圖1 2018年第四屆日本智能工廠考察團合影
考察團首站參觀了位于日本兵庫縣的西神戸工廠和明石工廠，參觀了川崎重工的機器人展廳和高端摩托車“忍者系列”的組裝工廠。機器人展廳主要展示了不同類型的機器人在汽車焊接、噴涂、裝配、搬運、撿貨、裝配方面的應用，面向汽車、醫療和半導體等行業的實際應用，以及機器人與機器視覺、力覺傳感器的協同應用。在高端摩托車“忍者系列”的組裝工廠，考察團成員學習到了川崎重工在精益生產、精益物流、防呆防錯的理念，以及安東系統、AGV的實際應用。
圖2 不同類型的機器人在汽車行業的應用
考察團第二站來到了著名企業家稻盛和夫創建的日本京瓷集團，觀看了稻盛和夫的生平紀錄片，參觀了京瓷集團的精密陶瓷館。稻盛和夫推崇“敬天愛人”的哲學思想，通過阿米巴的經營模式，使得京瓷集團經歷了多次經濟危機而屹立不倒，成為全球企業界的神話。于1998年開設的京瓷精密陶瓷館，記錄了半導體產業及陶瓷封裝產品的歷史、精密陶瓷的技術變遷，讓參觀者對精密陶瓷的基礎知識、精密陶瓷的特性、用途有了較為深刻的認識。
圖3 某精密陶瓷的制造工藝
考察團第三站走進了位于日本愛知縣的豐田汽車元町工廠，參觀了總裝車間和豐田汽車會館。豐田汽車的總裝車間集中體現了豐田汽車的豐田生產模式(TPS)，包括準時制生產、按序供貨、混流生產、人機協作等理念，也致力于降低生產過程的廢氣排放。同時，豐田汽車強調好產品、好創意，品質源于每道工序，不讓次品流入下一道工序等理念。豐田汽車會館主要用于向外界展示豐田造車理念及各種汽車知識，該會館于2005年進行了改造，增加了豐田有關環保、安全、最新車輛展示和其他方面的技術。
圖4 豐田汽車會館有關環境與感動的展示
考察團第四站考察了日本著名高端家具制造企業Karimoku公司，參觀了公司的家具展廳和工廠。在家具展廳，考察團成員饒有興趣地體驗了Karimoku的高端沙發The First，該產品非常符合人體工學，很舒適。同時，Karimoku的各種家具的材質、款式和舒適度都很好，雖然價格不菲，但感覺物有所值。在Karimoku工廠，大家看到生產線可以同時生產多種產品，非常注重人機結合，各種家具零部件的制造采用了數控木工加工中心與手工設備相結合的方式。此外，Karimoku工廠家具制造應用RFID技術對產品進行追溯，每個家具產品總裝過程中都有一個RFID條形碼來記錄產品的制造信息，通過射頻識別來自動獲取產品信息，裝箱確認產品交付。
圖5 Karimoku的高端沙發The First
考察團第五站前往全球著名工程機械巨頭小松集團(Komatsu)的粟津工廠，是小松的母工廠，對位于德國、美國、中國、瑞典和巴西的五個子工廠提供生產和開發的指導，非常具有代表性。本次考察團重點參觀了四年前新建成的總裝車間，該車間在建設之前就進行了全面的工廠規劃，將生產設備、空調等設置于地下層，實現能源的高效利用。同時，大家認真學習了小松的Smart Construction理念，首先，工程人員通過無人機自動測算出待挖掘項目地點的土方量，并生成三維點陣模型，然后，根據模型智能精準匹配相應數量和種類的小松工程機械。此外，小松的智能挖掘機在工作時，通過安裝在駕駛室的視覺傳感器，實時統計完成的工作量；通過手機終端遠程查看，實時監控項目完成進度。小松公司已實現完全無人駕駛，遠程操控的礦山機械應用。
圖6 小松展示的工程機械產品
考察團第六站走進了位于日本石川縣的富士通石川工廠，參觀了富士通的SMT(表面貼裝)車間和組裝車間。富士通石川工廠是小批量多品種，按訂單生產的模式，實現了不同產品的快速換型，平均換型時間小于15分鐘。值得一提的是，富士通石川工廠的組裝車間采用JIT的生產方式，獨創了一種生產指令的傳輸方式，通過兩個乒乓球，在一個產品完成組裝、測試和包裝之后，物流撿貨人員在取走成品的同時，將標明這種產品代碼的兩個乒乓球放入真空管道，乒乓球輸送到組裝線的起點，告知工人可以啟動下一個訂單的組裝。此外，富士通石川工廠應用了機器人組裝單元，全自動組裝硬盤；應用了一條機器人分揀隨機手冊的自動分揀線，可以將資料根據發貨的地點分揀到代表不同城市的料框。
