進入互聯網時代，企業原有的生產方式被顛覆。面對巨大的挑戰，中國家電業巨擎海爾集團首創人單合一模式，探索建立用戶需求驅動的大規模定製模式，打造全球首家引入用戶全流程參與體驗的工業互聯網平臺COSMOPlat，轉型成為無邊界的平臺型企業。海爾空調膠州互聯工廠就是一個大規模定製創新升級的成功樣板。
海爾集團作為全球家電行業的探索者和引領者，自1984年成立以來專注深耕製造業並取得了非凡的成績。2017年海爾集團收入2419億元人民幣，連續9年位居大型白色家電全球市場第一。海爾在多年智能製造探索的基礎上，推出了以用戶體驗為中心的工業互聯網平臺COSMOPlat，加快智能製造轉型升級。2014年，首個海爾互聯工廠——瀋陽冰箱互聯工廠建成投產，目前海爾已在全球建立了11個互聯工廠，覆蓋冰箱、洗衣機、空調、熱水器、廚電等五大產業。其中，基於COSMOPlat打造的海爾空調膠州互聯工廠（以下簡稱“膠州互聯工廠”）是海爾第7個互聯工廠。
海爾空調膠州互聯工廠鳥瞰圖
在全球製造業轉型升級的大背景下，COSMOPlat提供的是顛覆性的解決方案，可以幫助企業提質增效，優化資源配置，助力模式轉型。與傳統的大規模製造模式不同，它不再是線性的製造模式，而是用戶直接參與到全流程中，體驗不斷迭代，它實現了從硬件定製到解決方案定製再到生態定製，最終實現用戶終身價值。
日前，本刊記者做客青島實地探訪了膠州互聯工廠。海爾智研院全球供應鏈技術經理牟堂峰、海爾空調膠州互聯工廠工程技術總監黎紅金，就海爾互聯工廠的實施背景、項目特色、物流系統建設以及未來發展思考等方面進行了詳細的分享解答。
海爾互聯工廠實施背景與探索路徑
如果說海爾用30多年時間為中國成功貢獻了一個全球品牌，那麼現在海爾正在構建新的工業模式——海爾大規模定製模式，致力於為全球製造業轉型升級輸出“中國模式”。而互聯工廠就是海爾探索新一代製造的重要實踐。
海爾的大規模定製模式是用戶深度參與企業全週期全流程，零距離互聯互通，以創造用戶終身價值的智能製造模式。這種模式的能力支撐主要是互聯工廠的三聯三化，三聯即聯工廠全要素、聯網器、聯全流程；三化即柔性化、數字化、智能化。
海爾建設互聯工廠是全球工業革命發展趨勢以及海爾自身創新基因雙重作用的結果。近年來，世界上主要製造強國都在積極探索新一輪的工業革命。例如，德國基於製造上的優勢，選擇了“自下而上”的工業革命路徑，提出“工業4.0”，強調提升製造業的智能化水平，建立智能工廠；美國在軟件上更具優勢，推行的是“自上而下”的模式，即“工業互聯網”，強調以互聯網激活生產，以信息化助力智能生產；中國提出了《中國製造2025》，提倡的是信息化與工業化“兩化”融合，以信息化為支撐，走新型工業化道路，大力推進智能製造下的製造業轉型升級。
海爾一直走在深耕製造業的路上，骨子裡流淌著主動探索創新的基因。海爾認為，智能製造的方向不是簡單的機器換人，而是用戶全流程參與的大規模定製，用戶可以參與到企業製造的全週期、全流程、全生態中，新型技術都是服務於用戶體驗的工具。
海爾互聯工廠的特點
1.從傳統大規模製造到以用戶為中心的大規模定製
海爾追求的不是單純粹的用戶個性化，而是通過社群交互、眾創等形式，通過互聯網將用戶個性化的需求整合在一起，並通過交互、設計、體驗、預售、製造、迭代，最終實現從需求到產品的變現，形成一種大規模定製模式。
