數(shù)字化技術(shù)的投入，就像向池子里扔進(jìn)去的石頭，它形成的漣漪是逐漸蔓延開來的。工業(yè)的場景復(fù)雜多樣，這決定了企業(yè)在進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型時(shí)無法一蹴而就。而智能制造需要將制造技術(shù)與ICT融在一起，很多時(shí)候還會跟組織的變革綁定在一起，它注定是一個(gè)漸進(jìn)的過程。每個(gè)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，大方向都在通向羅馬，但選擇的路口則是各不相同。

智能制造往往需要從“找醫(yī)生”開始，找到自己的起點(diǎn)。只有“望聞問切”之后，確定當(dāng)前工廠的自動(dòng)化、信息化水平和管理組織特點(diǎn)，才能各自找到自己的切口。

作為中國領(lǐng)先的糖果生產(chǎn)和出口企業(yè)蘊(yùn)之寶，最初也并不清楚“智慧化糖果工廠”應(yīng)該是什么模樣。在借助于咨詢顧問前期的摸底，對流程、生產(chǎn)運(yùn)營、信息可視化等多維度梳理之后，智能制造的藍(lán)圖才顯現(xiàn)出輪廓。原有生產(chǎn)方式存在的產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)、工藝數(shù)據(jù)管理不透明等問題得以顯現(xiàn)。

要找出這些問題背后的根源并非難事。然而，心中要有一個(gè)全景的作戰(zhàn)地圖，才能確定出首先需要下手改造的地方。這些問題的背后，是很多企業(yè)習(xí)以為常的場景。人工投料的精準(zhǔn)度不能保證，從而引起質(zhì)量的波動(dòng)；工人交接班記錄以紙質(zhì)為主，不同班次之間的單據(jù)傳接亦非常零碎，所有的一切讓管理者腦海中無法形成一張完整的圖像。

對癥下藥，經(jīng)過改造后的蘊(yùn)之寶采用了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，對產(chǎn)量、物料消耗、質(zhì)量信息和設(shè)備運(yùn)行信息，以及能耗全部進(jìn)行了數(shù)字化的聯(lián)通。整個(gè)工廠變得透明和智慧。以前生產(chǎn)各環(huán)節(jié)如一個(gè)一個(gè)“黑箱般”的操作，如今成為屏幕上五顏六色的圖表體系，決策變得容易起來。

智能制造并不應(yīng)完全由技術(shù)所推動(dòng)，它對企業(yè)現(xiàn)有的管理方法和組織架構(gòu)也形成了巨大挑戰(zhàn)。面對工業(yè)生產(chǎn)的復(fù)雜性和多樣性，合理的辦法是“先醫(yī)后藥+小步快跑”。

在全球著名的手機(jī)玻璃制造商道康寧的一家最大的硅氧烷工廠中，工廠的DCS控制系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行了幾十年。雖然并未發(fā)生大的問題，但升級到數(shù)字化平臺卻是勢在必行。然而，數(shù)字化轉(zhuǎn)型并不是“推倒?fàn)t灶重來”——這會使得工廠生產(chǎn)的速度放緩。在實(shí)際解決方案中，可以通過分階段切換的方法，只通過增加布置全新機(jī)柜和控制器，進(jìn)行旁路控制，然后加以切換。與此同時(shí)，保留現(xiàn)場布線等基礎(chǔ)設(shè)施。這種對 “Brownfield”（已建工廠）的改造，就像是一臺精心設(shè)計(jì)的手術(shù)，它的前期是進(jìn)行精確的診斷。

精益作為是一種戰(zhàn)術(shù)方法的集合，是智能制造的基礎(chǔ)。就本質(zhì)而言，是強(qiáng)調(diào)消除非增值活動(dòng)所造成的浪費(fèi)，同時(shí)以最低的成本和更高的效率交付高質(zhì)量的產(chǎn)品。一個(gè)組織的競爭力和盈利能力，如果使用精益制造工具進(jìn)行管理，可以有效地提高生產(chǎn)效率。

為了保持競爭力，面對當(dāng)今前所未有的全球競爭形式，企業(yè)必須設(shè)計(jì)和提供更好的產(chǎn)品和服務(wù)，并改善其制造業(yè)務(wù)。精益制造已被用于提高運(yùn)營績效。運(yùn)營管理關(guān)注的是盡可能有效地將材料和勞動(dòng)力轉(zhuǎn)化為商品和服務(wù)，以使組織的利潤最大化。它是為了創(chuàng)建優(yōu)化的版本，在不影響提供的服務(wù)或創(chuàng)建的產(chǎn)品的情況下，最大限度地利用資源。

