海信宽带张华博士：自制设备实现智能制造

12/18/2017,近日，在钛媒体T-EDGE国际年度盛典上，青岛海信宽带多媒体技术有限公司技术合作总监张华博士分享海信宽带对于智能制造的经验。

    智能制造能给传统制造业带来多大变革？张华博士分享了海信的经验：首先最显著的是，人力成本的下降，其次人工参与的环节少了，产品的一致性和质量也得到了显著的提升。
    同时，为了进一步提高产品智能化，降低生产成本，他们还自主研发了生产设备。这些设备完全针对企业的需求进行定制，使用效率更高，场景也更贴合他们的产品生产。张华表示他们已经实现了初步的“智能制造”——即机器换人，下一步的目标则是实现整条产品线的智能化，实现整条流水线的自动化，尽可能多的减少人工的介入。

    以下节选自钛媒体对张华博士演讲的速记：

    海信宽带，是海信集团下面的一个直属子公司，产品主要是光通信器件和家庭多媒体产品的研发、生产、制造和销售。我们的客户主要是传统的通讯设备商，像华为、中兴、烽火，诺基亚。另外一大块儿客户就是互联网公司，比如说微软、亚马逊，还有包括我们国内的 BAT，还有今天上午王坚博士讲的阿里云，因为阿里云也是一个云计算的服务提供商，它背后的基础设施就是云计算中心（数据中心），这也是海信宽带的产品。

     海信宽带于 2003 年成立，经过十几年的发展，现在海信宽带的销售收入，在 2016 年已经做到了46亿，可能跟某些行业比起来不是很大。虽然光器件这个行业技术很重要，但是整个行业的产值规模的确是不太大。比如说我们经常跟国内 IC 产业相比（集成电路产业），我们国家每年进口的集成电路芯片超过 2000 亿美元，大家都说不得了，已经超过了石油进口了。相比之下光通讯产值没有那么大，现在我们的年产值是 45 亿，市场占有率已经达到了国际上的第六位，国内是第一。其中我们有一个单项产品（接入网，就是光纤到家的光模块）已经连续六年全球第一、市场占有率第一。在这个月初的时候，工信部刚刚公布了制造业单项产品冠军，我们的这个接入网光模块产品，也是很荣幸进入了这样一个名单。

        因为海信宽带是制造业，所以说我们的出货能力也是我们的核心竞争力，我们现在光模块的产能每年可以做到 3000 万支，这个我们可以毫不夸张地说，这个产能应该是全球最大的了。

        给大家分享一下，光通信器件用在哪几个领域：

        领域一：光纤接入。现在的宽带接入、家庭上网都用了光纤接入（光猫），光猫里面核心器件就是光电转换，这个就是我们的光模块产品。

        领域二：数据中心。像微软、谷歌还有国内的 BAT，都是建设了大量的数据中心，我们的日常生活离不开数据中心，比如说我们的电子商务、我们的搜索引擎还有我们的社交媒体，它背后的基础设施的支撑，都是我们的数据中心。

        说一个很直白的例子，如果说没有数据中心做背后的支撑，那么我们双十一、双十二的“买买买”是不可能完成的。

        领域三：移动通讯。每天大家起床和睡觉之前都是和手机关联在一起的，手机的通讯最后一公里是无线，但是我们的信号一旦到了基站，所走的网络全部都是光纤网络，全都是光纤网络，光纤网络的核心部件就是光模块。

        领域四：特种应用。

        首先给大家展示一下我们这个产品在数据中心是怎么工作的。数据中心是由很多服务器、交换机来构成的，这些服务器、交换机负责传输我们大带宽的信号。服务器里面和交换机的通讯都是我们光模块的产品，左上角差在上面有红色手柄的就是我们的光模块。

        在接入网当中，首先必须要有一个中央机房，那里面会放一个光模块，第二个在我们的家庭终端（比如说光猫里面）放一个光模块。

        刚才跟大家简要地介绍了一下我们的产品应用范围，说回来我们的智能制造，首先我们的产品是一个光通信的器件，光通信的器件如果分解一下的话，大家可以看到我们剔掉外壳里面还有一个光组件，所以说如果我们统计一下的话，我们这样的一个光通信器件的产品，大概有上百个零部件组成，在制造过程当中会有几十道的工序（组装工序、测试工序）最终才能生产制造出这样一个光器件的产品。所以说我们的光通讯的器件是一个典型的工业化的产品。

        既然是这样的一个产品，怎么样从传统的人工制造升级到智能制造？首先我们要问一下我们的这个驱动力在哪里，应该说有大又有小，首先我们这个宏观经济，咱们中国的宏观经济应该说正处在从劳动密集型到技术密集型，这样一个产业升级的阶段，我们也要往这个方向走。说我们要顺应这样一个大势。

        另外从政策导向，因为最近这两年，特别是说在大概三四年前我们有一个国家战略叫三网融合。去年我们的李总理也提出了要提速降费，现在我们家庭上网、手机上网网速还不够快，费用太高。那么怎么提速降费呢？实际上都是通过通讯设备商还有我们的器件制造商来不断地优化产品，降低成本来实现。当然这也是中国制造 2025 国家战略的一部分内容。

        另外再从我们企业自身的角度来讲，我们要面临产业升级，因为我们的产品是光通信器件。光通信器件其实要说到器件本身的话，的确是一个技术含量比较高的产品，因为里面涉及到材料、光子与电子的相互作用，但是这个行业，它的制造水平的确还是比较低下的，它是劳动密集型的（人海战术）。所以我们自身也有需求把它升级到智能制造。另外我们的一个集团战略（公司的战略）也是说我们要往高端产品去走。

