强人化：数字工厂的机甲战士

吴厣 2022年11月20日 225 0

本文来自微信公众号：知识自动化（ID：zhishipai），原文标题：《林雪萍 | 强人化：数字工厂的机甲战士》，作者：林雪萍

引子：哪有内心不狂野

机甲战士是所有人心中都会包裹着的一层狂野梦。在安全的驾驶舱里，再柔弱的身体，都可以操纵钢铁巨臂，挥舞着远胜于自己臂力几百倍的铁拳。谁，能拒绝把拳打出去？以小胜大，以弱当强，挑战可恶的邻家大叔和打倒高年级的大男孩，是每个孩童心里都会时常迸发的最朴素的渴望吧。岁月的增长，逐渐收走了机甲武装自己的这种冲动。驾驭 2 吨重的汽车的突然加速推背感，是少数能够连接过去记忆的点滴瞬间。大多数人不再用梦想武装自己，一臂之外，非我所及，人们恢复到了精神意志与肉体力量的 1:1 状态。

这几年智能制造的发展，涌现了很多的数字化技术。但人在其中的作用，似乎就像是时断时续的电路，很少能够一通到底。实际上，数字化转型带来的新型机甲盔甲，正在陆续赶来。人的能量，正在被逐级放大。

强人化，从骨骼开始

很多企业热衷于无人工厂，或者是黑灯工厂：一个人没有，车间不需要灯光，晚上照样干。只可惜，这样的机器人连轴转的梦想国，在当下，基本都是示范工程，一般都不实用。在无人值守的电厂，机械操作的任务还会有一些价值。但在面向订单多样化的制造场景中，黑灯工厂往往就是花拳绣腿。无人工厂，就像是一场定制演出的话剧：特定的时间，演给特定的人群。

只要订单有些许的修改，这样的工厂就会立刻陷入慌乱。有人立刻要出现，将机器进行调试，停下来的机器才可以继续运转。就像是演出剧目之间的切换，有人要跑出来完成道具切换。就像是一个清脆的八音盒，看着是音乐袅袅的独舞，但每过一段时间，就需要有人进行操作。要真正实现无人工厂，还有很长的一段时间要走。

实际上，工厂的重点并不是无人，而是服务人，社会老龄化趋势是决定性的。而工厂老工龄退休，年轻人勉强上岗，都是势不可挡的。如何最好地利用现有的人手，将是每个车间最重要的挑战。

只有一种方法，那就是强人化。让一个人的能力，瞬间倍增的系统。瞄准镜，就是狙击手的“强人化”的最好象征物。机甲战士的意象，开始在车间上方的天花板再次向人招手。在有人化和无人化工厂这之间，强人化就是最好的过渡。

在宝马沈阳工厂，很多工人都有外挂骨骼的辅助设备。它就像是长在大腿上的一把隐形椅子，随时可以撑开凳腿，让工人以各种姿势完成作业。这是避免人过于疲劳的人因工程的延续。

福特汽车厂的机甲战士，也已经到岗多时。几年前，福特就与康复机器人公司 Ekso Bionics 合作，开发出一种可以提升工人臂力的 EksoVest 辅助外骨骼。这种可穿戴机械臂上岗后，让人的臂力可以轻松提升六公斤。而最新款的 EksoVes 则可以穿在上身，让佩戴者执行重复性的高空任务时支持手臂。这些机械臂不采用任何电气设备，而是使用空气弹簧。这些旨在“消除与工作有关的颈部、肩部和背部伤害”的可穿戴，穿在身上，既灵活，还透气。

未来的工厂，不仅有机器人，还有“机甲人”。硬碰硬，车间里可真够热闹的。

还要武装头脑

如果四肢能力可以强化，人的技能是否可以同样被强化？这个问题，工业增强现实 AR 正在缓慢地给出答案。在经历了几年叫好不叫座的发展期之后，工业 AR 也正在工厂里找到了自己的位置。

北京一家专门做工业 AR 的软件公司阿依瓦，正在试图跟华尔街最青睐的工业软件明星美国 PTC，进行对标发展。以高端 CAD 和引领物联网发展的工业软件 PTC 公司，几年前购买了著名的 AR 游戏引擎 Vuforia 软件。这款游戏引擎，被进行深度的工业化改造，从而开发了实物模型识别技术，独树一帜。

