Известные темные фабрики по всему миру: реальные примеры производства без освещения

Время выпуска: 2026-10-01

У подножия горы Фудзи в три часа ночи. Парковка пуста, столовая закрыта, а производственный участок невероятно тусклый. Кроме того, роботизированные манипуляторы всё ещё заняты операциями тушения, обработкой подшипников и разгрузкой готовых комплектов. Никто не контролирует процессы: в этом нет необходимости. Утром детективы увидят только ряд новосозданных роботов, готовых к последним проверкам.

Это так называемый тёмный завод — также называемый заводом без освещения. Производство продолжается без присутствия людей на производственном участке; следовательно, нет необходимости включать свет, отопление или кондиционирование воздуха. Концепция заинтересовала производителей с 1980-х годов, и теперь, с новыми поколениями ИИ, машинного зрения и гуманоидных роботов, она находится в повестке каждого отраслевого конференции.

Хотя существует расхождение между заголовками и реальностью на производстве. Чистая практика тёмного завода 100% всё ещё далеко от реальности. Чаще всего упоминаемые заводы на самом деле являются тёмными только в отдельных цехах, секциях или сменах, в то время как небольшая группа сотрудников выполняет техническое обслуживание, контроль качества или другие исключительные задачи. Это не умаляет их значимости; скорее, делает их лучшими объектами для изучения того, как производственные процессы могут работать автономно.

В этом отчёте мы рассматриваем наиболее известные примеры тёмных заводов, расположенных в Японии, Европе, Северной Америке и Азии, указывая их местоположение, производимую продукцию, уровень эксплуатации и основные статистические данные. Затем обсуждаем, какие заводы и сферы могут преобразоваться в тёмные заводы в ближайшем будущем, а какие никогда не станут тёмными.

Тёмные заводы существуют, но они не так распространены, как можно подумать. FANUC обучает роботов строить роботов на тёмных заводах с 2001 года; ASE управляет многочисленными заводами по производству полупроводников без освещения; а Philips и Xiaomi также производят потребительские товары, привлекая лишь небольшое количество работников. В то же время большинство предприятий, таких как Siemens Amberg и Tesla, являются просто высокоавтоматизированными заводами, требующими значительного количества высококвалифицированных работников.

Что такое тёмный завод? Объяснение производства без освещения

Проще говоря, производство без освещения — это производственная стратегия, при которой на завод поступают только сырьё, а выходят готовые изделия при минимальном присутствии людей. Все операции выполняют роботы, станки с ЧПУ, конвейеры, автоматизированные системы хранения, системы машинного зрения и управляющее программное обеспечение, при этом процессы управляются и контролируются ПЛК, SCADA и MES. Поскольку на заводе нет персонала, экономия энергии за счёт отключения света и систем климат-контроля объясняет название производства без освещения.

Идея производства без освещения появилась раньше, чем обычно думают. Писатель-фантаст Филип К. Дик предвидел изобретение самоходных роботизированных фабрик в своем рассказе «Автофак», написанном еще в 1955 году, а к 1980-м годам General Motors и другие компании активно инвестировали в попытки создать автоматизированные предприятия, работающие в темноте. К счастью, почти все первые попытки провалились, так как роботы, датчики и программное обеспечение того времени не справлялись с разнообразием реальной жизни. Современные технологии гораздо более продвинуты, но задача справляться с непредвиденными ситуациями остается прежней.

На самом деле термин “темный” лучше понимать как спектр из трех уровней:

Производство без освещения смены, когда на производственном объекте есть постоянный персонал, но некоторые машины работают ночью или в выходные без присутствия сотрудников. Это широко практикуется в ЧПУ-обработке.
Производственные ячейки и линии без освещения что означает работу определенного производственного подразделения, цеха или зоны без персонала, в то время как другие части предприятия остаются укомплектованными.
И Заводы без освещения когда весь производственный процесс работает без персонала в течение нескольких дней и недель. В мире существует очень мало действующих заводов, соответствующих этому стандарту.

Эту идею спектра следует иметь в виду при чтении приведенных ниже примеров, где некоторые известные имена относятся ко второму уровню, а по крайней мере один из них известен попыткой зайти слишком далеко и слишком быстро.

