本篇文章是由e-works數字化企業網和中國人工智能學會智能制造專業委員會聯合主辦的“2019第六屆日本智能工廠考察”的觀察文章。經過騰訊家居編輯，供行業人士參考。

　　在為期8天的考察期間內，考察團先后走訪了日本的紫外油墨和涂料制造商T&K TOKA、日本株式會社沙迪克(Sodick)、工程機械制造企業小松建機中心、日本的半導體制造商東芝、牧野厚木工廠和富士勝山工廠、雅馬哈船外機工廠、豐田產業技術紀念館、松下神視(Sunx)竜野工廠以及三菱電機福山制作所。通過現場參觀、實際操作、技術講座、問答和內部研討等方式，深入探討研究了日本制造企業如何建設智能工廠實現高效生產的實踐。

　　注重人機結合，實行柔性生產

　　日本制造企業在推進智能工廠建設時，多采用人機結合的模式，注重經濟效益和投入產出比。針對大批量生產的產品，會采用自動化產線。但針對多品種、小批量生產的產品，會充分考慮產線、設備和工藝的柔性化需求，從而滿足產品的裝配需求、混線生產的排產需求，適應不同工藝流程及工藝參數的變化等。在提升工廠智能化水平的同時，日本企業并不盲目地追求“機器換人”，而是充分發揮人的作用，通過人機協作、人機共融的方式來讓員工能夠從繁重的勞作中解脫出來，愉快的開展各項工作。

　　例如，雅馬哈公司的船外機就是典型的多品種、小批量產品，且產品結構復雜，裝配過程難度極大。為此，工廠的組裝線采用了零件自動配給系統，通過導軌將發動機整機裝配零部件通過導軌隨著每個加工環節有序供給，生產線還配備了數字揀貨系統，既保證了加工效率，也防止了零件的漏裝、錯裝，這套系統也幫助組裝線針對不同型號產品的換線節拍縮短至2-3分鐘。

　　作為日本的紫外油墨和涂料制造商，T&K TOKA的標準產品大約有10萬種，特別訂購產品大約有5萬種。面對如此巨大的產品種類，T&K TOKA通過引入Asprova生產排程軟件實現了高效排產，從容應對插單頻發、生產計劃臨時變等問題。

　　在三菱電機株式會社福山制作所，其W75、W90和W105系列斷路器根據不同的產品批次分為人工組裝和全自動組裝兩種模式，整個裝配過程廣泛應用了六軸和SCARA機器人、機器視覺等技術。另外，在很多人工組裝工位都架設了各種助力設備，減輕了工人的勞動強度，使工人能夠更輕松、安全地完成產品裝配。

　　保持匠人匠心，將細節發揮到

　　日本自從1889年就已經開始生產制造機床，如今的日本依然屬于世界的機床工業強國，在全球高端機床市場領域，日本和德國幾乎處于壟斷地位，對于我國制造業而言有很多值得學習借鑒的地方。本次考察的重要一站就是參觀牧野機床厚木工廠和富士勝山工廠的機床生產過程。

　　在牧野機床厚木工廠，那種對質量精益求精和追求細節的工匠精神令考察團印象深刻。在厚木工廠，其主軸裝配是那些經過專業認證的操作工人來精確調整關鍵零部件的同心度，并進行動平衡檢測以確保關鍵零件精度。而對于導軌面，牧野機床既通過自動化設備來完成刮研工藝過程，同時還保留了由工匠進行手工刮研的工藝，確保機床的精度要求達到亞微米級別。正是這種對品質精益求精的態度，使牧野機床的產品成為模具行業的標配。

　　李培根院士在考察牧野機床厚木工廠和富士勝山工廠后，用“質量”和“共生”兩個詞分享了考察心得。他強調，企業不能僅靠檢查來保證產品質量而是要關注每道工序的加工質量，并且在研發設計階段就需要充分考慮質量的細節問題。在李培根院士看來，質量不僅僅指產品本身的質量，一家企業的質量還應包含對客戶服務的質量。比如牧業機床就非常用心地去滿足航空航天、汽車等不同行業的客戶需求。

　　對于企業“共生”關系，李培根院士從先進技術與工匠精神、企業與客戶、企業與員工三個方面進行了闡述。首先，企業應用先進技術的同時，始終不要忘記匠心。例如牧野機床采用了多種自動化技術如柔性制造系統FMS、工業機器人、AGV等，但并沒有丟掉工匠精神，仍然保持初心，在軌道研磨工序，仍通過工人手工達到更高的精度。此次考察不少其它日本企業也都堅持在層出不窮的新技術中，讓匠心深行。其次，在服務客戶的時候企業要進行換位思考，替客戶著想。例如牧野機床在產品設計時就充分考慮客戶的需求。，對于員工企業需要通過文化傳承、培訓學習等方式打造和諧的企業生態關系，讓員工適應數字化浪潮下新的工作環境，提升員工的責任心和使命感，保持企業的可持續發展。

　　堅持創新驅動，強調新技術落地

　　創新是企業發展原始，也是的推動力。在考察中我們發現許多日本企業創建之始能成功至今，甚至成長為百年企業，很大一部分取決于自身的創新能力。例如以“制造世界上沒有的東西”為愿景的沙迪克，不僅在創立之初便研發了世界首臺NC放電加工機，近年來更研發出兼顧高精度和高速加工的納米加工機、電子束PIKA面加工裝置EBM等(可以在瞬間實現金屬表面的拋光)。在增材制造領域，沙迪克推出的OPM系列3D金屬打印機可以實現復合加工，進行增材制造和銑削，大大提高了成型精度。

