位于湖南長沙經開區的博世汽車部件（長沙）有限公司（以下簡稱“博世長沙工廠”），是德國博世集團在中國中部地區設立的第一家工廠。2022年，這家工廠入選由世界經濟論壇聯合麥肯錫咨詢公司共同發起的全球“燈塔工廠”名單。

《環球》雜志記者近期走進這家“燈塔工廠”，感受到數字化浪潮撲面而來。如今，這家工廠還在不斷“進化”，朝著具備高度自動化、數字化、互聯、柔性、智能以及可持續發展能力等六大要素邁進。

全過程可追溯的數字化

博世長沙工廠主要生產包括汽車穩定系統和剎車防抱死系統用的馬達、發動機冷卻風扇、空調鼓風電機及風機、舉窗電機、座椅電機、雨刮系統等汽車部件產品。

在這家“燈塔工廠”，似乎一切皆可數字化。車間數字化管理系統涵蓋“5M1E”，即：

·人員（Man）

·機器（Machine）

·材料（Material）

·方法（Method）

·測量（Measurement）

·環境（Environment）

包括100多個工藝種類、1萬多種原材料和2000多臺設備。

其中，剎車防抱死馬達產線是湖南省第一條工業4.0示范線：7.5秒產出一只馬達；所有工作站全部接入制造執行系統。

讓博世長沙工廠生產技術總監張畢生引以為傲的是，馬達制造過程中的工藝參數、產品特性、檢測指標等數據，15年后依然能夠“全過程可追溯”。

要做到這一點并不容易。早在2013年，博世長沙工廠就開始儲備數字化人才、建立數字化能力。為了實現全過程可追溯，20多人的團隊僅制定方案就花了3個月時間。如何采集有用數據、如何在工作站之間傳輸數據、如何實現數據交互，這些難題都要一一攻克。與此同時，長沙經開區出臺了《智能制造、工業互聯網行動指南》等一攬子政策，構建“規劃-政策-細則指南”環環相扣的智能制造支持體系，支持博世長沙工廠等企業邁入數字化轉型之路。

如今，博世長沙工廠90%的生產線實現互聯，智能傳感器、可視化裝置實時“捕捉”振動、扭矩、電壓和電流等生成一系列數據。僅以車削設備為例，傳感器以數千赫茲的頻率采集車刀振動數據，然后從中提取上百個特征用于數據模型構建，一個月產生的數據量達到100G。

而在博世長沙工廠，通過實時抓取過程參數，可以及早發現和識別問題。張畢生說，比如壓裝環節的壓力數據，如果數據聚合程度符合某一特定規律，說明工藝控制能力穩定性相對較高；如果數據離散程度高且呈一定趨勢性，則表明工藝控制能力相對較差，需要及時改進。

馬達的包裝環節以前容易出現漏裝情況。記者在博世長沙工廠的工業4.0展示室里看到，馬達包裝漏檢系統顯示著一串串數字。工作人員說，攝像頭正在實時監測馬達數量，同時通過采集人體姿態關鍵點數據識別工人的操作行為，一旦漏裝馬達，便會自動報警。

張畢生說，制造一只馬達需要大量的零部件，如果過程控制不好就會產生累積誤差，從而差之毫厘，謬以千里。全過程數字化提高了企業質量控制的深層次能力。

在“大數據”中挖掘“大價值”

有了海量數據，還要挖掘數據價值。在張畢生看來，數據不是用來裝點門面的，而要緊扣企業和客戶需求，解決生產經營過程中發現的實際問題。

目前博世長沙工廠有多名數據科學家，他們的一項重要工作正是將數據和應用場景、工藝流程結合，開發相應的算法模型，幫助企業“降本、增效、提質”。

在博世長沙工廠的生產線上，焊接電極是一種易耗品。按照一般的工藝要求，焊接電極的使用次數達到1200次就必須更換，否則存在很大的產品質量風險。數據科學家通過建立機器學習模型，對焊接數據進行分析，經過6個月驗證，找到了焊接電極使用壽命的極限值——1500次。原來一天要更換13次焊接電極，每次耗時5分鐘，現在使用壽命延長后成本降低了1/4。

博世長沙工廠數據科學家夏曉毛介紹說，除了焊接電極，團隊還運用大數據、機器學習等技術，對皮帶、車削刀具等生產易耗品建立了高精度的使用壽命預測模型。這些易耗品的使用壽命普遍提升30%以上，更換時間節省50%。

不只在制造環節，博世長沙工廠申報“燈塔工廠”的5大應用案例——人工智能驅動生產能源管理、機器人實時管理系統、數據智能決策、全透明的生產現場管理和端對端智慧物流中臺，均是在“大數據”中挖掘出了“大價值”。

以能源管理為例，以前工廠在夏季用電高峰時段“保生產、保訂單”的壓力很大。然而，整個工廠100多條產線、每天上百種客戶需求，再加上原材料等影響因子，精準高效的能源管理成了一項難以完成的任務。為此，工廠開發了由人工智能驅動的能源管理系統。這一系統能結合客戶需求、生產情況、物料、天氣等變量，滾動給出未來7天內產線級的能源使用預測和排產計劃，從而成功解決了用電痛點。工廠的年耗電量也減少了18%。

構建生態系統，打造“未來工廠”

“燈塔工廠”建設是持續進化的過程。從2020年開始，博世長沙工廠的數字化轉型進入新階段，力求通過充分利用數據基礎及5G、大數據、人工智能等前沿技術，構建一個從產品設計到售后、從原材料采購到交付的生態系統。

在企業內部，“萬物互聯”進一步形成。張畢生說，博世長沙工廠正在搭建人工智能物聯網系統，構建智造生態，實現包括縮短從開發到交付的周期、提高制造的敏捷性和柔性、提高市場預測的準確性等多重目標。通過端對端的物流集成平臺，將數字化從實體工廠拓展到供應鏈上下游。從原材料供應、運輸、內部流轉到生產及貨物出廠，整個流程都由物流中臺通過實時數據連接起來，能夠節省30%的物流成本，減少15%的庫存周轉天數。

作為“燈塔工廠”，博世長沙工廠對供應鏈企業的數字化轉型也發揮著引領作用。據介紹，廣東有一家上游供應商，原本訂單難以保證按時按量交付，在博世長沙工廠的幫助下，這家企業實現生產、裝配環節的數據互聯，提高了交付可靠性。

張畢生說，數字化不僅增強了供應商的制造能力，也讓博世長沙工廠能夠更好地了解上游供應商的產能、質量狀況，從而提升自身的供應鏈安全水平。

作為湖南第一家“燈塔工廠”，博世長沙工廠還不斷向當地其他制造企業“輸出能力”。不少企業慕名而來，尋求數字化轉型的解決方案。據統計，博世長沙工廠累計培訓的工程師超過500人次。

在“燈塔工廠”的示范引領下，長沙經開區通過推行智能制造模塊化場景、引進和培育智能制造服務商、建立智能制造評價模型等系列舉措，帶動中小企業“看樣學樣”，5G、AI等新技術在園區內快速落地應用。

接下來，博世長沙工廠的愿景是打造“未來工廠”。工廠總經理魏彥說，博世長沙工廠將繼續致力于技術革新，深度聚焦物聯網、人工智能和生產流程自動化、智能化、數字化，向“未來工廠”的建設目標持續邁進。