Известные темные фабрики по всему миру

Следующие примеры производства без освещения чаще всего цитируются инженерами, аналитиками и деловой прессой. Для каждого мы кратко описываем, где он находится, что производит, насколько он автоматизирован и что делает его уникальным.

Япония – FANUC, Ошино (префектура Яманаси)

Позиция Детали
Location Деревня Ошино, префектура Яманаси, у подножия горы Фудзи
Продукты Промышленные роботы, серводвигатели, системы ЧПУ и связанные компоненты
Без освещения с Около 2001 года
Основные данные Около 50 роботов собирается за 24 часа; может работать без присмотра до 30 дней
Уровень автоматизации Роботы, собирающие роботов в специализированных зонах производства без освещения

FANUC – это отправная точка для любых разговоров о темных фабриках. Японская компания использует собственные производственные процессы для изготовления мировых роботов. В отчетах говорится, что компания производит примерно 50 роботов за одну 24-часовую смену, что означает, что их сборочная линия может работать без вмешательства человека не менее 30 дней. Однажды один из руководителей FANUC упомянул, что помимо выключения света, они также отключают систему отопления и кондиционирования в этих частях завода.

Как происходит такое явление? Прежде всего, можно отметить, что завод состоит из отдельных станций, где машины загружают и разгружают производственные ячейки с автоматическими складами, где компания хранит готовую и произведённую продукцию. Хотя люди регулярно посещают объект, это происходит в дневное время для обеспечения технического обслуживания, тестирования и контроля работы, выполняемой роботами.

Что важно, так это факт, что завод может работать без присутствия людей. Это возможно только благодаря постоянному ассортименту продукции, которая производится в больших количествах. Компания реализует ограниченное количество конструкций и осознаёт необходимость автоматизации процесса сборки.

Нидерланды – завод Philips Shaver, Драхтен

Позиция Детали
Location Драхтен, Фрисландия, Нидерланды
Продукты Премиальные электрические бритвы и головки для бритья
Основные данные 128 роботов на флагманской линии, всего 9 работников по контролю качества
Вывод Обычно упоминается около 15 миллионов бритв в год
Уровень автоматизации Высокоавтоматизированная гибкая сборка; люди сосредоточены на контроле качества в конце процесса

Philips производит бритвы на своём заводе в Драхтене с 1950-х годов. Когда компания выбрала автоматизированное производство для своих высококачественных продуктов, а не переезд в страну с более низкими производственными затратами, это считалось началом тренда на возвращение производства. По оценкам, на заводе работает 128 роботов производства Adept Technology (в настоящее время часть Omron) для производства, при этом только девять человек отвечают за контроль качества. По описанию поставщиков автоматизированных решений, количество роботов на предприятии к настоящему времени увеличилось примерно до 200.

Интересно, что Драхтен предлагает гибкость. Вместо создания специализированной линии для конкретной модели Philips разработала систему pick-and-place, которая, вероятно, будет использоваться для производства бритв в течение следующих десяти лет, хотя точный дизайн возможных будущих моделей ещё неизвестен. Более того, роботы перепрограммируемы, а производственные инструменты легко модифицируются, что означает, что будет легко адаптироваться к производству любой новой модели бритвы и избежать строительства нового завода с нуля.

Если быть точным, предприятие в Драхтене занимает большую площадь и также является домом для исследовательского и конструкторского отдела Philips по бритвам и в целом насчитывает около 2000 работников. Число девять относится к операции роботизированной сборки, а не ко всему предприятию.

Германия – завод Siemens Electronics Works Amberg (EWA)

Позиция Детали
Location Амберг, Бавария, Германия
Продукты Программируемые логические контроллеры (ПЛК) SIMATIC, человеко-машинные интерфейсы (HMI), входы/выходы и сопутствующая продукция для автоматизации
Основан 1989
Уровень автоматизации Около 75% цепочки создания стоимости выполняется машинами и компьютерами
Основные данные Качество заявлено на уровне 99,9988% или выше; около 1200 вариантов продукции; около 350 переналадок в день

Амберг считается ведущей демонстрацией умной фабрики в Европе, и это справедливо. Siemens производит собственные программируемые логические контроллеры SIMATIC на этом заводе, при этом используется около 1000 и более контроллеров SIMATIC для облегчения производственного процесса. Приблизительно 75% производственного процесса, по данным Siemens, выполняется машинами и роботами, материалы автоматически транспортируются со складов к машинам, а качество производства оценивается как превосходное, примерно 99,99881%, и даже выше в последнее время.

