BCG波士頓咨詢公司發(fā)布了關(guān)于未來工廠的最新研究報告《2016年未來工廠研究》，通過研究汽車供應(yīng)商和整車廠來探究未來幾十年的工廠，在利用創(chuàng)新提高生產(chǎn)效率方面，這兩類企業(yè)一直走在前列。報告的目的是描繪2030年未來工廠的藍圖，并對其價值進行評估和制定實施路線。
未來工廠的要素
作為一種未來設(shè)想，未來工廠是是指制造商應(yīng)通過改進工廠結(jié)構(gòu)、工廠數(shù)字化和工廠流程，來提高生產(chǎn)效率。通過未來工廠結(jié)構(gòu)、數(shù)字化、流程來說明未來工廠是由哪些要素構(gòu)成。
未來工廠的結(jié)構(gòu)
未來工廠結(jié)構(gòu)的布局更加靈活、方向更多，擁有模塊化生產(chǎn)線裝置和可持續(xù)的生產(chǎn)流程。其結(jié)構(gòu)主要包括多方向式布局、模塊化生產(chǎn)線裝置和可持續(xù)生產(chǎn)。調(diào)查中，無論是現(xiàn)在還是未來，受訪者都認為工廠結(jié)構(gòu)在遠水救不了近火工廠中發(fā)揮重要作用。
多方向式布局。未來工廠將會采用多方向式布局，將產(chǎn)品放在無人駕駛運輸系統(tǒng)上，通過與生產(chǎn)機器相聯(lián)系來單獨指導(dǎo)生產(chǎn)。德國奧迪R8的工廠里就沒有固定的傳送帶，。與此相反，按照地面激光掃描儀和RFID技術(shù)，無人駕駛運輸系統(tǒng)會在裝配流程中移動車體，達到快速改變裝配布局的目的。
模塊化生產(chǎn)線裝置。未來的工廠結(jié)構(gòu)擁有可更換的生產(chǎn)線模塊和生產(chǎn)機械，可輕松進行重新配置。目前，豐田正在墨西哥和中國的工廠裝配“簡單利落”的生產(chǎn)流水線。這家汽車制造商將會使用模塊化的傳送帶（建在工廠地面而不是坑井中）給工人提供更大的靈活性，他們可以靈活地改變生產(chǎn)線的長度和移動線端設(shè)備。
可持續(xù)生產(chǎn)。未來工廠的目的是實現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)生產(chǎn)，其中包括有效利用能源和材料。偉巴斯特已為羅馬尼亞阿拉德的工廠配備了LED照明和夜間自動冷卻系統(tǒng)，從而大大降低了能源消耗。
未來工廠的數(shù)字化
制造商對數(shù)字技術(shù)的使用越來越廣泛。越來越多的公司都嘗試引入更智能的自動化生產(chǎn)，以此來提高生產(chǎn)效率。
智能機器人的安裝。機器人可以執(zhí)行工人無法執(zhí)行的復(fù)雜任務(wù)，能夠快速地從生產(chǎn)線收集信息，按其特性自動調(diào)整它們的動作。
使用協(xié)作機器人。機器人可以與工人展開協(xié)作。在德國的大眾汽車工廠中，協(xié)作機器人完成了工廠無法擰緊的螺絲。
實行增材制造。制造商已開始使用3D打印技術(shù)制作工具和組件。勞斯萊斯幻影這款車使用3D打印技術(shù)制作的部件超過1萬個。
使用增強現(xiàn)實技術(shù)。增強現(xiàn)實技術(shù)（例如佩戴智能眼鏡）能使員工獲得視野范圍的信息。這種協(xié)作技術(shù)在裝配、維護和物流等方面特別有用。德國的大眾汽車的工廠就已經(jīng)配置了3D智能眼鏡，進行訂單揀選。
應(yīng)用生產(chǎn)模擬技術(shù)。使用實時3D生產(chǎn)模擬技術(shù)，制造商可以優(yōu)化生產(chǎn)流程和物料流。
進行實境培訓。3D模擬培訓有助于員工在現(xiàn)實化環(huán)境中學習，奔馳通過車輛和裝配組件的數(shù)字模型開發(fā)出虛擬裝配生產(chǎn)線。員工在虛擬環(huán)境中使用虛擬角色，分析完成裝配任務(wù)的最佳方法。
進行去中心化生產(chǎn)指導(dǎo)。很多公司已開始使用先進技術(shù)在工件、機器和員工之間進行通信，從而創(chuàng)造出自主生產(chǎn)流程。博世嘗試開發(fā)能夠檢測工具位置的程序，根據(jù)工具的位置以及其收到的有關(guān)工件確切位置的信息，這種工具將會自動加載相應(yīng)程序，執(zhí)行特定操作。
進行大數(shù)據(jù)分析。制造商正在使用應(yīng)用程序來自動分析大量的數(shù)據(jù)。在位于德國下圖爾克海姆的工廠，奔馳已在使用預(yù)測分析來檢測600多項質(zhì)量影響參數(shù)，生產(chǎn)完美的氣缸蓋。
