日本制造常常給人以質量可靠、做工精細、經久耐用的印象。自19世紀以來，日本工業(yè)經過200多年的發(fā)展，不斷融入創(chuàng)新的管理理念、先進的科學技術，奮力追趕并居于世界制造舞臺的前列。
相比于美國、德國等工業(yè)強國，日本工業(yè)制造偏重于高端制造業(yè)和精密制造領域，汽車及零配件、機床、機器人和電子電器已成為日本工業(yè)制造四大支柱產業(yè)，尤其在數控精密機床和機器人制造上獨樹一幟。日本機床品牌眾多、技術最高，利潤也是最高，其中大部分機床巨頭有近百年甚至超過百年的歷史。
當前，智能制造熱潮席卷全球，日本企業(yè)已在其智能工廠的實踐中邁出了一大步。今天就分享一下日本制造基業(yè)常青的奧秘。
01 行業(yè)專注、扎根制造
這次考察的日本企業(yè)，無一不是經過了數十年的發(fā)展，甚至走過數百年的風雨，然而，經過漫長的歲月，仍然堅守在自身的優(yōu)勢領域，發(fā)展壯大成為行業(yè)佼佼者。這些企業(yè)在發(fā)展中，不斷吸納最新的技術服務于自己的產品，并不斷擴展產品的外延為客戶提供新的服務，實現基業(yè)常青?，F在，他們又利用新興的物聯網、傳感器、機器視覺、人工智能技術，使產品越來越智能化，并圍繞產品提供延伸的解決方案，繼續(xù)走在行業(yè)的前列。
川崎重工開發(fā)的協作機器人可在一人的空間里與人協作，非常靈活；牧野機床利用IoT技術自主研發(fā)ProNETConneX系統，幫助客戶最小化停機時間，延長設備壽命；
FANUC基于IoT技術的零宕機（ZDT）功能，在服務器上集中管理機器人的作業(yè)信息，通過移動終端對產品進行遠程監(jiān)控和故障預警等，實現零停機，提高機器人的運作率；
FANUC基于物聯網的零宕機（ZDT）服務
Mazak iSMART Factory解決方案，實現設備互聯，通過IoT技術采集設備運轉的大數據，實現生產過程可視化，提高設備的OEE。
Mazak iSMART Factory解決方案
02 柔性化制造單元
源于扎實的數字化基礎
柔性化制造單元在日本企業(yè)得到廣泛應用，以適應多品種不同批量的制造需求。
在MAZAK，我們看到由加工中心、物流導軌、上下料機器人、自動化工裝輸送線組成的柔性自動化產線，自動完成零件的機加工過程，實現了720小時無人值守，諾大的車間里，只看到機器人忙碌的身影和物流車在軌道上回來穿梭，卻很少看到工人的作業(yè)；
牧野機床通過由兩臺大型臥式加工中心、自動化去毛刺、清洗設備以及物流導軌組成的柔性制造系統（FMS），高效完成大型鑄件的精密加工；FANUC的機加工工廠里由一組機器人、加工中心、在線檢測裝備、物流裝備組成的獨立單元完成部分工序的制造或裝配，機器人負責上下料、物料定位、物料轉運，并且實現了機器間的對話以完成單元內各工序。
馬扎克大口工廠的FMS產線
而上述柔性自動化單元的背后實際上是扎實的數字化基礎。首先是三維模型貫穿于設計、制造環(huán)節(jié)。在牧野機床，鑄件毛坯在加工前通過三維掃描儀拍照識別、與設計模型比對，自動生成加工參數，實現全自動的加工過程；
在FANUC，通過機器視覺識別毛坯，加工中心自動調用加工程序完成作業(yè)；在MAZAK，柔性制造單元可以根據加工要求從刀具庫中自動調出刀具。
其次是二維碼的大量應用，實現了以二維碼為載體的制造過程和物流的自動化，MAZAK鈑金件上的二維碼承載加工參數、圖紙信息，工人可根據二維碼調出工藝。再一點就是模塊化基礎，FANUC的數控系統、機器人本體和智能裝備都強調標準化、系列化、模塊化，形成了完整的產品譜系，正是由于有了這樣的基礎，才有適合于不同譜系的制具，才有可能實現加工過程100%的自動化。
牧野機床的大型鑄件精加工FMS
03 注重前沿技術的研究，應用取得實效
一周多日本工廠的走訪發(fā)現，傳感器、機器視覺、物聯網、數據采集技術已作為成熟技術得到廣泛應用。
三菱電機制造過程中機器視覺的應用
MAZAK iSMART Factory解決方案里充分利用物聯網技術、數據采集技術，實現對全球工廠設備的實時監(jiān)控；FANUC推出的零宕機服務以及牧野機床的ProNETConneX系統，都是利用物聯網技術對所有的機器人或機床設備進行遠程監(jiān)控，通過收集和分析運轉數據，實現預測性的維修維護，減少非計劃性停機時間，從過去的事后維修轉變?yōu)槭虑邦A防。