Самая значимая статистика — это не процент, а рост выпуска продукции более чем в 8 раз за последние годы при неизменном количестве сотрудников и площади завода. Последние отчёты указывают на ежегодное производство примерно 17 миллионов единиц аппаратного обеспечения SIMATIC, около 1200 видов продукции, производимой на этом заводе, и примерно 350 производственных переналадок в день, все организовано с помощью цифровых двойников и MES.

Хотя Амберг не является полностью автоматизированным заводом и Siemens не утверждает обратного, он безусловно демонстрирует, что производство с большим ассортиментом продукции, насчитывающим более тысячи вариантов, может быть очень близко к достижению полной автономии в своих основных процессах. Компания владеет сестринским заводом в Чэнду, Китай, построенным по тем же принципам, и сейчас собирается значительно инвестировать в производство в Амберге для достижения самообучающегося производства с возможностями ИИ.

Соединённые Штаты — Tesla и пределы “Инопланетного Дредноута”

Позиция Детали
Локации Фримонт (Калифорния), Гигафабрика Невада и другие заводы Tesla
Продукты Электромобили, аккумуляторные блоки, приводные установки
Амбиции Почти полностью автоматизированный завод “Инопланетный Дредноут” для Model 3
Реальность Чрезмерная автоматизация способствовала “производственному аду” 2018 года; многие роботы были удалены
Последний статус Маск заявил в 2020 году, что большая часть линии была автоматизирована более чем на 75%, за исключением жгутов проводов и общей сборки

Различные источники утверждают, что Tesla была названа первой полностью автоматизированной фабрикой в Северной Америке. Истинная история несколько сложнее и важна для понимания производства. Для Model 3 Илон Маск создал завод с лучшим уровнем автоматизации, доступным на тот момент —он должен был напоминать инопланетный космический корабль. На самом деле ряд технологий, включая сложные конвейерные системы и роботов, оказались неспособными выполнять те же задачи, которые люди выполняли гораздо проще. В результате такой сложной установки выпуск продукции оказался значительно ниже ожиданий. В апреле 2018 года Маск публично признал, что чрезмерная автоматизация была ошибкой, и компания начала сворачивать автоматизированное производство и нанимать больше работников для выполнения некоторых задач.

Тем не менее, они продолжали применять автоматизацию, поскольку время производства аккумуляторных блоков значительно сократилось, и в 2020 году Маск заявил, что большая часть производства была автоматизирована более чем на 75 процентов, за исключением процессов проводки и сборки. Гигафабрики Tesla являются одними из самых автоматизированных автомобильных заводов, но они не относятся к категории темных фабрик, что подтверждается негативным, но практическим опытом Tesla.

Есть ли в США полностью автоматизированные заводы? Да, но только на уровне смены или ячейки. Большинство цехов с ЧПУ работают в режиме без света ночью, в то время как производители высококлассной электроники могут применять полностью автоматические решения на некоторых участках производства. В целом, темные фабрики довольно редки, и подавляющее большинство новостей об автоматизации в США касается роботов, которые работают рядом с людьми, а не вместо них.

Одной из компаний, добившихся реального успеха в этом, является BMW; так, завод BMW в Спартанбурге смог добиться значительного прорыва с помощью Figure AI terror – это позволило роботам загрузить почти 90 000 листовых металлических деталей за 11 месяцев, что привело к производству почти 30 000 автомобилей BMW X3. С тех пор BMW использует обновленного робота Figure для других целей. Этот факт показывает, что роботизация применяется на отдельных участках, но пока не может полностью заменить работников.

