揭秘博世长沙“灯塔工厂”：数智化赋能推进高质量发展
2022年，21世纪新汽车研究院推出“21金引擎·探寻新样本”系列策划，展示企业在改革创新、科学管理、低碳战略、智能智造、技术研发等方面的成果，全面呈现新时期下中国汽车产业高质量发展新样本！
此次，“21金引擎·探寻新样本”项目组将带领大家走进博世长沙“灯塔工厂”，揭秘数字化+智能化赋能，从“灯塔工厂”到“未来工厂”的发展新范式！
今年3月，世界经济论坛（WorldEconomicForum，WEF）宣布有13家新的工厂加入其“全球灯塔网络”——这个由世界一流制造工厂和价值链组成的社区致力于积极利用第四次工业革命的各项技术，提高运营绩效和环境可持续性。
13座世界“灯塔”被点亮，其中一座就在湖南长沙，博世汽车部件（长沙）有限公司（以下简称“博世长沙”）成功入选2022年新晋全球“灯塔工厂”。这是博世中国的第三个工厂获此荣誉，此前博世无锡动力总成工厂和博世苏州汽车电子工厂分别在2018年、2021年入选。
映着“灯塔”之光，记录下时光的重量。在当下中国制造业加速数智化转型过程中，灯塔工厂作为第四次工业革命的指路明灯，已成为未来智造之路的新趋势和风向标。
于博世而言，打造“灯塔工厂”不仅仅是一场制造的变迁，更是一次涉及自动化、智能化、数字化的全方位革新，代表着其对工业互联网的深度实践。坐拥三家“灯塔工厂”的博世站在数字化转型和绿色低碳的风口之上，扛起绿色发展大旗的同时，也在为中国制造业参与“双碳”目标探路前行。
数字化+智能化赋能，
助力行业迭代发展
行至当下，作为智能制造的先锋，灯塔工厂的“标配”离不开自动化、数字化、智能化等技术的集成与运用，获此荣誉的博世长沙也不例外。
走进博世长沙，偌大的厂房中，首先映入眼帘的并非密密麻麻的车间工人，而是智能牛奶车载着物料箱来回穿梭；体积庞大的机械臂马不停蹄完成各个加工环节，流畅的轨迹中传递着振奋；一条条繁忙的生产线正在规律地运作，隐藏着灯塔工厂的奥秘……
作为博世集团在中国中部地区设立的第一家工厂，博世长沙于2004年成立，2005年投产，占地面积22.8万平方米，现有员工超过3500人。产品主要包括汽车稳定系统和刹车防抱死系统用的马达、发动机冷却风扇、空调鼓风电机、雨刮片等。
在全球工业4.0底色下，博世长沙积极顺应国家战略趋势，依靠科技创新率先走在前列，成为行业示范者和引领者。早在2015年，博世长沙便开始工业互联的尝试，2016年首条工业4.0生产线投产。
据博世长沙生产技术总监张毕生介绍，目前长沙工厂拥有约20条工业4.0产线，目前所有新导入的产线均按照工业4.0标准建立，而传统产线的互联水平也达到近60%。
值得注意的是，在博世长沙的ABS电机装配车间，一条稍显狭窄的过道将传统生产线与工业4.0生产线隔开。不过，不足2米宽的过道，分开的远不止于产能。
一组直观的数据便可窥见一二，展现着变革带来的实质性成效：左手边的工业4.0生产线上，36道工序，39个工位，2名工人（一人负责上料，一人负责成品质检），5台机器人，7.5秒可生产一台ABS电机，技术人员只需一台电脑便可操纵、监控机器运作。生产效率提高30%，质量损失减少30%，操作人员减少80%，换型时间也减少了30%。
在博世长沙，显而易见的是数字化、智能化在生产过程中得以充分应用，无论是生产管理，或是物流检测等，均通过数据的互联互通实现效率最大化。
数字技术的力量让博世长沙的物流中台更加智慧，形成了“端到端”的闭环。从原材料供应、运输、内部流转到生产及货物出厂，整个流程都由物流中台通过实时数据连接，帮助工厂节省30%的物流成本和15%的库存周转天数，使生产周期缩短至3年前的64%。
