我农业装备黑灯工厂建设研究(下)

(Research on the construction of black light factory in agricultural machinery manufacturing industry)

四、黑灯工厂在农机制造中应用面临的挑战

黑灯工厂作为高度自动化、智能化的制造模式，虽为制造业带来诸多优势，但在农机制造应用中也面临一些挑战，以下从技术、成本、生产特点适配性方面进行分析：

1、技术层面面临的挑战

机器人视觉技术局限性。机器人视觉技术是黑灯工厂实现精准操作的关键，但目前存在识别精度、抗干扰能力、实时性等问题。在农机制造中，农机零部件形状、尺寸多样且复杂，表面纹理和颜色差异大，这对机器人视觉系统的识别精度提出了极高要求。例如一些不规则形状的农机零件，视觉系统可能难以准确识别其位置和姿态，从而影响后续的装配等操作。而且工厂环境中的光线变化、灰尘等干扰因素，也会降低机器人视觉系统的抗干扰能力，导致识别错误或延迟，影响生产效率和质量。

网络传输技术稳定性。黑灯工厂依赖网络传输技术实现数据的处理和传输，如利用5G技术在生产线侧部署网关、服务器等设备。然而，在农机制造车间，大型机械设备较多，可能会对网络信号产生遮挡和干扰，影响数据传输的稳定性和实时性。如果数据传输出现延迟或中断，会导致设备之间的协同工作出现问题，甚至可能引发生产事故。

机器人技术适应性。目前黑灯工厂采用的工业机械臂、码垛机器人、AGV等机器人技术仍在迭代更新中。农机制造过程中，部分操作需要较大的力量和精度，对机器人的负载能力、重复定位精度等要求较高。一些复杂的装配和加工任务，现有的机器人可能无法很好地完成，需要进一步提高机器人的性能和适应性。而且农机产品种类繁多，生产工艺复杂，不同型号的农机在生产过程中可能需要不同的机器人配置和编程，这增加了机器人技术在农机制造中应用的难度。

2、成本层面面临的挑战

初始投资成本高。建设黑灯工厂需要投入大量资金用于购买先进的自动化设备、机器人、传感器以及建设网络基础设施等。对于农机制造企业来说，尤其是中小企业，这样的成本投入往往超出了其承受能力。投资一条自动化生产线大概需要8000万，且根据行业不同还会存在波动，这使得很多农机制造企业望而却步。

运营维护成本高。黑灯工厂的设备和系统较为复杂，需要专业的技术人员进行维护和管理。农机制造企业需要招聘和培养一批熟悉自动化技术、机器人技术和网络技术的专业人才，这增加了企业的人力成本。而且设备的维修和保养费用也相对较高，一旦设备出现故障，可能会导致整个生产线停工，给企业带来较大的经济损失。

3、生产特点适配性层面面临的挑战

产品定制化需求高。农机产品通常需要根据不同的农业生产需求和地域特点进行定制化生产，产品的多样性和个性化需求较高。而黑灯工厂的生产线在一定程度上追求标准化和规模化生产，难以快速适应农机产品的定制化需求。当需要生产不同型号和规格的农机时，可能需要对生产线进行较大的调整和改造，这会影响生产效率和成本。

生产环境复杂。农机制造过程中涉及到多种加工工艺，如铸造、锻造、焊接、机械加工等，生产环境较为复杂。在这样的环境下，黑灯工厂的自动化设备和传感器容易受到灰尘、油污、高温等因素的影响，降低设备的可靠性和使用寿命。而且一些特殊的加工工艺可能无法完全实现自动化，仍需要人工干预，这与黑灯工厂无人化的理念存在一定的冲突。

五、农机制造业建设黑灯工厂是提高产品竞争力的战略性举措

当前，中国农机制造业面临着诸多挑战。国外农机制造业竞争优势明显，而国内装备水平落后，制造质量不高。例如设备陈旧，导致产品质量难以控制，我国生产的自走式平均故障间隔约为国外同类产品的二分之一；在加工工艺上，与国外绿色数字化设计、激光切割、柔性生产线、各类工业机器人等先进设计手段和装备差距明显。此外，行业结构散乱，产业格局较乱，没有形成具有较强国际竞争力的大型企业集团和专业协作配套能力高的产业集群，缺少为客户提供全套解决方案价值理念以及相关具体措施。

1、黑灯工厂对农机制造业提高产品竞争力的作用

提升产品质量。黑灯工厂运用先进的生产设备和自动化技术，能减少人为因素对产品质量的影响。在玉柴集团的黑灯工厂中，发动机全过程自动化生产，缸孔加工精确至 0.001 毫米，大大提高了产品的精度和质量。对于农机制造业来说，高质量的产品能够提升其在市场上的口碑和竞争力，满足用户对农机产品可靠性和稳定性的需求。

提高生产效率。黑灯工厂可以实现 24 小时不间断生产，且生产过程中的各环节衔接紧密，减少了生产周期。玉柴集团的黑灯工厂相比传统车间，制造效率提升 50%以上。在农机制造业中，提高生产效率能够更快地响应市场需求，缩短交货期，增强企业在市场上的竞争力。