阿依瓦也突破了这项技术，可以完成发动机或者注塑机的各种角度的精细还原。从不同角度去看一台发动机。如果转动不同角度，就会呈现不同的侧面，叠加不同的特性。哪怕只转一度，画面也会在精细呈现，令人叹绝。这对于装配工人的工作，将一下子变得轻松起来。这种方式可以看成是一种“眼球随动”的技术，就像是战斗机驾驶员的平视显示器 HUD 头盔，这种机载光学显示系统，可以在平视状态下，在同一视野中兼顾仪表参数和外界目视参照物。而这种技术背后，拼的就是模型识别和算法的功力。它将 CAD 设计之后的三维尺寸，形成几千套实物不同角度模型，形成 AR 中的语料库，进行神经网络算法的培训。

这些提前将经验重新编码的知识，将会极大地提升现场工人的操作能力。

技术突破是一回事，商业化应用则是另外一个挑战。目前还是有三大限制仍然在限制工业 AR 的发展。一个是用户的认知。很多人以为工业 AR 就是可视化。“可视化”的口碑，在工业界正在变得越来越糟糕。参观工厂人们，对现场大屏所展示的图像和数据，越来越充满不信任感。就像保健品一样，这三个字在中国已经彻底做坏了自己名声，几乎没有多少人相信保健品的功效。同样，如果只是强调“可视化”，其实也是毁了 AR 在工业领域的应用。

二是硬件计算能力还是没有跟上。一个微软的 Hollens 镜头的计算力，跟手机相比，就像是小学生见到了大学生学霸。当前很多设计与仿真的工业软件，已经很好地解决了硬件算力匹配的问题。多年的老夫老妻，已经磨合得轻车熟路。而工业 AR 软件，跟硬件的关系还是跌跌撞撞，需要相互提携。就像针织衫一样，经一线纬一线，相互穿插，才能更好地进步。单方面的急性子也无济于事。三是合适的界面还是没找好。用手机看屏幕太小，用平板电脑看则需要格外多一个身外之物。还是要等最轻便的 AR 眼镜，才能扭转局面吧。

随着虚拟现实 VR 在 2021 年出货量已经超过 1000 万台，增强 AR 也会很快迎来自己的春天。而在工厂里，这些能够将知识随时输送给现场工人的工业 AR，也会迎来自己的春天。工业 AR 在工业领域真正的作用，就是将现场的员工进行知识武装。就像知识容器一样，将技能赋予给现场的员工。这种威力，相信在未来 3-5 年，会集中爆发。

混合用工混合劳动力

一直深耕工程机械服务的河北石家庄天远公司，正在极力推动“知识嵌入型”的工业 AR 的软件硬件一体化方案。它巧妙地利用了现场操作必须配套头盔的这个现实，将既有的头盔跟眼镜巧妙地结合在一起。跟云端的结合，则解决了基本算力的问题。但真正的挑战，依然是知识的编码。

对于工程机械的数字化服务，天远已经是多年的修炼。最早做机器定位，很好地解决了挖掘机的丢失或者干私活的问题。它在国内很早就使用卫星定位系统，并通过手机短信进行工程机械服务。现在，在机器维修，它也找到了全新的数字化手段。

机器打黄油是一个常备工作。以前打黄油。需要操作工用黄油枪找到油嘴，对准后开始注满黄油。一台机器可能有 10 个黄油嘴，每一个黄油嘴都需要对准。现场的操作员体力消耗严重，眼睛也容易看花。而且注油的效果，也经常很难衡量。很多油缸没有注满，造成工程机械没有得到良好的润滑，从而损坏关节、磨损机体，也造成巨大的噪音。但要想依靠工程机械的自动润滑，则往往又不够稳定，最后还是需要人员操作。

从管理学的角度看，不可衡量的就不可管理。工业的一大难题，就是现场工作难以衡量，在那些人员独处作业的时候，无法计量将会导致管理失控。如果仅仅是采用远程监控的方式，通过后台监管，人员成本就会太高。这种人加人、人监控人的方式，是一种传统工业的工头思维。后台监管的一定不能是真人，而是需要通过机器人进行判断。于是天远设计的头盔眼镜，派上了用场。它可以自动识别，将图像转换成数字传回来，被计算机还原成数学模型自动识别，可判断操作人员的操作手法是否准确和黄油是否注满。有了辅助判断，员工打黄油的效率也得以提高。这种辅助机器运维的强人化，实现了半人工半机器决策的操作，为未来机器人的完全替代做铺垫。

它还为管理者，带来了数字化考核的新思维。公平化、保持评价的差别化，是激励现场工人的重要准则。通过头盔，后台机器人可以对前台进行管理考核，在质量准则下，快速决定工酬。员工仅仅需要佩戴头盔进行工作，后台自动完成计件。原来公司和工人，需要日清月结：每天记录工作，每月结算工资。几十项考核指标记下来，工资数据量很大，财务结算非常困难。而员工也会对各种指标非常在意。核对这些指标，也成为一件伤人情的工作。而现在，工业 AR 头盔，不仅可以现场指导，而且可以将数据直接记录下来，直接考核直接发放工资，从而做到日清日结。这是原来的表格、手机拍照等考核制度，所完全无法胜任的。