可以說，精益制造代表了當(dāng)今運(yùn)營管理的最佳實(shí)踐。一般而言，企業(yè)進(jìn)行精益制造并不會對環(huán)境的影響進(jìn)行預(yù)判，但這不影響其能夠產(chǎn)生足夠的環(huán)境效益。由于資源浪費(fèi)和環(huán)境污染并不是精益的主要焦點(diǎn)，這些指標(biāo)也不會在精益方案中突出展示。

隨著可持續(xù)發(fā)展理念深入人心，先行的企業(yè)已經(jīng)開始引入“綠色制造”，即在制造領(lǐng)域內(nèi)更新生產(chǎn)流程和建立無害環(huán)境的業(yè)務(wù)。從本質(zhì)上講，這是制造業(yè)的“綠色化”，即減少使用自然資源，回收和再利用材料，并在生產(chǎn)過程中減少排放。綠色制造拓展了精益的邊界。

綠色制造更多的是針對流程不同階段的一系列方法。它強(qiáng)調(diào)與產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性的總體要求相一致的環(huán)境目標(biāo)的合法性。而為了實(shí)現(xiàn)更高水平的環(huán)境績效，組織必須首先采用精益哲學(xué)的原則和實(shí)踐。

綠色運(yùn)營管理（GOM）正試圖使用精益運(yùn)營的工具和概念，將綠色指標(biāo)添加到公司用于評估業(yè)務(wù)流程的卓越度量中。綠色運(yùn)營圍不斷擴(kuò)大，正朝著將環(huán)境改善納入結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營決策的所有領(lǐng)域的方向發(fā)展。這也意味著，智能制造同時(shí)需要納入更廣泛的各種可量化的綠色戰(zhàn)略。如工廠內(nèi)部的綠色策略，包括照明、暖通空調(diào)（HVAC）或加壓空氣消耗，并在決策過程中確定涉及固定成本的方法。

綠色智能制造的要素。

來源/基于美國UCK大學(xué)ISM學(xué)院

一個(gè)良好的工廠，需要秉承 “零填埋”、“零排放”、“零污染”、“零事故”的可持續(xù)理念，實(shí)現(xiàn)廠房集約化、原料無害化、生產(chǎn)潔凈化、廢物資源化、能源低碳化等目標(biāo)。這是一個(gè)“智能制造與能源升級”的雙轉(zhuǎn)型過程。這也是綠色智能制造的本意。這種 “零垃圾填埋” 實(shí)現(xiàn)，不僅僅具有技術(shù)可行性，而且也有經(jīng)濟(jì)性。法國施耐德電氣已經(jīng)承諾到2030年，在其200個(gè)生產(chǎn)基地回收100%的工業(yè)廢料，而目前也有178個(gè)實(shí)現(xiàn)零廢物填埋，也包括位于中國的22家工廠。然而，這種環(huán)境效益也不應(yīng)該成為一個(gè)企業(yè)的負(fù)擔(dān)。循環(huán)經(jīng)濟(jì)的收益，也同樣成為企業(yè)家關(guān)注的熱點(diǎn)。通過將循環(huán)經(jīng)濟(jì)的模式引入到綠色智能制造體系中來，預(yù)計(jì)還可以帶來12%的循環(huán)收入和持續(xù)增長。

從傳統(tǒng)制造到綠色智能制造

來源：基于美國UCK大學(xué)ISM學(xué)院

整體而言，精益制造和綠色制造之間的主要相似之處是在減少浪費(fèi)方面。綠色制造是一種最大限度減少浪費(fèi)和污染的制造方法。精益制造是以系統(tǒng)和持續(xù)的方法消除系統(tǒng)中的浪費(fèi)為目的的系統(tǒng)。減少制造過程中的環(huán)境影響和資源消耗是綠色制造中的重要問題之一。從某種意義而言，精益制造也可以看成是綠色工程的一個(gè)環(huán)節(jié)。這兩個(gè)戰(zhàn)略（精益和綠色）可以整合并在一種稱為綠色運(yùn)營（GO）的管理中，再加上各種數(shù)字化技術(shù)，推動(dòng)綠色智能制造的發(fā)展，從而不僅減少浪費(fèi)和污染，而且大幅度提高組織的生產(chǎn)率和利潤。

智能制造實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是數(shù)字技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)，同時(shí)也離不開可靠安全、互聯(lián)互通的能源供給。隨著智能制造實(shí)現(xiàn)的質(zhì)量提升、能效降低，成本節(jié)約也會推動(dòng)著企業(yè)、乃至全人類的可持續(xù)發(fā)展。據(jù)國際能源署（IEA）數(shù)據(jù)，到2040年電能將占最終能源消費(fèi)增量的40%。一個(gè)更加高效、分散化、數(shù)字化的電氣化時(shí)代正在悄然到來，包括能耗管理在內(nèi)的綠色制造，成為智能制造的一個(gè)重要的同行者。換言之，能效變革與智能制造是企業(yè)數(shù)字化的硬幣兩面，互相依存。