工廠流程
通過使用新的數(shù)字技術(shù)，制造商已將精益管理提升到了新的高度。在精益管理中，數(shù)字技術(shù)能夠提升的兩個關(guān)鍵要素是以客戶為中心和持續(xù)改進。
以客戶為中心。制造商對客戶需求有了更深的了解，比如通過大數(shù)據(jù)分析，他們能夠獲得客戶的產(chǎn)品應(yīng)用反饋。反之，公司也可使用這些客戶反饋來改善產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)流程。很多公司還希望能夠利用新技術(shù)，了解客戶在汽車生產(chǎn)方面的意見。
持續(xù)改進。制造商正在使用各種新技術(shù)來提升作業(yè)價值，不斷改進生產(chǎn)流程。博世使用的軟件能夠分析燃料噴射器的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)，該軟件會監(jiān)測流程執(zhí)行率并識別作業(yè)趨勢。它能將偏差信息自動傳遞給操作員，由他們加以糾正。
全方位一體化價值鏈
在未來工廠中，由供應(yīng)商、部件制造、沖壓車間、車身車間、涂裝車間、最終組裝及客戶組成的價值鏈，將實現(xiàn)全方位一體化，打破傳統(tǒng)界線。在整個價值鏈中，IT系統(tǒng)與各種必要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)全方位一體化，將對生產(chǎn)制造產(chǎn)生促進作用。在一個公司里，這種一體化可以加強研發(fā)部門、生產(chǎn)部門、銷售部門等其他職能部門之間的聯(lián)系。
對于這種一體化價值鏈中的每一個工廠車間，汽車行業(yè)調(diào)查對象均針對其認為的在工廠結(jié)構(gòu)、工廠數(shù)字化、工廠工藝方面最重要的要素給出了自己的看法。
部件制造
部件制造將具有更大的靈活性、更好的工作條件，并從中受益。例如80%的汽車行業(yè)調(diào)查對象提到了去中心化生產(chǎn)指導(dǎo)的相關(guān)性，尤其提到了2030年未來工廠機器參數(shù)的自動調(diào)整。
幾乎所有調(diào)查對象均指出了機器與產(chǎn)品之間通訊時的靈活性提升問題。生產(chǎn)凸輪軸時，蒂森克虜伯公司為每一凸輪軸分配了一個數(shù)據(jù)矩陣代碼，代碼中包含產(chǎn)品數(shù)據(jù)。產(chǎn)品機器對每一凸輪軸代碼進行掃描，并在執(zhí)行制造任務(wù)前，對其參數(shù)進行相應(yīng)的調(diào)整。
此外，超過70%的調(diào)查對象表示，到2030年時，增材制造（一般稱為“3D打印”）將與部件制造相關(guān)。其中，提到的增材制造的用途不僅有打印原型，而且還有打印各種工具和零部件。
沖壓車間
沖壓車間的設(shè)備效率將大大提高。93%的汽車行業(yè)調(diào)查對象提到了2030年預(yù)見性維護的相關(guān)性。實際上，大部分調(diào)查對象已經(jīng)實施了其第一次預(yù)見性維護，或者正在計劃在未來兩年內(nèi)實施。
德國舒勒集團研制出了一款機器人，不僅可以沿著沖壓線移動零部件，還可以對各種部件的情況進行監(jiān)測并提前發(fā)送給工人的更換零件的信號測。斯柯達汽車公司將安裝能耗比傳統(tǒng)系統(tǒng)低15%的沖壓線，對沖壓期間釋放的能量進行回收。
車身車間
各汽車公司正在采用新技術(shù)來提高車身車間的靈活性。超過80%的汽車行業(yè)調(diào)查對象表示，到2030年，智能機器人及生產(chǎn)模擬將與車身車間密切相關(guān)。汽車制造商已經(jīng)在利用可以與車身進行通訊并根據(jù)接收到的信號相應(yīng)地調(diào)整自身行為的機器人，工業(yè)機器人維修，同時模擬還可協(xié)助車間布局的規(guī)劃與配置。
庫卡和微軟兩家公司針對生產(chǎn)Jeep牧馬人的車身車間開發(fā)出了一款智能系統(tǒng)，不僅可以連接所有機器人，而且還可以對機器人的磨損情況進行監(jiān)測。麥格納實施了西門子開發(fā)的一款模擬程序，該程序可促進數(shù)字化規(guī)劃，同時還可復(fù)制車間操作流程，例如高達6個機器人的互動化協(xié)作。
涂裝車間