并不满足于日清日结，天远还打算走的更远，那就是“单清单结”。

有了工业 AR 头盔的助力，很多机器维修工作变得简单。那么这些简单化的工作，能否让被强化能力的外部员工去实现呢？

如果可以用快递小哥去配送零部件，为什么不可以让他们完成维修，从而节省公司内部员工的力量。天远已经开始让快递员，在配送零件的同时，同时配备工业 AR 头盔。这些头盔可以全程指导快递员进行机器保养：当然现在还不能进行太复杂的操作，但换滤芯换机油灯还是完全可以胜任的。操作流程会显示在头盔眼镜上，而如果操作流程不对，则会被立即告知重新操作。这种方法，相比于公司自己派出的维修工，费用不到原来的 1/5。工业 AR 头盔的使用，预计可以为天远减少近 20% 的运维团队。

看上去，一个企业的组织也正在发生变化。平台化用工正在兴起。一个企业需要混合用工，更多使用外包员工的力量。这里既有技能的瞬时倍增，不能缺乏质量监控；也有劳务费用的快速结算：外包员工和内部员工结算工资方式会有很大的不同。就像滴滴一样的单清单结，显得非常重要。传统的薪酬管理方式，很难应付这种情形。平台和系统变得至关重要，识别现场情景的工业 AR，也会使得企业的财务部门变得强大起来。从关注于阶段性的月薪年薪方式，走向节点时的计费方式。

解决最后一米的技术赋能和工资结算，也是未来混合劳动力的一个重要议题。

特殊的管理层

信息化这么多年，都是围绕电脑端展开，只是方便了办公室的决策人员，方便了现场的脑力劳动者。它打开了信息流，但工人的操作手段，过去的信息化并没有给与足够的关注，没有提供太多的工具。生产一线的操作工，这么多年来，作业方式变化并不大。IT 系统，并不是为现场员工设计的。而一个工厂，现场人员占比往往是 80%，却没有提供太多的手段。

联想集团在深圳的生产基地是一个万能工厂，可以生产个人电脑、服务器、平板、显示器、AR 等各种产品（除了手机之外），自动化、产线柔性和数字化程度都很高。但这里的全球制造工程总负责人的工作重点，却一直是面向现场的员工。“车间主管”这一个特殊的管理中层的苦恼，在这里像放大镜一样被放大。

车间主管是一类很特别的管理人员，跟办公室里的工程师相比，他们受教育程度并不高。车间就是每天每年成长的舞台。但是，对于产线一线操作工而言，他们需要扮演管理者的角色。

车间主管其实是最操心大妈。所有跟机器、物料相关的事情，都需要记在心里，随时调取。尽管这几年也有一些简单的平板电脑或者屏幕提供一些帮助，但绝大部分还都是靠记忆、靠 Excel 表、靠手工涂涂画画。

电脑工厂最大的挑战，就是订单的多样性。在更为极端一点的是联想旗舰工厂的合肥联宝。每天收到的 5000 个订单里，85% 的订单的制造数量小于五件。不同产品、不同型号，往往意味着频繁的切换产线。

这两年，类似先进排产软件，已经开始能够应对这一点。通过采用一键排产的技术，尽管排列组合的可能性甚为浩大，但基本可以自动对机器、物料进行精准的排列。然而，这些精巧系统，都是面向物理空间的组合。而在现实中，车间主管要考虑的问题，还要加上一个对人的考量。

一条产线在一个班次要应对五种订单的 10 个类型产品，但并不是所有的工人都具有相同技能，都能去应付如此多样的型号。在关键工序上，一定要有熟悉这些类型的人把手，质量才能保障。那么，哪些人要镇守在这些关键工序？而且人是活的，总会有缺勤的人。这些空缺，应该由哪些人替代？

主管的脑袋里，总是在飞速地计算，要快速地将手下的员工排一遍，从而调兵遣将，布置到位。

好了，这才可以就绪。准备排班啦。

还没来得及喘口气。什么，王老五今天情绪不好临时请假，不来了。

等一等，重新拿出笔，划掉一个人，换上一个技能差不多的人。而这带来的连锁变化，也需要重新排列一下。这就是车间主管忙碌的现场。

不得不说，中国工厂信息化与工业融合，推动了十多年，对于中高层的信息化管理，起到了良好的推动作用。企业办公室高层越来越依赖信息化的可视化结果，但那些车间主管所在的车间里，依然是一块没有春风的冻土。管理层拥有具有先进制导的导弹，而车间主管却依然是靠着小米加步枪在机器堆里奔波。

