当下，客户需求日趋多样化，全球化竞争日益激烈。如何满足瞬息万变的需求和多样化的客户要求,已经逐渐成为众多制造业企业面临的共同课题。近年来，对“大规模定制化（mass customization）”的需求越来越旺盛，即在多品种小批量生产中实现与大批量生产相媲美的高生产率。在这一形势下，部分企业开始通过将物联网、大数据、AI（人工智能）等最新科技与纯熟技能深度融合，发挥日本独一无二的优势进行制造。其中之一，便是大型机床制造商大隈株式会社的例子（以下简称“大隈”）。机床制造是一种典型的超多品种少批量制造模式，需对成千上万的零部件进行加工、组装和制造，同时精准满足多种多样的客户要求。在这里，我们会介绍大隈如何实现“大规模定制化”，一同探索在未来的变革时代中制造业如何脱颖而出。
大隈为提供最佳制造服务而建成的新工厂内观
大隈是一家拥有约120年悠久历史的综合机床制造商，其总部位于爱知县丹羽郡大口町。公司的业务范围遍布全球，拥有NC车床、复合加工机、加工中心、磨床等种类繁多的机床产品阵容。作为该领域的全球性大型制造商，大隈不断取得了令人瞩目的飞跃性发展。
该公司于2013年建起了新型工厂“Dream Site1”（以下简称“DS1”），并将其定位为“建在日本，赢在全球”的工厂。当时，史无前例的日元升值严重冲击了日本制造业，不少企业都希望把生产基地转移到海外。但大隈则认为，在日本积累多年的制造技术才是竞争力之根本，因而大胆逆时代潮流而行，果断在日本国内的生产基地开展大型投资。
该公司的专务取缔役家城淳先生回顾道，“抛开全球形势不提，当时我们考虑地是如果降低眼前的浪费现象，日本制造业复苏的希望还是很大的。”这一英明决断带来了十分显著的成效，在生产复合加工机、大中型车床和立式车床的DS1内，通过生产设备的自动化、无人化以及运转情况的可视化，工厂的生产率和运转率成功实现了大幅提升。
2017年，为了实现机械设备的“大规模定制化”，该公司对DS1进行了进一步升级，建起了最先进的新一代工厂“Dream Site2”（以下简称“DS2”）。DS1可对约1,000类零部件进行多品种少批量加工，而DS2因生产多样化的中小型车床、磨床，需要对约4,000类零部件进行大规模定制化生产。这就要求工厂做到“仅在必要时期，对必要产品，生产必要的量”，最终实现了一套能够灵活应对短期交货内紧急插单、随期交货和规格变化灵活调整生产计划的“终极高效生产模式”。
在构建实现“大规模定制化”的新一代工厂阶段，大隈有三大关键点，即：“通过自动化、无人化、智能化和工序集中提高生产率”、“车间控制周期的高速化（*）”、“面向整体优化的生产可视化”。
DS2以大隈擅长的智能化、工序集中的智能机为中心，深度运用机器人和FMS（灵活制造系统，flexible manufacturing system），推动自动化和无人化进程不断发展。在以往难以适用的多品种少批量的重型零部件加工中，工厂亦通过有效利用机器人提高了生产率。
那么其余两项——“车间控制周期的高速化”和“促进整体优化的生产可视化”该如何实现呢？在这一方面，公司面临着巨大的难题。由于需要向此前未曾涉足过的领域发起新的挑战，大隈决定探索与外部企业协同合作之道。
家城先生提道，“我们向不少供应商咨询了合作机会，但要优化整个工厂涉及领域非常广泛，很难有企业能够完整覆盖我们设计的整体流程。在这一方面，日立精通制造现场的情况，掌握控制生产线和整个工厂的方法。将日立与我们的经验结合在一起后，‘车间控制周期的高速化’和‘促进生产的可视化’的目标就能落地成为现实了。”
在这一方面，日立制作所・大甕事业所的相关改进起到了积极的参考作用。大甕事业所从事铁路、电力、水处理等社会基础设施以及制造业控制系统的开发和制造，和大隈同样拥有多品种少批量的生产现场。