        最后一个是人力成本，这也是我们从人工制造向智能制造转变的一个驱动力。

        我曾经做了一个小的调研，中国典型的制造业，人力成本占了我们整个产品成本的12%，我们对比一下，印尼是1%，泰国有5%，美国我们可能大家都认为，美国的人工有多贵，其实美国也不过14%。

        那么，这个数据到底有多准确，我们先不去追究，但是这个至少已经告诉了我们一点，我们中国的人力成本是在逐渐上升的，人口红利可能马上就要消失了，怎么样能够使我们中国的制造业真正地走出去冲到国际的前沿？我们认为智能制造业是一个关键的因素。

        我们这样一个升级除了带来制造成本降低的优势，还有其他的一些优势。比如说像我们这个行业，你除了产品的这个性能要好，另外你大批量交付的能力也非常重要，我们来了一个很大的订单之后，总不能靠人海战术吧。所以我们有了自动化、智能制造，这个也会提升我们的交付能力。

        另外，机器换人也能给我们带来产品质量的提升，因为我们用了自动化的设备之后，产品性能的一致性会得到大量的改善，另外产品的质量也会更好一些。

        下面给大家介绍几个实例，机器换人的动作首先经历了由单纯的人工制造走向半自动化的制造，后来由半自动化转向全面的自动化。

        前后对比一下，半自动的时候，制造对人员的依赖性是非常大的，新员工上岗以后要经过培训才能成为熟练的工人，如果是全自动的话，我们对人员的依赖性就会大大降低，生产效率基本上不受一线员工流动的影响。

        另外，最直接的数字就是我们的良率有一个大幅度的提升。半自动的时候良率受员工熟练程度的影响比较大，全自动的时候我们的良率几乎是 100% 的。另外就是我们所谓的 UPH ，你每个小时能够出产多少个产品，以前是 130，全自动的是 250，几乎是提升了一倍。

        第二个实例就是，我们设备的自主制造。我们专门打造了一个自动化设备团队，我们自己制造这样一个设备。好处是首先是设备采购费会大大降低。

        举一个例子，比如自动化的激光焊接机，如果说我们外购的话，就是激光光源拖着一台耦合设备。如果我们自己制造的话，可以一拖二，中间一个光源的设备，可以带两台，这样的话我们的设备费会降低 72%，占地面积减少 27%，如果说同样的设备我们需要采购几十台的话，一年我们能节省数千万的资金。

        另外，因为我们是自制设备，所以可以避免核心工艺的外泄，同时也可以缩短我们的产品开发周期。另外我们自制设备可以完全定制化地去生产和制造，因为我们知道我们的产品更需要什么样的设备，这样的话也可以提升我们的生产效率。

        第三个例子是，我们的制造装备（特别是高端的）基本上还是由德国、日本来进口的，因为毕竟我们的精度做到很高。比如说我们在做光器件组装的时候，经常会用到贴片机，粗一点的会用到十几微米的精度，高一点的只有几微米（我们人的头发丝的直径大概是 60、70 个微米），5 微米相当于说你的精度要求只有头发丝直径的十分之一，这样高精度的设备以前我们只能从德国、美国、日本进口（非常贵） 。如果说你这个设备的精度要求做到 1 微米以下，一台设备如果是便宜一点的话要100多万，贵的话要五六百万，所以说我们现在也是往这个最高精尖的设备发起了冲锋，我们现在已经有了这样的一个制造能力。

        有了这样的设备的帮助之后，因为有些工序必须得实现这么高的精度，这个人工是做不到的。

        另外，因为光组装生产效率提高了还不行，还要提高测试的效率。以前可能一个人能操作两到三台测试设备，我们现在一个人可以操作四到五台的测试设备，我们的设备利用率、人员利用率也会得到大幅度地提高。有一个很直观的数据。如果说一个人操作两到三台的话，我们可能单个系统每天会出产 300 支产品，改造之后我们可以出产将近 500 支产品，生产效率能得到大幅度的提高。

        我们的第一阶段应该说基本上已经完成了（单机设备的自动化），下一步我们从单机的自动化走到整个线的自动化，就是我不同工序之间转移也不需要人工介入。我把物料上到流水线上，它就从头走到尾，出来之后就是一个成品了。所以包括组装生产线和测试生产线，这个都是我们下一步重点要发展的。

        这个其中当然我们免不了要借助一些其他的技术（无线、RFID、传输线……），我们把 RFID 技术和传输线技术、MES 信息系统综合起来，整合成一个系统，我们输入产品信息、工序信息，就能完成一个自动化的生产过程。最终我们希望打造一个所谓的智能车间，这个智能车间从组装到测试、包装全都是一条龙地去完成的。

        同时，我们光有了一个自动化的制造过程还不够，我们还要能够监控我们从制造到包装出货，所有的环节，我们会有借助数据分析的技术，以及数据展示的技术，我们想要什么样的数据，比如说我想知道良率，人员的制造效率，我们都可以基于这样不同的数据技术，得到我们所有的信息。

        我们生产的一个终极制造的目标，就是说我们借助设备的自动化、线体的自动化，以及数据分析、数据展现的技术，最终希望打造一个光通信器件的黑灯工厂，人员几乎就没有。

        最后给大家展示一下我们产品服务的下一步的应用场景。大家都知道我们以后会迎来 4K、8K，甚至 AR、VR 进入千家万户，我们会迎来大视频的时代，另外 2020 年之后，5G 马上就要进入商用了，5G 对于人类生活的改变，应该是有一个更彻底的革命。另外还有车联网。

        所以说，我们的产品（光通信的器件），会持续不断递给大家提供更好的通信的服务。

        最后，我以一句口号来结束我今天的分享，就是光引未来，智联无限，我们海信希望以光通信技术加上智能制造的技术，为大家提供更好的服务。