降低生产成本。随着人力成本的不断上升，黑灯工厂减少了对人工的依赖，降低了人工成本。同时，通过自动化生产和精准的物料管理，还能减少原材料的浪费。如格力电器在实现黑灯工厂后，过去一万人的工厂现在只需 1000 人。对于农机制造业这种劳动密集型产业，降低成本有助于提高产品的价格竞争力。

2、黑灯工厂推动技术创新

建设黑灯工厂需要运用网络传输技术、机器人技术等多种先进技术。在这个过程中，农机制造企业会加大在技术研发方面的投入，培养和吸引相关技术人才，从而推动整个行业的技术创新。例如小米黑灯工厂已有自研板测系统、中央调度控制平台等多项核心技术。农机制造业通过建设黑灯工厂，能够在传动系统、节能环保产品及精准农业需要智能控制设备等方面进行创新研发，提升产品的技术含量和附加值。

3、黑灯工厂满足个性化需求

在市场需求日益个性化的今天，黑灯工厂的生产线具有更高的柔性化，能够快速调整生产工艺和产品型号，满足不同客户的个性化需求。农机产品的使用场景和用户需求多样，黑灯工厂可以根据市场需求灵活生产不同类型和规格的农机产品，提高企业的市场适应能力。

综上所述，农机制造业建设黑灯工厂能够在提升产品质量、提高生产效率、降低生产成本、推动技术创新和满足个性化需求等多个方面发挥重要作用，是提高产品竞争力的战略性举措。然而，建设黑灯工厂需要大量的资金投入，对于以中小企业居多的我国农机制造业来说，需要综合考虑自身的经济实力和发展战略，合理规划黑灯工厂的建设。

六、提高黑灯工厂的示范效应，加速农机制造业转型升级

黑灯工厂是一种高度智能化、自动化的现代工厂，即使无人操作，也能 24 小时不间断生产。其示范效应显著，能带动更多上下游工厂进入转型升级的快车道，突破发展瓶颈，为制造业拓展更大的发展空间。例如江西中积智造科技有限公司的黑灯工厂，生产效率比沿海地区的母公司高出 8 倍，效率提升 80%，产品质量合格率达到 100%，用工成本下降 80%，提升了产品整体的市场竞争力。宝钢股份的冷轧厂 C008 热镀锌智能车间作为黑灯工厂，通过大数据和人工智能实现智能化生产，与传统工厂相比，劳动效率提升超过 30%，产能水平提高，吨钢加工成本、吨钢能耗和吨钢综合污染物等指标都有大幅进步。

目前，农机制造业存在生产模式传统粗放、生产效率不高、产品质量参差不齐、能耗较大、人力成本较高等问题，难以满足现代农业对高效、精准、绿色农机的需求，在全球市场的竞争力也有待提升。因此，农业装备制造应抓住黑灯工厂机遇，提高黑灯工厂示范效应，加速农机制造业转型升级。

1、在技术融合与创新上给力

引入智能化技术。农机制造企业应借鉴黑灯工厂经验，引入大数据、人工智能、5G 网络、数字孪生技术和智慧工厂管理系统等，实现设备的智能化万物互联。例如，利用数字孪生技术模拟农机生产过程，提前发现并解决潜在问题，提高生产效率和产品质量；通过智慧工厂管理系统实时监控设备运行状态，实现全线无死角的监测。

开展产学研合作。与高校、科研机构合作，共同开展农机制造领域的技术研发。如宝钢股份与华为公司签署全领域合作协议推进 AI 战略，农机制造企业也可与相关科技企业合作，提升自身的技术创新能力，开发出更先进、高效、智能的农机产品。

2、在产业生态构建上加速

打造数字化产业集群。以黑灯工厂为核心，整合农机制造、信息技术、金融服务和智能物流等多方资源，形成上下游协同发展的数字化产业集群。政府可以出台相关政策，引导和支持企业之间的合作与协同创新，促进产业生态的完善。

推动产业链协同。黑灯工厂不仅要自身发展良好，还要带动产业链上下游企业共同转型。例如，为零部件供应商提供技术支持和管理经验，帮助其提升生产水平，实现整个农机产业链的升级。

3、在人才培养与引进上持之以恒

培养专业人才。加强与高校、职业院校的合作，开设相关专业和课程，培养既懂农机制造又懂智能化技术的复合型人才。企业也可以开展内部培训，提高员工的数字化技能和创新能力。

引进高端人才。制定优惠政策，吸引国内外优秀的智能化技术人才和管理人才加入农机制造企业，为企业的转型升级提供智力支持。

4、国家发挥政策支持与引导作用

政府加大扶持力度。政府应出台更多支持农机制造业智能化转型的政策，如财政补贴、税收优惠、项目支持等，降低企业的转型成本和风险。

加强标准制定与监管。制定农机智能化制造的相关标准和规范，引导企业按照标准进行生产和管理，加强市场监管，确保产品质量和安全。

通过提高黑灯工厂的示范效应，农机制造业能够加速转型升级，实现从传统制造向智能制造的转变，提高生产效率、产品质量和市场竞争力，为现代农业的发展提供更有力的支持。