圖7 富士通DPS數字分揀系統
考察團第七站來到了位于日本山梨縣忍野村的FANUC總部，參觀了FANUC的可靠性評價大樓、中央展示廳、第三機械加工工廠、機器人組裝工廠、伺服電機工廠、維修工廠。其中，可靠性評價測試實驗分為硬件和軟件實驗室，涵蓋了高溫高壓清洗測試、CNC軟件自動測試、電磁波測試、浸水實驗、極限測試、機器人手臂線纜老化測試等各種測試；中央展示廳既有常見的噴涂機器人、協作機器人，還有各式各樣識別顏色、形狀、位置的視覺機器人；機器人組裝機器人的智能化組裝線可通過語音提示等手段指導人員操作，提高了安裝的準確性和效率；在維修工廠，終身維修的企業責任與創新讓人肅然起敬；基于物聯網的零宕機（ZDT）服務，幫助企業實現故障預警并大幅降低維護成本。
圖8 FANUC的協作機器人
考察團第八站走進了位于東京的牧野機床厚木工廠，主要參觀了機床的心臟-主軸部件生產、裝配及檢驗車間。主軸是保證機床工作精度的關鍵部件，其加工和裝配過程充分體現了自動化技術與工匠精神的完美融合，非常具有借鑒意義。為了更好的支持柔性制造，牧野機床已開始利用其AGV小車上的領先技術，著手移動工業機器人產品iAssist的開發，目前已于庫卡、發那科合作。同時，牧野機床應用IIOT技術，基于自主開發的ProNETConneX系統，為客戶提供機床的預知、預測服務。此外，牧野機床還有非常專業的工業軟件如三維CAM系統、模具加工支持系統、數控電火花加工機CAM系統等。
圖9 牧野機床厚木工廠接待人員為考察人員答疑
考察團第九站考察了位于東京的三菱電機工業自動化展示中心，觀看了三菱電機FA（Factory Automation的縮寫）系統業務的介紹，以及e-F@ctory解決方案在智能工廠中的實際應用；主要參觀了各行業與各工序解決方案展區、未來主題展區、e-F@ctory展區、FA產品展區、配電控制解決方案展區五個展區。考察團成員對e-F@ctory智能制造解決方案有了直觀的認識，同時，機器人自動化生產單元的高效運轉，可視化管理系統、邊緣計算等技術的應用也給考察團成員留下了深刻印象。
圖10 面向食品行業所使用FA設備的解決方案的演示
本次深度考察通過工廠現場參觀、技術講座、問答和內部研討等方式，考察團成員深入體會了日本頂尖制造企業如何在客戶需求日益個性化、行業競爭日趨激烈、節能環保要求日趨提高的背景下，如何通過合理規劃工廠布局，推進精益生產、人機協作和柔性自動化產線應用，實現工業機器人與視覺/力覺和加速度傳感器集成，在設備互聯和工業物聯網應用基礎上實現工廠可視化和設備遠程監控和預測性維護，利用柔性制造系統（FMS）實現無人值守的全自動機械加工，通過數字撿貨系統（DPS）按訂單需求配貨料，以及通過新能源和能源循環利用等方式實現節能環保，建設智能工廠的最佳實踐。
秉承e-works一貫的“下車參觀，上車討論”的考察方式，考察團成員不辭辛勞，途徑神戶、京都、名古屋、石川縣、山梨縣、神奈川縣到東京，行程1300多公里，在考察期間，及時分享自己的體會和感悟。考察團成員對e-works考察安排給予了高度評價。此次考察是一次收獲之旅、匠心之旅。
e-works作為致力于推進兩化深度融合的第三方專業服務機構，會持續為廣大制造企業提供出國考察和學習交流的機會。在2019年，e-works除了繼續組織日本、德國、美國考察之外，還將開啟西歐（荷蘭、比利時、法國）、南歐（瑞士、意大利）、臺灣、以色列的考察之旅，衷心期待與您一同前往，共同探索全球知名制造企業以及工業軟件企業的先進經驗。本次考察的更多詳細內容，請查看e-works特別報道：2018年第四屆日本智能工廠考察
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