面向多种多样的产品阵容为了实现高效生产，大甕事业所在车间内建立起一种采用了RFID（无线IC标签）等技术的物联网环境。该事业所还通过实时采集并运用作业人员（Man）、设备（Machine）、材料/零部件（Material）的3M.信息，成功将代表性产品的开发周期缩短了50%。而实现高效生产的原因，就在于将驱动现场运转的OT（控制及运用技术）与IT（数据解析及应用技术）进行了有效结合。日立的这一措施对大隈来说亦非常具有参考价值。
大隈和日立借此机会迈出了协创的一步。在实际项目当中，双方的核心人员反复开会讨论新型制造框架，从反复确认经营目的，到对生产现场的机械排出切屑等问题一一进行验证，具体如生产率的飞跃式提高、开发周期的缩短、生产工序的可视化等实现方式。
在上述过程当中，日立制作所的大甕事业所其积累的经验和大隈通过DS1积累的经验合二为一，构建起了实现车间控制周期高速化的“工序管理系统”和能支持促进生产的可视化的“进度、运转情况监控系统”。
对新工厂极具参考意义的日立制作所・大甕事业所。在该工厂建立了采用RFID（无线IC标签）等技术的物联网环境，成功将代表性产品的开发周期缩短了50%。
生产设备的监控项目
可通过向下钻取确认详细信息
DS2投产后不久，效果便立竿见影。首先在“车间控制周期的高速化”方面，以往的生产作业指示均是以天为单位进行，在变为以小时为单位后，作业指示更加迅速。
此外，DS2还采用了已在日立大甕事业所引进的RFID（无线IC标签）技术，对车间内零部件的所在位置进行统一管理。此前，DS2已经做到掌握哪一零部件在哪一道工序中，而如今更能以小时为单位，掌握在工序间移动的所有零部件的信息。
在“促进生产的可视化”方面，则是指运用物联网技术，对生产进度情况和设备运转情况这两项数据进行收集和联动，实现统一可视化。同时，还研发出了一款能够对所收集的数据进行深度解析的系统。通过上述措施，使锁定工序方面的瓶颈（上一道工序的延迟以及设备故障）、从整体优化的角度采取措施加快流程成为可能。
未来，通过灵活运用人工智能（AI）相关技术，希望进一步使其发展成为能够根据时刻变化的现场情况，自动生成高精度生产日程的系统。
在这些工序管理系统中，大隈还使用了利用日立物联网平台“Lumada”的生产计划优化解决方案。
家城先生强调，“以前还有部分零部件的加工时间要超过公司内的标准加工时间。但在引进生产计划优化解决方案后，我们可以更加灵活地应对紧急计划调整，严格遵守标准加工时间。如果今后能够进一步缩短生产开发周期，那么在日本国内的工厂生产，就要比全球任何其他地方还要高效。推进‘车间控制周期的高速化’和‘促进生产的可视化’能够加快车间的PDCA循环，帮助提高整个车间的处理能力。也就是说，这一举措在提高全球性成本竞争力方面具有十分重要的意义。”
运用产业机器人，完全实现自动化
未来，大隈将把DS2积累的经验普及到其他工厂，进一步提高整个公司的生产率，精准满足全球市场上客户的多样化需求。而这就要求创造出一种新型服务，即对大隈的客户企业的制造进行智能化。
家城先生表示，“我们把‘旨在提供最佳制造服务’作为全公司的方针。目前，商业价值的核心正在逐渐从产品转向‘智能’，这是与以往区别最大的一点。制造中的‘智能’其实就是指来自现场的各类经验技巧。如何将这种智能提供给客户将成为公司未来与日立开展协创的一项重要主题”。
大隈向作为“大规模定制化”典型事例，在机床制造现场引进物联网，并取得了显著的成果。从这一举措中，我们可以窥见新一代工厂的无限潜力。对工厂内外存有的海量数据进行集约和解析，将其用于采购、制造、销售、维护和物流等业务后，便能够进行精准的需求预测以满足客户需求，并在全球范围内开展跨区域优化生产。未来，若以日本的新一代工厂为模范样板提高全球各地制造业的生产效率，日本制造业将会再续辉煌。这应该就是制造业“赢在全球”的精髓所在吧。
将新工厂积累的经验普及到其他工厂，旨在提供最佳制造服务
公开日期: 2017年10月
解决方案负责部门: 日立制作所 产业・流通业务单元
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