(yùn)營,同時(shí)也是為了帶動(dòng)供應(yīng)鏈上下游的創(chuàng)新升級,打造智慧供應(yīng)鏈生態(tài)圈。
據(jù)陳和強(qiáng)介紹,依托“智慧工廠”建設(shè)項(xiàng)目,GE醫(yī)療北京工廠主要從四個(gè)層面發(fā)揮產(chǎn)業(yè)協(xié)同效應(yīng),帶動(dòng)上下游共同升級:
產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)字化供應(yīng)鏈,實(shí)現(xiàn)上下游信息的透明化,供應(yīng)商可以隨時(shí)根據(jù)GE醫(yī)療北京的備料、采購、人力等情況調(diào)整運(yùn)營狀態(tài),最大化降低其整體成本,提升運(yùn)營效益。GE醫(yī)療北京工廠年平均采購量達(dá)到了7億美金,70%以上采購自本土供應(yīng)商。將自主研發(fā)的智能制造相關(guān)工具商業(yè)化,并與上下游供應(yīng)鏈共享。例如,GE醫(yī)療北京工廠與成都電子科技大學(xué)共同開發(fā)了自動(dòng)運(yùn)輸機(jī)器人,技術(shù)由學(xué)生開發(fā),GE醫(yī)療方面負(fù)責(zé)技術(shù)的產(chǎn)品化、商業(yè)化落地。優(yōu)化生產(chǎn)力、質(zhì)量和效率等要素。GE醫(yī)療通過給上下游廠商進(jìn)行六西格瑪精益管理等相關(guān)培訓(xùn),幫助他們提升管理能力。制造業(yè)人才培訓(xùn)與交流。GE醫(yī)療北京工廠對一線工人和管理者開展領(lǐng)導(dǎo)力培訓(xùn)。以一線組長培訓(xùn)項(xiàng)目為例,GE醫(yī)療北京工廠在開展一段時(shí)間并獲得良好收效后,也帶動(dòng)周邊供應(yīng)商加入。
走在工廠里,雷鋒網(wǎng)記者最直觀的一個(gè)感受就是操作工人少,當(dāng)然這是工廠智慧化水平提高之后的必然現(xiàn)象。但是,簡單地減少人力,并不是陳和強(qiáng)希望的最終結(jié)果。在接受雷鋒網(wǎng)的采訪時(shí),他表示,當(dāng)前,雖然現(xiàn)在智慧工廠的工作已經(jīng)步入正軌,但是智慧化轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)也是多方面的。
“在智能化投入的基礎(chǔ)上,我們至少可以減少10%的人力成本。智能化對人才的結(jié)構(gòu)提出新的要求,我們并不是希望人越來越少,而是希望在提高工業(yè)水平的基礎(chǔ)上,最大化地發(fā)揮產(chǎn)業(yè)工人的個(gè)體價(jià)值。中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型不僅僅需要硬件上的提升,怎么去提高人才特別是一線產(chǎn)業(yè)工人的業(yè)務(wù)水平也是一個(gè)重要的課題。”
GE醫(yī)療北京工廠的智慧化探索,對于提高自身以及行業(yè)水平開了一個(gè)不錯(cuò)的好頭,那么智慧工廠是否具有在區(qū)域上、行業(yè)里進(jìn)行復(fù)制、推廣的潛力?
陳和強(qiáng)認(rèn)為,從理論上說,成熟的智慧工廠模式是具備可復(fù)制、可推廣的潛力,但仍需要全方位的資源支持和技術(shù)保障。“GE醫(yī)療北京工廠本身有精益生產(chǎn)的底子,而且提出‘智能制造改造’的戰(zhàn)略也比較早。同時(shí),北京工廠地處北京市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū),北京市政府、經(jīng)信委等相關(guān)政府部門對于智能制造項(xiàng)目也很重視,提供了包括審批流程、政策鼓勵(lì)等多方面的支持。因此,智慧工廠的建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)性工程。”
“我們今年的目標(biāo)就是把智能化程度再提高,其中一點(diǎn)就是讓機(jī)器人不但能夠自己掃描,而且通過深度學(xué)習(xí)的機(jī)制自主進(jìn)行影像的比對。”在陳和強(qiáng)看來,未來的智慧工廠里,人和機(jī)器的分工將更加明確:多數(shù)的重復(fù)性工作將由機(jī)器執(zhí)行,而人則更多負(fù)責(zé)機(jī)器的維護(hù)保養(yǎng)、系統(tǒng)程序開發(fā)等更高級的頭部工作。