實際上，以用戶為中心還體現在用戶可以參與整個生產過程。例如，用戶下單之後，在海爾工廠的工位上能夠直接看到用戶的信息和需求，用戶的使用體驗也會直接反饋到工位，從而有助於海爾實時滿足用戶需求。此外，用戶需要的產品處於哪個工作環節，在物流的哪個階段，以及具體的生產過程，用戶都可以實時查看。這種信息透明化管理，就是為了更好地滿足用戶需求，給用戶最好的體驗。
2.高精度下的高效率
“海爾不是簡單地追求機器換人，而是高精度驅動下的高效率。” 牟堂峰表示。用戶需求是本質，只有真正解決用戶需求的高效率才是真正的高效率；單純由“機器換人”可以帶來生產效率提升，但是如果生產出來的產品沒有市場，那就是庫存。“沒有用戶的產品，海爾寧願不生產。”他說。
高精度下的高效率實際上也是海爾互聯工廠的“兩維戰略”構建思路，其中，縱軸是用戶價值，體現的是高精度；橫軸是企業價值，端到端的信息融合，體現的是高效率。兩個維度相互融合、促進，共同滿足用戶的最佳體驗。
3.大數據基礎上的小數據
牟堂峰解釋道，“大數據基礎上的小數據”和“高精度下的高效率”是一脈相承的。高精度和小數據是一致的，指的是首先要準確地捕捉到用戶的需求，然後通過整個生產的大數據來管控，並且不斷地去滿足用戶的小數據。
膠州互聯工廠概況及物流系統構成
海爾空調膠州互聯工廠總投資10億元，建築面積10萬平方米，是目前國內生產家用空調最大的單體建築，也是全球空調行業最領先的互聯工廠。工廠承接《中國製造2025》及“互聯網+”戰略，致力於打造為“互聯網+”工業的樣板工廠，規劃年產能300萬套空調，擁有8項全球引領的核心技術，包括：智能衝串脹線、小U黑燈工廠、智能上壓機/冷凝器、智能化物料配送、智能焊接、智能化氦檢、智能連接性能檢測、智能抽空灌注。
膠州互聯工廠生產區域分為上下兩層，一樓主要生產空調室內機和室外機的內部模塊，如兩器（蒸發器和冷凝器），共分六個單元；二樓對空調室內機和室外機進行裝配，包括檢驗、抽檢、包裝、下線等環節，空調室內機、室外機總裝線分別共3條，生產超過300多種產品，涉及物料品種超過1000種，日最大產能可達到12000套。此外，工廠還建設有供熱、供電、給排水和廠房、辦公樓、庫房等配套工程。
從整個膠州互聯工廠兩層車間兩種不同的生產模式來看，可以說各具特色。一樓主要是標準化模塊生產，採用大規模的自動化生產模式，智能化和機械化程度更高；二樓主要是室內機和室外機的裝配，由於與用戶、與各節點的交互更多，因此信息化程度更高。
據膠州互聯工廠工程技術總監黎紅金介紹，膠州互聯工廠構建了包括設備層、傳感層、物流層、網絡層和信息層的五層架構，形成互聯互通的數字化架構，保障工廠能與用戶實時聯通。
其中，設備層大量應用家電行業首次使用的自動化設備，具有柔性化、集成化、互聯化等特點；傳感層可以像人的五官一樣進行溫度、溼度、位置、壓力等的感知，每天產生數據超過4000萬組，對整個工廠的運行情況進行實時監控、實時報警，保證設備正常運行；物流層包括AGV、空中積放鏈、智能工裝車、自動立體倉庫等，物流總裝和AGV之間設備可以自動交互；網絡層按照工業網絡架構設計，形成高速、安全的工業網絡，實現百萬級的訂單瞬間傳遞到工廠，生產端及時響應；信息層如同人的大腦，由用戶需求驅動，同時實現橫向集成，ERP和PLM、iMES、SCADA（數據採集與監視控制系統）多個系統之間無縫集成，信息可實現瞬間到達，並實時互聯所有節點。
