智能制造的黑马，柔性生产来了！

过去这几个月，是这个世界变化最快的日子。

先是口罩、额温枪、口罩机、熔喷布、呼吸机等防疫物资的告急，本行企业加急生产，其他自动化程度领先的企业跨界支援，比亚迪、上汽通用五菱、广汽集团等多家企业都参与造口罩了。

另一方面，全网云带货正在兴起。网红电商们改变了消费者的购物习惯，也改变了供应链的方式，小单快反的程度进一步加深。日益激烈的市场竞争，倒逼各行业企业打破常规，积极寻找出路。

一边是跨界，一边是转型。

一个共性是，疫情冲击下能够快速完成产线切换，或者快速调整战略的企业，大多拥有先进的自动化、数字化、智能化水平，其背后都蕴藏了一个可以称之为“柔性生产”的能力。

例如比亚迪，2月8日正式宣布调配资源援产口罩。通过对现成的手机组装生产车间提升净化等级，轻松拥有了生产口罩的净化室；通过种类各异的在用高精设备和专业的技术人员储备，7天内就完成了口罩机的研发制造。比亚迪的速度，是在不到半个月的时间内实现了口罩的量产与爬坡，如今日产量达到5000万只，跃居成为全球产能第一。

例如汇川技术，当了解到对N95口罩机的调试运营成为设备厂商的心头大病（有些厂商辛苦买回来的口罩机，调试了半个月还是没能正常生产，最紧张时外面调试工程师的报价已经飙到1天10万元），于是快速推出了基于英特尔软硬件平台的全伺服N95口罩机电气解决方案，在减少约1/3的设备调试工作量同时，帮助客户节约调试费用数万元。重要的是，口罩机少运转一天，就少生产一天的口罩，时间才是最宝贵的。

潮水褪去便知谁在裸泳。或许是突如其来的疫情无情地洗刷了一批缺乏危机应对能力的制造企业，存活下来的玩家才能更加清楚地看到“柔性化”带来的赋能魅力。

全文较长，主要从四点展开：

1、以柔克刚。

2、柔性生产魅力几何？

3、柔性生产需要什么？

4、柔性生产改变了什么？

PART 1/以柔克刚

有柔就有刚，刚性生产出现的时间更早，指的是产品以规模化的方式批量生产，主要用来满足社会对大量工业品的需求。

在刚性生产的环境下，市场整体供不应求，只要能生产出产品，就一定能把它给卖出去。就像上世纪50年代到80年代国内流行的“粮票、布票”，物资匮乏的情况下，还要啥自行车呢？

最典型的刚性生产案例来自于美国福特汽车公司。

1908年，亨利·福特做出了一项战略性的决策，决定打造一款满足大众需要且买得起的汽车。

1913年，世界上第一条汽车流水装配线在福特的工厂里出现了。这种批量流水作业，使得生产汽车所需的时间、成本和资源大幅下降，生产效益却大幅提升。

到1927年，福特一共生产了1500万辆T型车，推动汽车从奢侈品变成普通大众能够负担得起的交通工具。

福特T型车

图片来源于网络，侵删

换个更直观的例子来说，以前的服装厂，一年只需要做几个爆款就能轻轻松松养活一大家子了，即便走在路上撞衫率极高，消费者依然愿意买单。

但伴随消费结构升级，下游需求的疲软，卖方市场逐渐变成买方市场，刚性生产缺乏个性、成本浪费、响应时间慢等弊端逐渐暴露出来。

尤其某些领域的制造企业面对消费者个性化、定制化、时效性等要求的步步紧逼，发现满足“多样化、小规模、周期可控”的柔性化生产模式，才将会是企业未来生存和致胜的关键。

如同服装业直播爆火的背后，是纺织供应链正在承压，他们必须适应柔性化生产定义下小单快反的节奏，才有机会接纳更多订单和客户。

“一件样衣拿过去，如果这个工厂半天做不出来，就不用他们了，反正长三角的服装厂多的是。”一位曾经帮主播对接过工厂的人士这么说。

PART2/柔性生产魅力几何？

与刚性生产对比，柔性生产给人最直观的感受就是“快速、多样化”。

在业界，柔性被定义为两个方面：

一是指生产能力的柔性反应能力，多指机器设备的小批量生产能力。

二是指供应链的敏捷和精准的反应能力，从传统的“以产定销”模式转变为“以销定产”，要求厂商及时作出响应。

举个例子，昨天工厂有2条产线生产A系列，2条产线生产B系列；今天A系列需增加至3条产线才能按量交货，B系列需求减少只需开设1条拉线。

A、B系列工艺不同，要用到的设备、夹治具、加工程序和参数甚至是操作工人都是不同的，此时柔性生产若能做到极致，就是无论排产计划如何变更，都可以快速地完成产线调整而不用停产换线。

再比如根据客户的需求实现定制化已经是趋势，手机壳可以定制，青岛啤酒可以定制，海尔冰箱可以定制……

笔者曾经接触一家国内知名的工控企业，自述常常通过小批多样的方式进行产品销售。公司的4000多款产品型号，任意一款都可以按照最小批量30台起订，产线可以随时换线，并且保证交货时间。

总体看来，柔性生产能够及时响应内部或外部的变化，拥有快速、低成本地切换生产品种的能力，且能够精准调整产能，使之和市场需求一致，避免产能不足或产能过剩。

这里要强调一点，柔性生产是有其适用领域的，并不是以一箩筐大赶快上的口号实现野蛮发展。

其模式一般适用于品种和数量变化很快的企业，或者是虽然品种和数量变化不快，但是产品销售有明显淡旺季的企业。

像荷兰ASML这样在光刻机领域处于垄断地位的企业，2019全年仅出售26台极紫外线（EUV）光刻设备也能大赚一笔，倒也不必谈到柔性生产。但是像汽车、3C、家电制造这样的领域，柔性生产能力就是最大的竞争武器。