Тайвань и Юго-Восточная Азия – ASE Group Semiconductor Packaging and Test

Позиция Детали
Локации Тайвань (Гаосюн и другие площадки), с расширением в Малайзии и других местах
Продукты Сборка, упаковка и тестирование полупроводников (OSAT)
Первая фабрика без света 2018
Основные данные ASE сообщает о 56 фабриках без света в эксплуатации
Признание Первая фабрика OSAT в Глобальной сети маяков Всемирного экономического форума (2022)

Судя по количеству объектов, можно определить, что ASE может быть крупнейшим пользователем темного производства в своей деятельности. Производитель создал комитет по компьютерно-интегрированному производству в 2011 году, внедрил роботизированные руки и автоматизацию транспортных средств в 2015 году и запустил свою первую фабрику без света в 2018 году. В настоящее время ASE заявляет о работе 56 фабрик без света и обучил более 700 инженеров в области ИИ и автоматизации для фабрик без света.

Бизнес по упаковке полупроводников хорошо подходит для производства без света по трем причинам: маленькие устройства, требующие высокой чувствительности к загрязнениям, высокоорганизованный процесс и использование стандартизированных носителей, которые легко управляются транспортными системами и роботами. Фабрики фронтальной обработки пластин имеют многие из этих преимуществ, так как обработка в чистых помещениях осуществляется без ручного вмешательства.

Китай – умная фабрика Xiaomi, Чанпин (Пекин)

Позиция Детали
Location Район Чанпин, Пекин
Продукты Флагманские и складные смартфоны
Открыта Июль 2024
Инвестиции и размер Около 2,4 млрд юаней (примерно 330 млн долларов США); около 81 000 м²
Основные данные 11 производственных линий; мощность около 10 миллионов телефонов в год

Завод Xiaomi в Чанпине является дополнением, которое сейчас включено в список заметных заводов. Завод представлен как полностью автоматизированная умная фабрика с 100% автоматизацией своих операционных процессов и непрерывной работы линий. Завод управляется собственной производственной платформой, и Xiaomi утверждает, что разработала программное обеспечение фабрики и большую часть оборудования на заводе.

Слоган “один телефон каждую секунду” требует некоторого разъяснения. Запуск производства 10 миллионов телефонов, равномерно распределённых в течение года, подразумевает, что эти телефоны будут производиться каждые 3,15 секунды что быстро, но не так быстро, как могло бы быть. Инженерная команда, а также работники технического обслуживания остаются на заводе, обеспечивая бесперебойную работу.

Другие заметные примеры «тёмных фабрик»

  • Заводы по производству полупроводниковых пластин оснащены автоматизированными системами обработки, которые обеспечивают почти полную автоматизацию перемещения стеллажей в чистых помещениях.
    Цеха с ЧПУ могут работать без надзора в течение длительного времени с использованием роботизированных инструментов и систем управления инструментами.
    Полностью автоматизированные центры хранения и распределения требуют минимального участия человека благодаря передовым логистическим технологиям.
    Электронный завод Siemens в Чэнду является копией предприятия в Амберге, которое производит продукцию SIMATIC в Китае, используя те же принципы.

Сравнение примеров «тёмных фабрик»

Фабрика Страна Продукты Ключевой показатель Действительно без света?
FANUC Ошино Япония Роботы, серводвигатели, ЧПУ ~50 роботов за 24 часа; до 30 дней без присмотра Да, в выделенных производственных зонах
Philips Драхтен Нидерланды Электробритвы 128 роботов, 9 сотрудников контроля качества на линии В основном; люди в QA и поддержке
Siemens Амберг Германия SIMATIC ПЛК 75% автоматизации цепочки создания стоимости; 99,99881%+ качество Нет – высокоавтоматизировано, с участием людей
Gigafactories Tesla Соединенные Штаты Электромобили, аккумуляторы, приводные агрегаты >75% автоматизации линии (2020, по словам Маска) Нет
Группа ASE Тайвань / Азия Упаковка и тестирование полупроводников 56 «тёмных фабрик» Да, на многих отдельных объектах
Xiaomi Чанпин Китай Смартфоны 10 млн телефонов в год; 11 линий В основном; персонал для надзора и обслуживания

Что общего у самых известных «тёмных фабрик»

Существуют универсальные условия успеха, несмотря на широкое использование роботов:

