为什么未来工厂需要人力与自动化并重

Woman looks at something technical at an Ericsson factory: Including human oversight with automation makes for a more resilient operation
Including human oversight with automation makes for a more resilient operationImage: Ericsson
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  • 自动化生产中的重复性环节,同时保留人的判断力和实时决策能力,能够打造更具韧性的运营模式。

  • 将人的灵活性与机器的效率结合起来,帮助企业提升了增长和生产力。

  • 随着设施的互联程度和技术密集度不断提高,其能源和资源需求也随之增长,因此从设计上提高实体设施的效率至关重要。

多年来,先进制造业的主流愿景一直是完全自动化的“熄灯工厂”。这个想法颇具吸引力;如果大规模制造单一且稳定的产品,这种模式可能确实行得通。

但在实践中,大多数先进制造业并非如此。现代工厂的生产周期正在加快,新设计往往会在为旧设计配置的自动化设备收回成本之前取而代之。

在新品频繁推出的环境中,如果工厂每两年就必须停产,全面重新部署自动化设备,那就谈不上韧性。

爱立信在得克萨斯州刘易斯维尔建设美国5G智能工厂时,我们最初的目标倾向于实现全面自动化。然而,随着工厂逐步成熟,我们发现,制造5G技术需要灵活性、判断力,以及工程与运营团队之间的密切协作。

如今,我们只在最能创造价值的环节采用自动化,让员工专注于需要解决问题、质量保证和实时决策的工作。

找到这种平衡,是我们从刘易斯维尔工厂学到的最重要经验,任何先进制造企业都可以借鉴。最具韧性的制造商不会在人力和自动化之间二选一,而是将稳定、重复的工作自动化,并围绕人的优势设计运营的其他部分。

自动化如何发挥作用

自2020年3月投产以来,我们的生产线一直连续运行。通过平衡人的灵活性与机器的效率,我们将员工规模扩大到原来的三倍,产量则提高到原来的八倍。如今,我们这座占地30万平方英尺的工厂雇用了565名以上员工。

作为美国首家大规模生产5G无线网络技术的制造商,我们为美国主要通信服务提供商生产大规模MIMO和RAN计算设备等产品。

我们在美国为美国市场制造产品,从而缩短交付时间、降低供应链复杂性,并加快产品上市速度。

我们的团队与自主移动机器人并肩工作,这些机器人负责在生产过程中搬运物料。我们还从互联传感器、生产设备和工厂系统中采集数据。

未来工厂内部
未来工厂内部
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为支持高效扩大产量,我们利用人工智能(AI)缩短“获得洞察所需的时间”。我们正在构建数据模型和聊天界面,让员工能够使用与在工厂现场相同的语言查询系统。

我们的专用5G网络是这套体系的支柱。在生产车间,只需两台爱立信5G Radio Dot——这种设备是支持4G和5G连接的高性能节点——就能提供相当于28个Wi-Fi接入点的覆盖范围;与Wi-Fi相比,5G也更安全,并能提供有保障的服务。

例如,我们的自主移动机器人必须在不断变化的工厂车间内导航,因此工程团队专门设计了解决方案,将它们连接到我们的专用5G网络。凭借低时延和高带宽,机器人能够实时相互共享激光雷达读数。

如果一台机器人遇到障碍物,它就会通知其余机器人,以便它们寻找替代路线。从Wi-Fi切换到5G后,我们的机器人完成物料搬运任务的速度提高了10%至15%。

人能够作出判断

现代制造业工作环境整洁、互联程度高,也注重协作。

自动化承担重复性和体力要求高的任务后,现场员工便能专注于需要判断力的工作。这种做法为以往不存在的新技术岗位和职业发展路径创造了空间,也有助于建设先进制造业持续发展所需的高技能、强韧性劳动力队伍。

在频繁工业化进程影响下的环境中,这也意味着技能必须持续发展。每次推出新产品,都是培养操作人员和工程师的机会,也能推动团队超越单纯执行,在原型制作开始之前就投入协作和实时解决问题。我们在此提升能力,在共同学习中彼此切磋。

参观者走访我们的工厂时,常会问:“这些人都是工程师吗?”答案是,许多人是在这里培养出这些技术能力的。我们从零售、汽车维修、医疗保健、军队以及许多其他行业背景中招聘人员,并在四到六周内培训他们,使其能够在高科技生产线上安全作业。我们的13人培训团队已培养出200多名毕业学员,人数还在不断增加。

爱立信位于得克萨斯州刘易斯维尔的美国5G智能工厂Image: 爱立信

将可持续性融入设计,效率更高

大规模部署机器人、传感器、连接技术和人工智能等先进技术,会增加能源和资源需求。这意味着,设施的互联程度越高,从设计之初就确保实体基础设施高效运行越重要。

必须将可持续性视为负责任运营和控制成本的先决条件。

例如,我们的工厂使用100%可再生电力,现场太阳能电池板供应约17%的用电量。一套容量为40,000加仑的雨水收集系统负责收集并过滤雨水,以供室内使用,使用水量减少了75%。

总体而言,这座建筑的设计能效比同类建筑高24%;其互联能源监测系统通过精准追踪和控制,预计可使能源成本降低5%。

凭借对可持续设计和运营的承诺,我们的厂区获得了LEED金级认证,并获世界经济论坛授予“可持续发展灯塔”称号。

智能工厂可供其他企业借鉴

我们从美国5G智能工厂学到,先进制造需要统筹决策。在能够提升安全性、质量、速度或韧性的环节,应当采用自动化。同时,员工发展必须纳入运营,可持续性也必须从一开始就融入其中。

对制造商、政策制定者和投资者而言,核心观点很简单:技术与人力并非取舍关系。未来工厂将实现互联、适应性强且可持续发展,并由懂得运用技术解决实际问题的人推动运行。

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