另外，提倡柔性生产并不意味抛弃刚性生产，刚性生产标准化、流程化的特点，在今天仍然有重要的用武之地。

PART3/柔性生产需要什么？

柔性生产不是今天才提出的，谈到它业界普遍会提到2个重要的论点：

1、柔性生产的定制性不意味消灭标准化，柔性生产是积木式生产。

根据消费者的个性化需求实现定制化确实是趋势，但柔性生产要做的绝对不是无限定制化。

用乔布斯先生的话说：“消费者并不知道自己需要什么，直到我们拿出自己的产品，他们就发现，这就是他要的。”

柔性生产要求厂商引导客户梳理需求，而不是任其天马行空自由发挥。

虽然从实现难度上讲，无限定制化并不是不可以，但最大的问题是成本不允许呀，这不符合商业之本质。

所以，如今强调柔性生产、强调定制化的厂商，依然应该拥有产品设计模块化、标准化的能力，可以将产品尽量简化为多个相互兼容和替换的功能模块，需要什么就拼上什么，这样才能快速创造多样化的产品品种。

2、柔性生产以自动化和无人化为关键特点。

以此前最热门的N95口罩生产为例，就因柔性化程度不足遭遇诸多痛点。

比如，辛辛苦苦买回来的口罩机调试成本高、效率低，影响产线开工。

其中原因既与设备本身的先进程度有关，又与设备机械结构复杂，调试过程繁琐，对工人师傅的技术要求高有关。

特别是印花与切刀的相位同步和送鼻梁条与推鼻梁条的机械动作时序，一般同时需要多个调试师傅配合并反复多次的尝试才能达到调试要求。

再比如，传统的质检工序比如检测表面是否有异物、鼻梁线和海绵条平整度、封边宽度和耳线的点焊状态等，判断标准如果是由产线工人口口相授来的，虽然管用，但也粗糙，因为人总会有错检、漏检的情况。为了防止出错，只能多加工位，多几个人检测，但这又浪费了成本。

相比下，三一重工的“18号厂房”因柔性生产在业界极具盛名。

18号厂房最大的特点就是“各环节全部实现自动化、信息化，只在关键位置增加人工的干预”。

根据2017年的资料，当时一条生产线可以生产5至10个车型，整个厂房可实现69种产品的混装柔性生产。对比通常一条传统生产线只能生产一两种车型，可谓是跨越级的提升。

标杆已经在那了，怎么才能和它一样？

简单来说，我们认为可以从4个环节来考虑柔性生产，这将涉及到对物联网、大数据、云计算、人工智能等新兴技术的理解与应用。

01、感知：通过部署传感器、摄像头等硬件，使产线具有获取数据的能力；

02、分析：在将数据上传到可信云平台后，通常会形成具有交互能力的实时监控系统画面，用来对数据进行理解与分析。

03、决策：通过对数据建模，使能机器拥有推理分析的能力，将简单的决策或指令交给机器来做。

04、执行：柔性制造的基础是设备和产线的自动化，自动化程度将极大影响柔性生产的发挥空间，是真正实现快速、高效生产要求的重要保障。

PART4/柔性生产改变了什么？

千好万好，带来可观的利益才是真的好。具体说来一定是成本的节约、效率的提高。

还是用上文提到的汇川技术N95口罩机电气解决方案举例，看看柔性生产究竟带来哪些改变？

01、方案采用全伺服传动机制，用电气传动取代机械传动，解决口罩机生产线调试难交付慢的问题，减少了约1/3的设备调试工作量。

02、方案采用工业物联网远程运维，使设备上云，实现产线级及工厂级的监控，提高故障检测效率；

03、方案采用机器视觉品检+纠偏系统，全面引入深度学习技术，在来源段、出货段等处实现机器换人式的缺陷检测，提高质检效率。

技术实现方面，这一系统是基于英特尔 X86 处理器，结合 OpenVINO? 图形处理加速工具所开发的。整个系统在口罩生产线的 4 个不同生产工位，部署了多台工业相机，通过图像抓取产品状态，并传输到汇川基于英特尔? 酷睿 i5 处理器开发的高性能计算平台 Kinovision上。Kinovision 平台通过边缘训练服务器进行在线训练，并根据训练好的模型进行实时推理运算，从而保证了缺陷检测的精准效果。

实施效果方面，可达到每分钟检测 150 件口罩的检测量（150pcs/m），同时可以实现 99.98% 的准确率，平均每条产线减少 2-3 名检测人员的同时，仍旧可以确保 24x7 无间断的生产。

汇川折叠立体式口罩机视觉检测系统

图片来源：英特尔

值得一提的是，机器视觉正在成为工业转型升级的必备形式之一。OpenVINO?是英特尔推出的一款快速开发高性能计算机视觉和深度学习应用的工具包，希望在人工智能与异构边缘计算等领域充分发挥优势，帮助企业快速调配产能，高效柔性生产。

PART5/道路会曲折，但方向是对的

早几年前，业内谈论分析柔性生产的文章还有很多，但近来却慢慢变少了。

原因无他，人们对柔性生产的定位已经走过了期望高于实际的顶峰期，目前正处在恢复理性，寻找出路的阶段。一方面，概念还要讲，市场还要培育；另一方面，客户更渴望看到成熟稳定的柔性生产解决方案。

眼下新基建概念正火，工业互联网的重要性被一提再提，市场需求越来越瞬息莫测……但一切都得往前走的，柔性生产就在前面等着被更多的了解与应用，谁先触摸到了，就有更大乘风而起的机会。