此外，得益于渗透率达到100%的可视化数字化车间管理，博世长沙实现了涵盖流程、原料、设备、人事、文件系统等多个业务环节的精益日常管理，生产力提升20%，人力成本缩减12%。
谈及博世长沙的数字化转型效果，张毕生总结了四点：一是工厂每年约有10%的生产效率改善指标，自动化正是其中一种；二是产品质量层面，一条工业4.0示范产线从2017年量产至今，未发生过一起质量事故；三是在维修成本上，单件产品的维修成本上实现了25%的改善；四是交付保证上，去年在极度缺电的情况下，依托实时能耗预测系统和生产计划系统的整合，与销售计划联动，保证交付。
“所谓‘灯塔’是标杆的意思，灯塔工厂可能在某几个领域或某一个领域做得非常好的，有示范效应。对于博世长沙，我们的远景规划是希望其可以变成‘未来工厂’。”张毕生表示。
从“灯塔工厂”到“未来工厂”
美国管理学家伊查克·爱迪思曾引用达尔文的观点——“能存活下来的物种，既不是那些最强壮的，也不是那些最聪明的，而是那些最能适应变化的。”
当席卷全球的数字化浪潮呼啸而至，工业制造业转型痛点逐渐凸显：设备之间难以互联互通，数据孤岛制约着设备的预测性维护，复杂的生产工艺让部分核心环节依赖主观判断和人工经验……
迈入工业4.0时代，这种适应变化的能力和积极推动企业的数字化、智能化转型紧密联系在一起。
业内多数人认为，智能制造的核心在于“智能”，自动化只是“手臂”，智能才是让制造拥有“大脑”并让其进行决策的各种“神经系统”，AI技术正是让制造拥有会思考的工业机器设备的核心因素。
博世长沙深谙其道。
生产模式上，博世长沙采用自研的人工智能（AI）驱动生产能源管理系统，结合客户需求及预测、生产计划、天气情况、温湿度等多项业务及环境因素，滚动给出未来7天内产线级的能源使用预测及生产排产。此外，该系统还能提供优化的停机管理和精确的能耗异常监测，目前已帮助博世长沙的年耗电量减少18%，二氧化碳排放量降低14%。
与此同时，设备的智能化管理一定程度上强化了成本的竞争力。比如AI预测模型对设备24小时内的健康情况进行预测，并给出预先警告，帮助维修和生产人员提前准备和快速响应，减少紧急维修工单的产生，实现了设备从预防性维护到预测性维护的转变。该系统的使用节约了19%的维修时间，节省了25%的维护成本和17%的缺陷成本。
博世长沙数据科学家夏晓毛分享了一个更换生产线皮带的故事——曾经工厂皮带的更换很多时候是凭经验，无法真正知道皮带的磨损状态如何。
“两三年前，博世长沙和长沙大学合作了一个项目，通过加装声音传感器以及振动传感器，甚至进行皮带磨损实时图像监控，尝试提取皮带故障信号。后来，我们成功发现了判断皮带磨损状态的工具，项目成果也转化成为专利，运用到实际产线中。”
据了解，过去工厂内的皮带都是被动更换，以成本计算，基本每个月要花费14、15万元。现在可以主动操作，当探测出异常后，提前4到8小时将信息给到维修人员，维修人员提前准备好，找到合适时机在皮带断裂或者卡住之前换掉，进行预测性维护。
夏晓毛表示，除了皮带以外，团队运用大数据技术、机器学习算法对焊接电极、车削刀具等生产易耗品进行深入分析，并建立高精度耗品使用寿命预测模型，从多个维度对生产表现和易耗品损耗情况进行分析，给出易耗品最佳更换时间。该模型上线后帮助提升生产易耗品30%以上的使用寿命，并节省50%的更换时间。
每一个时代都不乏逐浪弄潮的先行者，数字化转型在增强博世长沙内生动力的同时，也为其实现高质量跨越式发展奠定了基础。
“未来，博世长沙将继续致力于技术革新，深度聚焦物联网、人工智能、生产流程自动化、智能化、数字化的全面实现，构建智能制造价值链及智能生态系统，向‘博世长沙未来工厂’的建设目标持续迈进，率先踏入工业4.0的新阶段，助推中国先进制造业领跑世界。”这是博世长沙总经理魏彦的期许，也是博世长沙要奔赴的星辰大海。