BCG波士顿咨询公司发布了关于未来工厂的最新研究报告《2016年未来工厂研究》，通过研究汽车供应商和整车厂来探究未来几十年的工厂，在利用创新提高生产效率方面，这两类企业一直走在前列。报告的目的是描绘2030年未来工厂的蓝图，并对其价值进行评估和制定实施路线。

未来工厂的要素

作为一种未来设想，未来工厂是是指制造商应通过改进工厂结构、工厂数字化和工厂流程，来提高生产效率。通过未来工厂结构、数字化、流程来说明未来工厂是由哪些要素构成。

未来工厂的结构

未来工厂结构的布局更加灵活、方向更多，拥有模块化生产线装置和可持续的生产流程。其结构主要包括多方向式布局、模块化生产线装置和可持续生产。调查中，无论是现在还是未来，受访者都认为工厂结构在远水救不了近火工厂中发挥重要作用。

多方向式布局。未来工厂将会采用多方向式布局，将产品放在无人驾驶运输系统上，通过与生产机器相联系来单独指导生产。德国奥迪R8的工厂里就没有固定的传送带，。与此相反，按照地面激光扫描仪和RFID技术，无人驾驶运输系统会在装配流程中移动车体，达到快速改变装配布局的目的。

模块化生产线装置。未来的工厂结构拥有可更换的生产线模块和生产机械，可轻松进行重新配置。目前，丰田正在墨西哥和中国的工厂装配“简单利落”的生产流水线。这家汽车制造商将会使用模块化的传送带（建在工厂地面而不是坑井中）给工人提供更大的灵活性，他们可以灵活地改变生产线的长度和移动线端设备。

可持续生产。未来工厂的目的是实现生态可持续生产，其中包括有效利用能源和材料。伟巴斯特已为罗马尼亚阿拉德的工厂配备了LED照明和夜间自动冷却系统，从而大大降低了能源消耗。

未来工厂的数字化

制造商对数字技术的使用越来越广泛。越来越多的公司都尝试引入更智能的自动化生产，以此来提高生产效率。

智能机器人的安装。机器人可以执行工人无法执行的复杂任务，能够快速地从生产线收集信息，按其特性自动调整它们的动作。

使用协作机器人。机器人可以与工人展开协作。在德国的大众汽车工厂中，协作机器人完成了工厂无法拧紧的螺丝。

实行增材制造。制造商已开始使用3D打印技术制作工具和组件。劳斯莱斯幻影这款车使用3D打印技术制作的部件超过1万个。

使用增强现实技术。增强现实技术（例如佩戴智能眼镜）能使员工获得视野范围的信息。这种协作技术在装配、维护和物流等方面特别有用。德国的大众汽车的工厂就已经配置了3D智能眼镜，进行订单拣选。

应用生产模拟技术。使用实时3D生产模拟技术，制造商可以优化生产流程和物料流。

进行实境培训。3D模拟培训有助于员工在现实化环境中学习，奔驰通过车辆和装配组件的数字模型开发出虚拟装配生产线。员工在虚拟环境中使用虚拟角色，分析完成装配任务的最佳方法。

进行去中心化生产指导。很多公司已开始使用先进技术在工件、机器和员工之间进行通信，从而创造出自主生产流程。博世尝试开发能够检测工具位置的程序，根据工具的位置以及其收到的有关工件确切位置的信息，这种工具将会自动加载相应程序，执行特定操作。

进行大数据分析。制造商正在使用应用程序来自动分析大量的数据。在位于德国下图尔克海姆的工厂，奔驰已在使用预测分析来检测600多项质量影响参数，生产完美的气缸盖。

工厂流程

通过使用新的数字技术，制造商已将精益管理提升到了新的高度。在精益管理中，数字技术能够提升的两个关键要素是以客户为中心和持续改进。

以客户为中心。制造商对客户需求有了更深的了解，比如通过大数据分析，他们能够获得客户的产品应用反馈。反之，公司也可使用这些客户反馈来改善产品设计和生产流程。很多公司还希望能够利用新技术，了解客户在汽车生产方面的意见。

持续改进。制造商正在使用各种新技术来提升作业价值，不断改进生产流程。博世使用的软件能够分析燃料喷射器的实时生产数据，该软件会监测流程执行率并识别作业趋势。它能将偏差信息自动传递给操作员，由他们加以纠正。

全方位一体化价值链

在未来工厂中，由供应商、部件制造、冲压车间、车身车间、涂装车间、最终组装及客户组成的价值链，将实现全方位一体化，打破传统界线。在整个价值链中，IT系统与各种必要的生产数据全方位一体化，将对生产制造产生促进作用。在一个公司里，这种一体化可以加强研发部门、生产部门、销售部门等其他职能部门之间的联系。

对于这种一体化价值链中的每一个工厂车间，汽车行业调查对象均针对其认为的在工厂结构、工厂数字化、工厂工艺方面最重要的要素给出了自己的看法。

部件制造

部件制造将具有更大的灵活性、更好的工作条件，并从中受益。例如80%的汽车行业调查对象提到了去中心化生产指导的相关性，尤其提到了2030年未来工厂机器参数的自动调整。

几乎所有调查对象均指出了机器与产品之间通讯时的灵活性提升问题。生产凸轮轴时，蒂森克虏伯公司为每一凸轮轴分配了一个数据矩阵代码，代码中包含产品数据。产品机器对每一凸轮轴代码进行扫描，并在执行制造任务前，对其参数进行相应的调整。

此外，超过70%的调查对象表示，到2030年时，增材制造（一般称为“3D打印”）将与部件制造相关。其中，提到的增材制造的用途不仅有打印原型，而且还有打印各种工具和零部件。

冲压车间

冲压车间的设备效率将大大提高。93%的汽车行业调查对象提到了2030年预见性维护的相关性。实际上，大部分调查对象已经实施了其第一次预见性维护，或者正在计划在未来两年内实施。

德国舒勒集团研制出了一款机器人，不仅可以沿着冲压线移动零部件，还可以对各种部件的情况进行监测并提前发送给工人的更换零件的信号测。斯柯达汽车公司将安装能耗比传统系统低15%的冲压线，对冲压期间释放的能量进行回收。

车身车间

各汽车公司正在采用新技术来提高车身车间的灵活性。超过80%的汽车行业调查对象表示，到2030年，智能机器人及生产模拟将与车身车间密切相关。汽车制造商已经在利用可以与车身进行通讯并根据接收到的信号相应地调整自身行为的机器人，工业机器人维修，同时模拟还可协助车间布局的规划与配置。

库卡和微软两家公司针对生产Jeep牧马人的车身车间开发出了一款智能系统，不仅可以连接所有机器人，而且还可以对机器人的磨损情况进行监测。麦格纳实施了西门子开发的一款模拟程序，该程序可促进数字化规划，同时还可复制车间操作流程，例如高达6个机器人的互动化协作。

涂装车间