膠州互聯工廠的物流系統分為產線物流和成品倉儲兩大部分。生產車間裡主要採用了空中輸送系統、RGV、AGV等設備，實現了物料自動輸送到工位，產品下線後自動輸送到一樓暫存或直接裝車。成品緩存倉採用四向穿梭車的密集存儲系統，具備500套空調的存儲能力，搭配機械手完成產品自動碼盤、採用RGV實現自動出入庫等物流作業。
膠州互聯工廠主要作業流程
膠州互聯工廠從用戶下單、物料進廠到生產、發貨，整個過程通常僅需數天。
1.訂單信息導入系統
訂單產生後進入，ERP系統一方面與MES系統進行交互，把訂單信息傳遞給MES，MES將物料需求傳遞給WMS系統，同時將生產計劃傳到產線工位上。另一方面，ERP系統生成採購訂單，供應商根據採購訂單進行送料，WMS確認收貨之後再根據MES的需求進行發料。
2.模塊生產及物料上線
兩器模塊由一樓車間生產，生產下線後MES對物料進行緩存，同時把下線數據傳遞給WMS由其管控，之後根據送料需求和生產節拍生成發貨訂單並下達上料指令，模塊生產所需物料通過提升機送上空中輸送線（積放鏈）後運送至二樓裝配車間。其他部件則由供應商按需按時供貨，部分模塊（如電控等）在供應商車間完成組裝，部分則以VMI的模式，在海爾車間內完成模塊生產後送至裝配產線，同樣根據WMS的指令進行揀貨和物料搬運。同時，MES觸發ERP系統進行庫存管理。
3.模塊裝配
在二樓裝配車間共有兩種不同類型的生產線，一種是傳統流水線，一種則是單元臺（CELL）產線，每個單元臺獨立完成一臺產品的裝配。其中，流水線生產完成後在產線末端對產品進行檢測、打包下線；單元臺作業線裝配完成後進行掃描、檢測等，之後操作人員按下操作檯前的綠色按鈕，AGV接受指令前來進行搬運，之後打包下線。同時，另外的AGV將該單元臺負責裝配的下一個產品模塊搬運過來，完成一個作業循環。
4.成品下線
產品單元裝配完之後會模擬用戶進行噪聲檢測，合格後由自動封箱機封箱，隨後進行拍照識別、貼碼。裝配好的成品由提升機輸送至一樓成品緩存倉庫或直接裝車。
值得一提的是，膠州互聯工廠在二樓單元裝配線末端設置了實驗室雲數據中心，將原來相互孤立的各工廠實驗室數據進行關聯，使海爾各工廠的研發中心數據實現共享，並整理分析出精確的實驗室數據供其他工廠使用。
5.成品暫存與出庫
當成品通過提升機下到一樓作業區後，由4臺碼垛機器人完成托盤碼垛。整託碼盤完成後，信息通過RFID上傳WMS，WMS驅動RGV小車取貨，之後按照系統指令完成自動入庫或裝車。
實際上，膠州互聯工廠從前端兩器生產到後端總裝，再到成品下線，基本實現了零庫存。成品緩存倉主要功能為週轉，絕大部分產品組盤後由RGV直接搬運至出庫口，通過日日順車小微運送至客戶倉庫。只有極少部分成品由於車輛安排等因素留在庫內暫存。
實施效果與優化方向
膠州互聯工廠正式運營以來，在生產能力上實現了大幅提升，已達成投入產出的平衡。膠州互聯工廠模式的變革，也推動了海爾空調科技水平和管理水平的行業引領，該案例還被寫入《IEC未來工廠白皮書》和《製造強國研究》等，收穫眾多榮譽。
概括來講，膠州互聯工廠的先進性體現在以下方面：
1.產品定製比例大幅提升
膠州互聯工廠具備高柔性、高品質滿足用戶定製需求的能力。膠州互聯工廠的訂單主要有兩類，一類是大賣場等客戶的定製訂單，佔比52%；一類是消費者的用戶定製訂單，佔比19%，這也意味著膠州互聯工廠不入庫率高達71%，既提高了週轉率，又減少了對資金的佔用。