  1. Стабильные и стандартизированные продуктовые линии: Роботы Fanuc, бритвы Philips и продукция ASE производятся в огромных количествах по стабильным проектам. Автоматизация сборочного процесса важна так же, как и приобретение роботов.
  2. Автоматизированный поток материалов и буферизация: Автоматизированные склады, склады, паллетные системы и АГВ позволяют машинам работать длительное время. Без буферизации производственная линия останавливается в любой момент, если некому заменить материалы.
  3. 100% инспекция на линии: Визуальные системы и электронные тесты проверяют каждую деталь, а дефектные автоматически отбраковываются без ожидания человеческой проверки.
  4. Данные, MES и удалённый мониторинг: Каждая станция может сообщать о своей производительности, что позволяет своевременно выявлять проблемы.
  5. Люди переходят вверх, а не уходят: Сотрудники покидают производственный процесс, чтобы работать в сферах обслуживания, программирования, качества и улучшений.

Истинная история: почему 100% «тёмных фабрик» всё ещё очень редки

Если работа без света настолько хороша, почему же после многих лет попыток компаний таких случаев так мало? Препятствия скорее практические, чем технические.

Сложность продукта

Известно, что роботы могут выполнять точные физические операции, но когда речь идет о сложной проводке, мягких материалах, запутанных предметах и сборках, требующих принятия решений, они все еще не достигают этой цели. Именно поэтому изготовление проводов и сборка автомобилей выполняются вручную даже в Tesla.

Частота переналадок

Если завод производит один и тот же вид продукции в течение нескольких недель, он может работать без людей в это время. Если модели меняются несколько раз за смену, нужны работники для смены приспособлений, проверки первых изделий и настройки оборудования. Завод Amberg выполняет сотни переналадок ежедневно с помощью передовых технологий, но все равно нанимает работников.

Затраты на инвестиции и расходы

Например, Xiaomi недавно инвестировала около $330 миллионов в завод по производству смартфонов. Во многих случаях переход с уровня автоматизации 90% на 100% может быть дороже, чем с 0% на 90%, так как в этом случае может потребоваться выполнение самых сложных процессов.

Исключения, ремонты и вариации поставок

Оборудование может заедать, инструменты изнашиваться, датчики сбиваться, а детали отличаться друг от друга от партии к партии. Следует отметить, что на заводе с персоналом люди реагируют на такие проблемы без задержек, тогда как в темной фабрике производство может остановиться на часы, если это не происходит автоматически.

Экспертиза и организация

Для работы полностью автоматизированного завода необходимы инженеры по управлению, программисты роботов, специалисты по данным и обслуживающий персонал. Многие заводы считают, что нанять правильных специалистов на самом деле сложнее, чем приобрести оборудование для завода.

Какие заводы и отрасли с наибольшей вероятностью станут следующими темными фабриками?

Оптимальные кандидаты обладают качествами известных образцов: высокая производительность, мелкие и жесткие компоненты, стандартизированное оборудование и процедуры, способные к автоматизации. Описание квалифицированных областей приведено ниже:

НазадПроизводство полупроводников и пластин на завершающем этапе – многие производственные процессы уже высоко автоматизированы, следующий шаг – взаимосвязь процессов и использование искусственного интеллекта для мониторинга сбоев оборудования.
Сборка электроники и печатных плат (SMT) – процесс сборки электроники уже автоматизирован, а процесс подачи материалов находится в стадии автоматизации.
Точное производство – теперь возможно многодневное непрерывное производство повторяющихся деталей благодаря размещению роботов, контролю станков и измерительным процессам.
Производство аккумуляторов – производство аккумуляторов предполагает большие объемы и опасные технологии, где автоматизация решает задачи, хотя обработка материалов остается вызовом.
Низковольтные электрические элементы – миниатюрные автоматические выключатели (MCB), реле, контакторы и счетчики – это небольшие, прочные изделия, производимые в **огромных объемах и электрически тестируемые для каждого изделия, что делает эти элементы потенциальными кандидатами для автоматизированного производства.
Производство фармацевтической продукции – уже высокоавтоматизированные процедуры, обеспечивающие стерильность.

Отрасли, где полностью не будут внедрены «темные фабрики», включают производство автомобилей, производство мебели, производство одежды, изготовление специализированного оборудования и любые продукты, производимые по заказу в небольших количествах. В этих отраслях цель – повышение автономности в специализированных областях, а не полная автоматизация.