三菱電機的工具防錯
三菱電機的智能工廠“e-F@ctory解決方案實現了利用IoT技術采集生產現場的數據，利用邊緣計算技術加快數據處理與反饋，提高設備保養(yǎng)等業(yè)務的實時性能力。此外，對于新技術的研究也非常重要，三菱電機專門設置了前沿技術的研究部門，參與到新產品的設計中，推動產品與工藝創(chuàng)新。
04 不一味追求無人工廠，強調人機協作、人機共融
這次考察還發(fā)現，日本企業(yè)在產線設計與改造方面，注重成本與效率的平衡，對于新產品，在產品設計的同時就著手產線的改造規(guī)劃，一次建成，減少重復投資，對于老產品的產線則是結合精益思想，從細節(jié)上一點一點優(yōu)化。在新產品研發(fā)階段，充分考慮自動化需求，三菱電機的伺服電機工廠利用定子結構優(yōu)化的設計專利，實現了定子自動繞線，既提高繞線的效率又保持質量的穩(wěn)定性。
此外，有選擇地實現自動化也是成本與效率平衡的體現。雖然機加工工藝的自動化率可以高達100%，但在裝配環(huán)節(jié)，由于多品種小批量、可能涉及到線纜等柔性配件的安裝等因素，無法實現自動化，需要在自動化裝配與手工裝配中取得平衡。三菱電機的經驗是結合產品產量、技術可行性以及投入產出比等因素有選擇的使用自動化。
可兒工廠將生產線單元化，生產單元劃分為三類：全自動、半自動、純手工組裝多種模式的產線，每一單元完成一部分組裝，每一單元可組裝20種以上的不同產品，不同生產單元的組合可以最優(yōu)化的生產方案滿足不同批量、不同產品的生產需求，還能達到均衡生產的作用。
川崎重工明石工廠采用一個流+單元生產+混流生產的模式，采用分段式的裝配單元也有異曲同工之妙，通過自動物流裝備搬運物料，人工裝配，一天可完成40多臺機器人，一條產線可生產上千種型號的機器人。
05 質量至高無上
日本產品，不管是工業(yè)產品還是日用消費品向來廣受青睞。而產品高質量的背后，是質量管理的理念和質量保證的手段，新興技術的應用進一步幫助企業(yè)提升質量管理效率。牧野機床基于質量第一的理念，在產品開發(fā)上工程師專注于產品質量不妥協，在制造過程上合理利用自動化技術保證質量穩(wěn)定性。
FANUC強調產品可靠性，專門建成了產品可靠性實驗室，采用專業(yè)的手段進行各種復雜、惡劣條件下的對產品進行極限測試，保障產品的高可靠性。MAZAK實現了制造精度的自動化檢測，并將制造過程的工序與工人代碼綁定，如機床出現問題，可以追蹤到操作工人。
FANUC的電波暗室，用于產品在電磁環(huán)境中正常運行且不對周圍其他設備產生電磁干擾的試驗
三菱電機的“e-F@ctory解決方案”的應用，實現了質量信息和錯誤信息的可視化，利用標準上下限對比方式迅速發(fā)現質量問題，通過計算加快問題的分析與處理，防止質量問題進一步擴散。
06 綠色制造，與自然融合
也許是土地資源和自然資源匱乏的原因，日本人非常珍惜每一寸土地的利用，街道兩邊每家每戶，不管門前面積有多微小，都一定會放上一兩盆植物裝點。日本的制造業(yè)企業(yè)同樣也注重對周圍環(huán)境的保護與保持和諧，FANUC和牧野機床勝山工廠坐落在富士山腳下，自然地融入到森林中；
FANUC明黃色的廠房在樹林中格外顯眼
MAZAK大口工廠隱身于鄉(xiāng)村，脫去裝備制造業(yè)沉重的外在形象，與周圍的稻田和諧共處。杜絕空間浪費，車間里的空間盡量利用，MAZAK在產線上方架設刀具運輸的軌道，川崎重工的裝配工位四周布滿整潔有序的工具“收納”架，既節(jié)約空間，又方便取放。機床制造企業(yè)存在大量的機械加工，會大量使用切削液和產生廢液，為了不增加自然環(huán)境的負擔，牧野機床、MAZAK都采用了切削廢液回收、處理、循環(huán)利用的系統。
當前，國家正在大力推進智能制造，推出不少政策促進國內企業(yè)轉型升級、提質增效，然而，智能制造的推進不能盲目，需要開放視野，走出去，多學習與借鑒國外的先進經驗，冷靜、理性地推進建設，避免盲目投資，達到預期效果。