顯然，工廠需要一種雙目望遠(yuǎn)鏡。除了智能制造所強(qiáng)調(diào)的智能之外，綠色智能制造還涉及到人的安全、環(huán)境友好、廢物管理等。其中，能源消耗則是一個(gè)重要的支點(diǎn)。施耐德電氣面向企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提出的“四維融合”模型中，第一個(gè)就是“能源與自動(dòng)化的融合”，就是從能源視角，再度審視企業(yè)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。而要實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，必須在能源的使用過程中進(jìn)行。例如實(shí)時(shí)排查，關(guān)掉工廠里不需要運(yùn)行的機(jī)器，這就需要流程系統(tǒng)與能源系統(tǒng)之間緊密互動(dòng)。乳業(yè)集團(tuán)伊利的數(shù)字工廠，通過互聯(lián)互通設(shè)備，實(shí)現(xiàn)能源與自動(dòng)化的融合。這需要一種神經(jīng)末梢級的擴(kuò)散，從而讓每一個(gè)控制部件都可以即時(shí)響應(yīng)雙重的控制。該工廠也最終在取得效率提升19%的同時(shí)，能源成本還降低5%。換算成節(jié)約的碳排放量，相當(dāng)于多增加40畝地的闊葉林。

一個(gè)典型的能效管理，需要在能效顧問綜合視角下，考慮電氣資產(chǎn)管理、能源效率管理、設(shè)備健康管理、運(yùn)行維護(hù)一體化以及智能配電方案等，從而提升傳統(tǒng)能源的高效利用。

能效管理的視角

在這個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域下，能效顧問應(yīng)用是一個(gè)核心。它需要對智能配電解決方案、運(yùn)維、云計(jì)算都要有很寬廣的管理視角，從而將能源漏洞一一填補(bǔ)。工業(yè)壓縮機(jī)的能耗一直是工業(yè)運(yùn)行的大黑洞，這里占據(jù)了整個(gè)生產(chǎn)流程總能能耗的11%。英格索蘭的離心壓縮機(jī)，正在逐步采用統(tǒng)一的軟件平臺和靈活的人機(jī)接面，對每臺壓縮機(jī)進(jìn)行有效的監(jiān)控，實(shí)時(shí)跟蹤機(jī)器運(yùn)行，并在必要時(shí)啟動(dòng)預(yù)測性維護(hù)策略，從而大幅度降低能耗。

全球最大的建材制造商中國建材集團(tuán)下屬的祁連山水泥，就將能耗管理與水泥生產(chǎn)形成無縫接口，完善了企業(yè)能源數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和完備性，動(dòng)態(tài)調(diào)整電力分配，僅2019年便節(jié)約電費(fèi)400多萬元。

還有一個(gè)很重要的節(jié)點(diǎn)，經(jīng)常被忽略掉，那就是建筑的節(jié)能。建筑，本身往往被排除在智能制造之外，然而對于一個(gè)工廠的綜合效益而言，它的能耗水平卻是不可忽略的。太古地產(chǎn)集團(tuán)利用云能效顧問作為集團(tuán)數(shù)字化能效管理轉(zhuǎn)型的重要工具，建立實(shí)時(shí)監(jiān)控的綜合管理平臺以獲取各類能效優(yōu)化解決方案，為業(yè)主實(shí)現(xiàn)10%的電能消耗節(jié)約。

很顯然，如果可以精確定位暖通系統(tǒng)（HVAC）和照明性能，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況來自動(dòng)調(diào)整最適合人群的體感舒適度，這個(gè)過程中的能源節(jié)約將同樣令人愉快。作為綠色制造的一部分，能源管理數(shù)字化的建筑，完全可以每五分鐘就自動(dòng)提交一份檢查報(bào)告，而不是以前的每個(gè)月檢查一次，從而對浪費(fèi)程度、財(cái)務(wù)機(jī)會和舒適度，進(jìn)行一個(gè)綜合性的評判。這是一個(gè)典型能源管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。綠色和智能貫穿其中，從而使得整個(gè)工廠制造的效益得到很大的優(yōu)化。

奇妙的是，盡管富有社會責(zé)任心的環(huán)保熱心人可以將其稱之為“減少碳足跡”的一部分，但其實(shí)它的切入點(diǎn)也可以很簡單：那就是圍繞著“人的舒適度”而來。沒有不足，也沒有過量。這是一個(gè)“綠色與智能”雙管齊下勇謀精進(jìn)的典型。

令人尊敬的公司，會將綠色制造轉(zhuǎn)化為競爭力。美國越來越多的制造商正在考慮回岸制造，避免過度依賴離岸制造。而再工業(yè)化的進(jìn)程中，綠色智能制造就是一種競爭優(yōu)勢的重要理念。