　　作為全球第二大工程機械制造企業，小松集團提出了Smart Construction，即智能施工解決方案。通過使用無人機對工地進行勘測，將數據傳送至云端，生成三維的地理信息模型。通過與工程的地基模型進行比對，小松可以自動計算出需要挖掘的土方量以及所需要的工程機械，并生成項目計劃，提升了整個施工過程的效率。

　　在牧野機床厚木工廠，考察團參觀了其自主研發的搭載了協作機械手的AGV iAssist。這臺AGV采用了傳感器技術、機器視覺技術、機器學習技術、測量技術以及激光導航技術，定位精度達到了0.1mm。iAssist實現了刀具的自動抓取，運送刀具時會主動避讓障礙物，自主規劃行走路線。

　　在東芝集團總部，考察團聆聽了東芝集團數字解決方案公司對物聯網、人工智能、增強現實和數字孿生等技術的創新和應用案例。作為一家擁有144年歷史的企業，東芝近年來通過數字化轉型與技術創新，在工業物聯網、提升設備OEE、點檢自動化、運用AI進行不良解析等方面進行了深入實踐。

　　堅持以人為本，注重人才培養

　　中國有著世界上的人口基數，但國內企業的創新能力并不強，歸根結底是人才的不足，而企業則是人才培養的搖籃。在考察中我們發現，日本企業非常注重以人為本，有著清晰的人才培養路線。

　　例如在雅馬哈船外機工廠，為每位工人定制了5級人才培養計劃，促進他們從單線到多線終掌握全工序的技能成長，致力于讓每一位員工都成為多面手。此外，雅馬哈還以人為本，為每個工位制定了“心情管理”計劃，讓每位員工都能夠愉快的工作。

　　在考察完雅馬哈船外機工廠之后，李培根院士點評，企業對內要注重員工的培養，提升員工能力的同時讓員工有隨同企業成長的認同與參與感，例如雅馬哈從單一到復合型的人才培養計劃。對外需要提升客戶體驗與滿意度，如雅馬哈提出的“感動創造企業”理念，雅馬哈觀察漁民對于船外機的使用，通過技術創新感動用戶，讓雅馬哈產品使用者對生活工作有了更美好的向往。李培根院士強調中國企業家必須注重以人為本，思考如何通過自身產品讓用戶和員工找到“存在感”。李院士的點評讓考察團員獲益匪淺。

　　推進能源管理，踐行綠色環保

　　日本企業非常重視能源管理與綠色制造。本次參觀的松下神視(Sunx)竜野工廠和三菱電機福山制作所都從不同維度體現了他們的節能環保實踐。松下神視竜野工廠通過各種傳感器的應用，實現了工廠能源的可視化管控，可以對全廠能耗進行統一管理和監控，包括每一臺設備、每一個工位，每的能耗情況，并能通過對一段時間的能耗大數據分析，對高能耗點的設備進行診斷與排查，尋找生產環節中的節能潛力，實現產線能耗優化。

　　三菱電機福山制作所從1997年便開始節能實踐，在節能環保方面取得了突出成績，其2015年的電量相較于1997年削減了1500kw,節約超過1億日元。同時，福山制作所還將全體員工節能改善活動獲得的技術訣竅應用到節能設備的研發上，推動其節能產品的發展。

　　李培根院士在參觀三菱電機福山制作所后指出，企業管理者需要具備“系統”的觀念和意識。他表示以往企業生產產品時只關注基本功能，當把產品放到更大的系統中時，產品功能需求就會賦予新的意義。例如三菱的綠色節能解決方案，細致地考慮到了大系統中的每個因素，將能耗等數據進行采集并分析，從而實現了系統優化目的。除了考慮系統本身外，李培根院士強調企業還需要注重系統與系統之間的聯系。他認為企業需要通過各種手段將設備盡可能的連接起來，通過收集企業運營的所有數據信息，從而分析挖掘系統整體的聯系，通過數據來驅動企業。

　　注重文化傳承，勇于承擔社會責任

　　企業文化是凝聚和激勵員工的重要力量，也是每個企業長盛不衰的動力和源泉。對于企業文化的傳承，不僅能夠提升企業凝聚力和員工自豪感，更加擁有積極的社會效應。本次考察團通過參觀東芝科學館和豐田產業紀念館，領略了兩大巨頭波瀾壯闊的發展歷程，感受到日本企業對于文化的傳承態度和促進知識傳播的責任心。

　　在日本川崎市的東芝科學館，講解員以東芝創始人田中久重先生制作的機器人偶和藤岡市助先生發明的白熾燈泡為起點，向考察團展示了東芝從1875年發展至今的各項技術成果，包括早的感應電動機、X射線管、雙線圈燈泡以及日本早的電飯煲、洗衣機、電視機等家電產品。此外，考察團還參觀了東芝研發的重粒子癌癥治療儀、獨立型氫能源供給系統、地鐵檢票系統等高新技術產品，觀摩了別開生面的超導技術應用實驗，讓考察團員大開眼界、流連忘返。

　　豐田產業紀念館則宛如一部紡織與汽車發展史，紀念館不僅展出了日本紡織工業的進化歷程，包括紡紗機和織布機技術的基本原理以及紡織機械的演變。展館也有相當完整的豐田經典車款收藏，并陳列了許多汽車生產所需的大型加工器具。考察團通過近距離觀察這些機械的運作，進一步了解了紡織與汽車生產的過程。