2.效率大幅提升
在生產過程中，膠州互聯工廠不斷引入新的技術和管理模式，整體效率得到大幅提升。例如，在模塊生產過程中，通過12項行業首創的工序，將生產效率提升了60%。此外，產品開發週期縮短50%以上，交貨週期縮短50%以上，全流程運營成本下降20%，產品不良率降低10%，能源利用率提升5%。
3.高效柔性化生產
為了實現“以用戶為中心的大規模定製”，實現“高精度下的高效率”，海爾互聯工廠做了很多基礎工作，比如建立“三化”標準體系，即柔性化、數字化、智能化。對於膠州互聯工廠而言，不僅要滿足企業必須追求的高效率，同時還要精準地滿足用戶定製需求。因此，海爾在產線佈置上採用了“柔性化”的模式，即，通過單元線實現柔性化定製，通過傳統流水線實現大規模生產。膠州互聯工廠是在柔性化的基礎上來實現智能化。
4.選擇先進適用的物流系統
智能製造離不開智能物流。海爾互聯工廠並不追求無人化作業，而是以先進適用為原則選擇物流設備。例如，在考慮車間物料輸送解決方案時，經過多次比較，最終採用了避免與工廠產線相互干擾、同時又能與各工序順暢連接的空中輸送系統。同時，在空中積放鏈中採用RFID技術，一方面實現上線物料信息的實時寫入；另一方面將上線產品訂單的用戶信息進行存儲；同時，進行物料出入庫信息的識讀校準。
此外，膠州互聯工廠每年都會不間斷地推行生產線與物流系統改善項目，持續提升工廠能力。例如，在後道包裝環節，對自動套箱/袋設備進行結構優化，使之能夠適應各種型號的產品；對封箱機進行改造，實現了不停機自動供料、封箱作業。
以新工業模式服務全球製造業
隨著人工智能、大數據、雲計算等新一代信息技術產業的快速發展，全球製造業都在積極探索轉型之路。這也正是實現我國產業和標準換道超越的良機。從膠州互聯工廠，我們看到海爾作為先行者，通過創新商業模式與管理模式，最終實現了以用戶體驗為中心的大規模定製模式轉型，創立了登上未來製造業競爭高地的發展模式。
從2014年的第一個互聯工廠落地，到目前11個互聯工廠遍地開花，海爾積累、沉澱出一套智能製造技術升級方法論，並將互聯工廠模式軟化、雲化，構建起具有中國自主知識產權、全球首家引入用戶全流程參與體驗的工業互聯網平臺COSMOPlat。目前，COSMOPlat通過生態圈模式與七大模塊互聯互通，賦能衣聯網、食聯網、農業、房車等15個行業物聯生態，踐行跨行業、跨領域生態賦能，提供大規模定製社會化服務，助推企業轉型升級。
據悉，海爾不僅在國內主導參與制定了21項智能製造國家標準，還先後被IEEE、ISO等國際權威標準機構指定牽頭主導制定大規模定製等3項國際標準，覆蓋大規模定製、智能製造、智能工廠、智能生產、工業大數據、工業互聯網等6大領域。在2018年舉辦的漢諾威工業博覽會上，COSMOPlat被德國國家科學與工程院院長、“工業4.0之父”孔翰寧稱為“最好的工業互聯網平臺”。在2018年世界經濟論壇公佈的全球首批先進“燈塔工廠”名單中，海爾是唯一一家入選的中國本土企業。如今，COSMOPlat已經上升為海爾的重要發展戰略之一，海爾將以新工業模式支持更多企業實現智能化轉型，打造製造業新生態體系。
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