Гуманоидные роботы часто считаются недостающими элементами пазла. Хотя эти машины несомненно помогут выполнять задачи, основанные на человеческом опыте, практика компании BMW наглядно доказывает, что существующие роботы могут эффективно работать в определенных условиях производства под контролем работников.

Как малые и средние фабрики могут перейти к производству без операторов

Большинство малых и средних предприятий не имеют бюджета и потребности в заводе типа FANUC. Вместо попыток построить завод FANUC производители могут рассмотреть создание высокоавтономных ячеек. Это означает производственные станции или линии, способные выполнять операции в течение всей смены без участия операторов. Каждая ячейка приносит собственную прибыль, и все они вместе способствуют достижению автономной фабрики.

  1. Сначала стабилизируйте процесс. Всегда лучше учиться на ошибках Tesla при внедрении автоматизации в нестабильные процессы.
  2. Автоматизируйте узкое место, а не всё подряд. Начинайте с процесса, вызывающего наибольшие задержки в производстве.
  3. Внедрите инспекцию 100% и автоматическую сортировку. Ячейка может работать без надзора только если она способна выявлять дефектную продукцию.
  4. Добавьте буферы материалов. Оборудование, такое как питатели с чашей, магазины, штабелеры и выходные контейнеры, дает любой быстрой машине возможность функционировать автономно.
  5. Подключите данные. Все станции производственной линии должны быть подключены либо к системе управления производством (MES), либо хотя бы к центральной панели управления.
  6. Проведите испытание одной смены без операторов. Разумно запустить одну хорошо отлаженную ячейку на ночь перед масштабированием.

Производство низковольтного электрооборудования является хорошей иллюстрацией этого пути. Современный Автоматизированная сборочная линия MCB может собирать автоматический выключатель каждые 2–3,5 секунды с визуальным контролем на каждой станции и быстрой переналадкой между моделями 1P и 4P, в то время как Автоматизированная линия тестирования автоматических выключателей может тестировать и сортировать 1800–2400 единиц в час с полной прослеживаемостью данных. Линии, построенные такими производителями оборудования, как Benlong Automation, именно те высокоавтономные ячейки, которые позволяют среднему заводу по производству автоматических выключателей работать дольше с меньшим числом сотрудников – без притворства, что это «темная фабрика» с первого дня.

Если вы решаете, какой тип линии подходит для вашего объема и ассортимента продукции, наше руководство по выбору автоматизированной производственной линии объясняет фиксированную, программируемую, гибкую и интегрированную автоматизацию простыми словами, а наша статья о преимущества эффективности промышленной автоматизации охватывает типичные диапазоны инвестиций и сроки окупаемости.

Заключение: Темные фабрики реальны, но путь важнее ярлыка

Производственные мощности FANUC для изготовления роботов, сборочные линии Philips, фабрики ASE по производству полупроводников, а также заводы Xiaomi по выпуску смартфонов демонстрируют, что идея производства, при котором рабочие на заводе вообще не нужны, на самом деле возможна. Siemens Amberg доказывает, что завод с присутствием людей может иметь аналогичные преимущества и достоинства. Более того, история с Tesla служит примером того, как одна компания пыталась достичь того, что в тот момент было невозможно.

Для большинства производственных площадок главный урок заключается в том, что нет смысла пытаться достичь слишком многого на темном заводе. Необходимо определить производственные процессы, которые можно автоматизировать, обеспечить их некоторыми средствами безопасности и материалами, а затем развивать каждый этап процесса шаг за шагом.

Ссылки

Планируете свою первую линию с высокой автономностью?

Вам не нужно строить высокотехнологичный завод, чтобы получить большие преимущества. Если вы занимаетесь производством автоматических выключателей (MCB), автоматических выключателей с расцепителем (MCCB), дифференциальных автоматов (RCCB), контакторов, реле или счетчиков и хотите работать дольше с меньшим количеством персонала, все, что вам нужно сделать, это связаться с нами, отправив образцы вашей продукции, производственные цели и объяснение используемых сегодня технологий. Наши инженеры посоветуют, с чего начать автоматизацию, какой вид бесперебойной работы возможен для вас и когда вы можете ожидать возврата инвестиций.

Запросить бесплатную оценку автоматизации →

WhatsApp
+86 150 5837 0007
Электронная почта
xsb@benlongkj.cn