成排的工业机器人灵活自如地挥舞机械臂，在全自动数控机床上完成抓取、装夹、精准组装各种细小零部件等连续动作；数辆5G AGV小车来回穿梭，精准有序地将物料、成品零件调度运送到位；大数据分析室和联合会议区的智慧大屏上，各类数据实时更新，生产动态一览无余；直达屋顶的立体仓库自动分拣产品、归类……
在西安法士特高智新公司，看不到工业企业“粗、大、笨、重”的传统印记。目及之处，机器与机器之间有条不紊地交流信息、配合默契地协同作业，伴随一条条跳动的程序指令，智能化无人生产一气呵成：“躺”在设计图纸上的齿轮、轴、壳体等零部件从飞溅的切削液和金属屑里诞生，它们被组装成一台台重卡变速器，走向全球市场。
法士特西安高智新公司变速器零件数字化生产线 新华社/供图
“在5G、工业互联网等新技术加持下，我们的关键设备100%实现了身份识别和数字化管理，从毛坯上料、零部件加工到搬运均无人作业，全天候、全时段、全流程自动化生产，可以实现连续6小时无人‘黑灯生产’。”在法士特高智新公司总经理赵建林看来，“黑灯工厂”的内涵远不止字面上这么简单，不仅喻示着高度智能化的作业方式，更是一种颠覆传统生产管理模式的系统性创新。
身负“老军工、老国企、老三线”标签的法士特，前身是陕西汽车齿轮总厂。如今，在数实融合的浪潮中，法士特“智造”的齿轮正加速转动：生产效率提高72%、能源消耗降低14%、产品交付周期缩短20%，高智新工厂入选国家首批“数字领航”企业名单。2023年，法士特销售变速器等各类总成产品83.8万台，同比增长42%，重型汽车变速器年产销量连续18年稳居世界第一。
“高智新”工厂的诞生
“如果说工业机器人是手，AGV小车是腿，自动化立体仓库、运输轨道是血管，那么智慧管理系统就是工厂的数字心脏和大脑，能够自主识别、判断、控制、指挥整座工厂全流程调度。”谈及智慧工厂，赵建林打了一个形象的比喻，“5G实现了所有部位的全连接，它们各司其职，却又实时交流信息、相互协作。”
机器与机器高效“对话”，完成自检、修复甚至追溯等工作。这背后，站着一个200余人的研发团队，以及他们自主研究，在核心工艺、技术、算法等方面形成的289项专利、标准和软件著作权。
工人在法士特高智新工厂项目车间内检测变速器成品 新华社/供图
2021年，装配工艺工程师于明加入建厂的“先遣部队”——在实际工厂落成之前，他们负责搭建出一个模拟工厂。
“整体设备部署、连接，甚至生产线布局，都是从零做起。”于明坦言，这是一个“烧脑”的过程，仅装配线技术协议和车间平面布局图，就各自修订了百余版。
“我们大量应用建模仿真和数字孪生等工业4.0关键核心技术，在虚拟空间模拟工厂实际生产活动，完成机加、物流、装配等生产环节的节拍验证和虚拟调试。”于明说，借助AR等技术手段打开生产过程“黑盒子”，整个工厂生产制造环节变得透明：哪些程序出错了，哪些流程还可以改进，哪些环节潜伏着新的潜力和商机，都一目了然。
产品质量稳定性、生产连续性和加工过程安全性，这些是“黑灯工厂”顺利运行的关键。为保证在2022年顺利投产，“先遣部队”准备了将近一年时间。
“每道工序，都要比对各项参数反复试验，将技术经验转化成标准数据，输入系统智能终端，还要与设备厂家一起调试机械系统，确保各项参数符合生产标准。关于零部件的抓取点位、机械臂的动作轨迹、AGV小车和产线的交互，我们进行了上千次调试。”跟于明一样，技术总监王朝清也见证了高智新工厂的诞生。
毛坯上料，机器人通过工业相机识别位置，机械臂接收信号后抓取，抓取误差需控制在0.2毫米以内，工业相机如何根据光线的强弱自动调整曝光度，机械臂的动作轨迹是直线还是曲线，怎样实现“手眼协调”？一条生产线700余把刀具，刀具磨损需要人工换刀，如何“预知”刀具使用寿命，并根据生产任务和刀具状态，智能分配调度刀具资源，拉长“黑灯”时间？
“没有捷径，只能反复调试论证。”王朝清说，这是一个“笨办法”，好在，经过不断优化，每天的产能从最开始200台份，提高到300台份，到现在达产400台份，“黑灯”时间可延长到6个小时。
一台变速箱由300多种物料组装而成，AGV小车负责这些物料的精准配送。“根据目前的产线节拍，每75秒下一个齿轮，150秒下一个壳体，下线轨道长度有限，不及时拉走就会憋停产线，不能让零件等车，所以需要合理规划58辆AGV小车的行驶路线，通过程序指令让它们第一时间就位。”王朝清将这一过程比喻为“打车”。
“AGV小车的容量为两垛，但原先的调度系统只能拉一垛，我们优化了半年，终于找到最优路线，实现了‘拼车’。”王朝清告诉记者，一辆AGV小车平均每天跑20公里，全部小车加起来1000多公里，相当于北京到上海的直线距离。
一点点打通堵点、一次次技术攻关、一步步优化工艺，“黑灯工厂”全面投产后实现年产自动变速器20万台，产值62亿元。
“1个人干以前5个人的活”
机器“当家”，少人化，乃至无人化，是“黑灯工厂”最为直观的一个变化。