当下的数字化转型，正在改变信息化时代的这个遗憾。联想深圳工厂的制造工程部门，决定向车间主管提供一套火箭军装备，这就是被称之为“玲珑塔”的主管管理系统，实现基层干部的强人化。

“玲珑塔”是一套直接劳动力系统（跟办公室等非直接劳动力系统相对应）。它会对每一个现场操作的员工，进行“数字化技能画像”的软件系统。它描述了一个新进员工技能发展的变化，受过何种机型的培训、在岗质量无缺陷时间等整个在职周期的技能曲线。

有了这套系统，车间主管再也无需依靠顽强的记忆，来搜索合适的员工去上岗。前端的信息化排产软件可以“一键排产”，而主管则可以做到“一键排人”。当硬骨头的订单任务下达的时候，那些精通装配、测试、包装的躲技能员工，被联想内部称之为“老 A 军团”的特殊兵种，可以立刻选出来。搭配上一些全新招聘的新员工，一支铁军立刻就能建立，在全新的产线上打硬仗。

这使得主管在现场的管理技能瞬间倍增，正是强人化最好的用武之地。

虚拟员工助理

虚拟员工助理 VEA（Virtual Employee Assistan）是近两年兴起来的一个新兴赛道。美国 Moveworks 这样的 VEA 独角兽，前两年估值 20 亿美元。它是用于解决“员工支持”，例如对于政策解答、人力资源求救等。传统方法往往靠着不同信息系统的反复切换，加上人员之间的间歇性沟通，无法形成统一的工作流，工作也会屡屡被中断。虚拟员工助理，是一种新型机甲外壳，它希望借助于自然语言理解 NLU、会话 AI 和语义搜索方面等结合起来，实现事务性问题的整个流程的端到端自动化。员工只需在既有沟通工具（如 Microsoft Teams、Slack 或者企业微信）上向 Moveworks 描述他们需要什么，以在几秒钟内获得帮助。

国内的果然智汇公司，就试图对 IT、人力部 HR 这类知识服务型部门，进行强人化的努力。员工可以通过语音交互的方式，“唤醒”各个系统并且将这些系统的输出信息自动关联在一起。这是一个员工随时可用的，集成多部门系统的自动应答平台。

最近两年，机器人流程自动化 RPA 也开始火爆起来。这类机器人软件，模拟人在计算机上的操作，按规则自动执行流程任务。在生产管理环节中，会减少大量重复性劳动。就像是决心减肥的人盯上了自己的赘肉，层层堆积反复的流程就将会被取代掉。例如从这个系统的复制，然后到另外一个系统的粘贴等一个个零碎的工作，将会被自动“缝合”在一起。

跟 RPA 聚焦在流程自动化有所不同，VEA 更加聚焦在人的交互。尤其是语音交互功能，正在释放员工的双手，不再需要在各个不同的信息化系统之间穿梭。北京果然智汇和来也公司，似乎正在将二者进行结合，构成了员工智能服务的系统。这种致力于员工信息连接能力强人化的系统，就像是百变孙悟空：变老鹰、变乌鸦、变老庙，以各种形状来跟既有的系统进行接口。它就是一个跨系统“摆渡车”，来回运载信息，并且以最方便的语音交互方式，强化员工驾驭系统的能力。

新型的知识管理似乎正在卷土重来。十多年前旨在管理企业内部经验知识工程和知识管理曾经风靡一时，但通过 IT 系统的固化，似乎是死路一条。连美国对于员工经验管理做的最好的美国陆军，也最后放弃了这条路线。知识管理，最大的问题在于试图让人贡献出自己的知识，并进行编码。但贡献者没有回报，使用者又很难拿来就用。使用频率过低，是一个致命问题。无人使用，知识管理软件，最后都是被饿死的。而新一代的知识管理，则不再强调人的知识，而是着重于强化个人的管理信息和数据的能力。作为一种高频使用的知识机器人，它应该迎来全新的春天。

来也公司已经为很多企业的大数据中心，提供了机器人流程自动化的应用，例如表单的拆分、视频的推送等。但与此同时，也可以提供工具，用来复制自己的技能。一线业务人员可以开发自己的业务机器人，并分享到机器人共享平台上，让别人使用。这种降维知识的灌输，使得原本需要职位较高员工所完成的工作，基层员工也能实现。看上去，月工资 8000 元的人，可以干出月薪一万二的活儿。但这样下去，不知道是前者该嘚瑟，还是后者该发抖。强人化的结果，让传统组织形态正在产生裂缝。新鲜的空气涌了进来，使得断裂面发生了氧化的作用：新的组织肌理，开始隐约浮现。