在美國，綠色制造業(yè)也已成為創(chuàng)造長期就業(yè)機(jī)會的工具。美國《質(zhì)量雜志》曾經(jīng)有文章指出，綠色制造業(yè)占所有清潔能源工作的26%。而且由于他們的專業(yè)技能基礎(chǔ)，清潔經(jīng)濟(jì)工人的工資比美國經(jīng)濟(jì)的其他工人高出13%。

事實(shí)上，在制造和供應(yīng)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，從智能工廠到綠色卡車交付供應(yīng)鏈，這種可持續(xù)發(fā)展趨勢正變得越來越重要。綠色制造與智能制造，需要成為企業(yè)發(fā)展的合二為一的戰(zhàn)略。

綠色智能制造的典型指標(biāo)分析    

來源：施耐德電氣對230家客戶的調(diào)研   

2011年德國機(jī)械設(shè)備聯(lián)合會VDMA就發(fā)起了“藍(lán)色能效”倡議，旨在使德國所有機(jī)械工業(yè)行業(yè)共同攜手，集中為可持續(xù)性發(fā)展提供強(qiáng)勁助力。作為第一代工業(yè)革命的機(jī)械行業(yè)的代表，紡織機(jī)械行業(yè)一直在積極參與。德國把能效作為紡機(jī)產(chǎn)品主要競爭的性能指標(biāo)，每個(gè)企業(yè)都把是否提高能效作為新產(chǎn)品的首要條件，如立達(dá)公司規(guī)定達(dá)不到5%就不能作為新產(chǎn)品。在連續(xù)實(shí)施多年后，德國紡機(jī)的能效普遍提高30%以上，并促進(jìn)了技術(shù)大大改進(jìn)。

除了德國藍(lán)標(biāo)之外，在節(jié)能的追求上，意大利紡機(jī)制造商以綠色標(biāo)簽自居，以識別紡織機(jī)械產(chǎn)品的能源和環(huán)境性能，如歐瑞康紡織集團(tuán)建立的e-save節(jié)能理念。法國高科技紡機(jī)制造商的主要關(guān)注點(diǎn)也是產(chǎn)品的節(jié)能，并注重廢物的循環(huán)利用。從全產(chǎn)業(yè)鏈上尋求節(jié)能減排技術(shù)與工藝，以及新能效管理路徑的追求，紡織機(jī)械設(shè)備在低能耗、高效率、低排水方面站穩(wěn)腳跟，已經(jīng)成為不折不扣的高科技產(chǎn)業(yè)。

想象一下，綠色籠罩著每一個(gè)工廠，而所有產(chǎn)品都要經(jīng)歷“綠色X光”的透視。國際上Green Premium就是這樣的一個(gè)認(rèn)證，它對一個(gè)產(chǎn)品在有毒有害物質(zhì)、碳足跡方面有嚴(yán)格的規(guī)范，還要求公開產(chǎn)品從生產(chǎn)到降解的全生命周期環(huán)境影響信息。綠色光正在大踏步走來，企業(yè)也在迎頭變換顏色。施耐德電氣在2020年，預(yù)計(jì)75%的銷售收入都來源于Green Premium項(xiàng)目。在中國上海、武漢等城市的七家工廠都秉持同樣的“綠色工廠”的實(shí)踐。每個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中都會強(qiáng)調(diào)如何通過綠色設(shè)計(jì)來讓產(chǎn)品不影響生態(tài)環(huán)境，在生產(chǎn)制造過程中做到無填埋，在維護(hù)服務(wù)階段盡可能地被分解利用。

綠色供應(yīng)鏈同樣是一套非常有用的工具，在整個(gè)全生命周期的產(chǎn)品環(huán)節(jié)中，包括再利用、再制造和回收，都嵌入了綠色設(shè)計(jì)、綠色采購實(shí)踐、全面質(zhì)量環(huán)境管理及各種產(chǎn)品報(bào)廢的做法。

正如最近十年來日益嚴(yán)苛的環(huán)保法規(guī)并沒有成為發(fā)動(dòng)機(jī)的奪命拳，反而大大地促進(jìn)了內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)發(fā)展，綠色的專利也更容易出現(xiàn)在先進(jìn)技術(shù)中。根據(jù)聯(lián)合國工業(yè)組織在2019年11月發(fā)布的《2020年工業(yè)發(fā)展報(bào)告》指出，先進(jìn)數(shù)字化制造技術(shù)趨向于環(huán)保型解決方案。這個(gè)領(lǐng)域的綠色專利高于平均水平，與機(jī)器人、機(jī)器學(xué)習(xí)、增材制造、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造相關(guān)的技術(shù)尤其如此。專利審查人員強(qiáng)調(diào)，這些技術(shù)的最重要特征是它們對減少溫室氣體排放的潛在貢獻(xiàn)。

先進(jìn)制造技術(shù)的專利也是綠油油的