3.3万平方米的机加车间内，12名工人分散在23条生产线上，“操控”着123台工业机器人、207台数控机床以及58辆AGV小车。
“1个人能干以前5个人的活。”机加车间生产计调员常恒臣介绍，高智新公司人均产值提升了5.2倍，从接到订单到成品交付，比传统工厂快4天。
常恒臣每天上班第一件事，制定当天的生产计划。他说，以前人工排产，生产计划人员要先去仓库查看物料，再到车间了解实际生产情况，需要人工收集、整理和分析大量数据，很多时候都是凭经验，效率低不说，还很容易出错。
上海车展，法士特展示的智能传动解决方案。
如今，常恒臣依托生产操作、仓储管理等十几个智慧平台开展智能排产，只需根据集团制造总部的装配装箱需求输入指令，系统会基于车间产能、生产负荷自动生成排产计划，明确每条产线生产的零件品种、数量，成品入库时间，物料补充计划，高效且清晰。
智能化产线操作工成勇干过12年磨齿工，曾一个人管2台机床，每天困在方寸之地重复作业。现在，他的“管辖领域”扩大到整条生产线，除去产线上的9台数控机床、15块显示屏，还要兼顾机器人、电柜、AGV小车交互信号等。此外，徒弟冯乐那条产线也要他“坐镇”。
“虽然工作量大了，活却轻省不少。”成勇说，传统工厂的工人除了管机床，还有很多搬搬扛扛的体力活，给机床加注机油、清理加工废渣废屑、搬运物料，又脏又累。
“黑灯工厂”的每台机床都连着集中供液、供油装置，雾化的油液集中回收，削磨的金属废屑直接压制成金属块，回炉再利用。车间干净明亮，听不见机器轰鸣的噪音，闻不到机油挥发的刺鼻气味，也没有金属零件刨铣削切后的废渣，工人们彻底告别了往日粉尘弥漫的作业环境。
智能生产线改变了以往生产工序“一个萝卜一个坑”的岗位划分，原来分布在生产线上不同位置的多个工种被集中到一个岗位上，对工人技能水平的要求自然更高。
成勇日常负责监控产线运行，密切关注显示屏、设备状态指示灯，随时排除产线异常，基本都是脑力活。这不仅要求他懂技术，还得熟悉工业机器人的“秉性”，了解信息化系统和自动化产线。
“智能化工作场景拓展了我们的思路，不断适应、学习的过程，提升了我们创新创效的能力。”转岗后，成勇反复实操练习智能化操作流程，从头学习机器人编程、产线改造，个人成长按下“加速键”。
“经过精确的效率、成本控制，我们把高强度体力劳动、危险劳动、重复性劳动等低附加值劳动全部交给机器，最终实现合理的人机协作，人歇、设备不歇。”赵建林表示，“机器换人”后，缺的还是人，是能够调试、操作、维修、保养设备的高技能复合型产业工人，他们将成为法士特换挡超车的“变速器”。
“模范生”领跑新赛道
2023年5月，陕西发布25个数字经济典型示范案例。作为领域内数字化转型升级的先行先试者，法士特“商用车传动系统制造智慧工厂”名列其中。这是陕西在全省范围内的首次评选，上榜的企业皆为行业翘楚。
事实上，法士特此前十几年一直在智能制造领域深耕。“从自动化单元到自动化产线，再到智能车间、‘黑灯工厂’，这是一个循序渐进的过程。”陕西法士特汽车传动集团公司副总经理寇植达认为，在数字经济大潮中，数字化转型已不是企业的“选修课”，而是关乎企业生存和长远发展的“必修课”。
生产端改造传统流水线生产逻辑，极大解放生产力的同时，法士特“黑灯工厂”也颠覆了以往的管理模式——没有厂长、车间主任、班组长，“一竿子”插到底，纵向打通层级阻隔；传统制造中的管理、命令和审批全部实现数字化智能化，全员通过数据来驱动，进行自我管理，横向打破行政壁垒。
“表面上，‘黑灯工厂’只是一个单纯的技术攻关项目，实际是一个复杂的系统工程，数字化转型的成功落地不能仅仅依靠技术层面的突破，更需要一次从战略、组织贯穿到企业经营各环节的管理变革。”寇植达举例，以往的管理对象主要是“人”或者现实物理设备，现在重点关注生产数据指标。
在他看来，依托数字化，带来的变化不止于企业内部，在贯通企业内部数据的同时，更可联通产业上下游两端，有力提升产业链数字化协同水平。“数字化转型对企业智能制造团队和市场服务提出更高的要求，需要充分开放合作，构建社会化的服务协作生态。”
在法士特“黑灯工厂”，80%的齿轮生产设备来自秦川机床。法士特是陕西重卡产业链“链主”，而处于产业链上游的秦川机床则是数控机床产业链“链主”。
肩负“链主”职责，法士特在苦练内功之余，勤修外功，领跑数字经济新赛道。
2023年7月，陕西法士特集团科技创新有限责任公司入驻秦创原，主营业务覆盖三大方向，分别是智能制造、智能驾驶、汽车电子，深度关联法士特的核心业务。新平台手握“黑灯工厂”核心技术，将目光投向法士特数百家上下游相关配套企业，借势秦创原创新驱动平台输出智能制造成功经验，融合创新、联合孵化，带动全产业链协同发展。
“我国的制造业已经从组织数字化、业务数字化的阶段，迈入企业大协同、产业链数字化的新阶段。数字化转型，绝非只是龙头企业或者头部企业的数字化，而是连点成线，是产业链上上下下、大中小微企业一同参与、共同成长的数字化。”寇植达说。