眾所周知，入選“燈塔工廠”的企業(yè)歷來(lái)被視作全球數(shù)字化智能制造的典范，是先進(jìn)、智能、綠色的卓越工廠代表。幾個(gè)月前，中國(guó)醫(yī)療器械行業(yè)終于迎來(lái)了首家“燈塔工廠”。

在2024年10月世界經(jīng)濟(jì)論壇公布的新一批全球“燈塔工廠”名單中，GE醫(yī)療北京影像設(shè)備制造基地（以下簡(jiǎn)稱“GE醫(yī)療北京基地”）成為國(guó)內(nèi)醫(yī)療器械行業(yè)首個(gè)獲此殊榮的智能制造標(biāo)桿。作為GE醫(yī)療全球最大的影像設(shè)備生產(chǎn)基地，這里的智能制造實(shí)踐不僅重塑了生產(chǎn)效率與質(zhì)量，更在全球醫(yī)療器械領(lǐng)域樹立了創(chuàng)新標(biāo)桿。

GE醫(yī)療中國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)中心總工程師王春勇先生

近日，在“中國(guó)醫(yī)療器械工業(yè)發(fā)展論壇”中，GE醫(yī)療中國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)中心總工程師王春勇先生，與我們分享了人工智能和數(shù)字化技術(shù)如何賦能醫(yī)療器械的制造環(huán)節(jié)，以及這座“燈塔工廠”背后的技術(shù)邏輯與行業(yè)啟示。

醫(yī)療法規(guī)嚴(yán)格監(jiān)管下，AI賦能如何實(shí)現(xiàn)？

數(shù)字化的本質(zhì)就是賦能，GE醫(yī)療正在加速人工智能和數(shù)字化技術(shù)的部署應(yīng)用，將其融入從創(chuàng)新研發(fā)、生產(chǎn)制造到綠色運(yùn)營(yíng)的產(chǎn)品全生命周期，“燈塔工廠”正是其最具代表性的成果。

“當(dāng)麥肯錫和世界經(jīng)濟(jì)論壇的專家走進(jìn)我們的工廠時(shí)，他們感嘆這是多年來(lái)第一次在醫(yī)療器械領(lǐng)域看到對(duì)智能制造有如此深刻應(yīng)用的案例。”王春勇先生言語(yǔ)中透露出自豪。他口中的“深刻應(yīng)用”，源于北京基地從生產(chǎn)調(diào)度，材料和成品質(zhì)量管理，生產(chǎn)和測(cè)試過程，環(huán)境控制等方面的全鏈條智能化改造。這座扎根北京亦莊30余年的工廠，不僅是GE醫(yī)療全球供應(yīng)鏈的基石之一，更是中國(guó)高端醫(yī)療設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的縮影。

在醫(yī)療行業(yè)的制造環(huán)節(jié)中，人工智能的運(yùn)用必須回答一個(gè)靈魂拷問——如何通過全球不同國(guó)家的嚴(yán)苛審核？作為產(chǎn)品出口覆蓋美、歐、日、巴西等地的制造基地，北京基地每年需接受近百次的各類審核監(jiān)管檢查，各類監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)人工智能參與的決策的要求都尤為嚴(yán)格。GE醫(yī)療的解法是三重保險(xiǎn)：安全質(zhì)量的絕對(duì)優(yōu)先、人與人工智能的協(xié)同決策、模型設(shè)計(jì)的高可靠性。

與此同時(shí)，王春勇先生觀察到，在制造端運(yùn)用人工智能必須遵循一個(gè)樸素的邏輯——“以終為始”。如何將智能識(shí)別與判斷、數(shù)據(jù)建模等融入生產(chǎn)環(huán)節(jié)，如何優(yōu)化數(shù)據(jù)、通過前端供應(yīng)商的原材料質(zhì)量數(shù)據(jù)來(lái)推測(cè)結(jié)果以及進(jìn)行過程自學(xué)習(xí)調(diào)整。“我們需要思考人工智能對(duì)制造端的賦能如何落地。”

機(jī)器視覺、深度學(xué)習(xí)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器人自動(dòng)化、生物特征識(shí)別，“當(dāng)面對(duì)如此紛繁復(fù)雜的技術(shù)和工具時(shí)，只有從目標(biāo)來(lái)反向推導(dǎo)所需的技能時(shí)，我們才能清晰地畫出通向成功的地圖。”王春勇提到，團(tuán)隊(duì)始終以“SQDCI”——即：安全（Safety）、質(zhì)量（Quality）、交付（Delivery）、成本（Cost）、庫(kù)存（Inventory）為核心目標(biāo)，反向推導(dǎo)人（人員）、機(jī)（機(jī)器）、料（原材料）、法（方法）、測(cè)（測(cè)試）、環(huán)（環(huán)境）六大生產(chǎn)要素的優(yōu)化路徑。每一個(gè)技術(shù)改造、算法升級(jí)，都需要反向評(píng)估對(duì)“SQDCI”這五個(gè)維度的影響值。

將AI和數(shù)字化融入產(chǎn)品全生命周期

幾十條生產(chǎn)線，45+個(gè)數(shù)字化解決方案，GE醫(yī)療北京基地將人工智能、云計(jì)算、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)深度融合，成功實(shí)現(xiàn)了增效、提質(zhì)、降本和擴(kuò)產(chǎn)。從端到端供應(yīng)鏈、生產(chǎn)力各要素，到質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展，GE醫(yī)療北京基地持續(xù)升級(jí)，成為該公司全球最大的醫(yī)療影像設(shè)備生產(chǎn)基地，是具備X射線類全產(chǎn)品全系列醫(yī)療設(shè)備生產(chǎn)能力，及最新分子影像設(shè)備制造能力的創(chuàng)新高地。

在醫(yī)療設(shè)備制造的復(fù)雜生態(tài)中，“效率”與“質(zhì)量”往往是一對(duì)矛盾。例如，傳統(tǒng)模式下，GE醫(yī)療的256排CT探測(cè)器的生產(chǎn)需要面對(duì)400多個(gè)模塊、近20萬(wàn)個(gè)子指標(biāo)的排列組合難題，工人需耗費(fèi)大量時(shí)間測(cè)試才能確保圖像質(zhì)量。“過去工人面對(duì)這些數(shù)據(jù)曲線時(shí)，簡(jiǎn)直像在解一道無(wú)解的數(shù)學(xué)題。”王春勇先生回憶道。

然而，通過引入深度學(xué)習(xí)算法，在數(shù)據(jù)庫(kù)中應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和回歸算法，建立起可以自主內(nèi)部安排順序的龐大系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了模塊自動(dòng)優(yōu)化匹配。“通過反復(fù)實(shí)踐，我們的系統(tǒng)經(jīng)歷了五次迭代。如今，工人只需按系統(tǒng)生成的指令操作將物料送入托盤，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)按照順序?qū)⑺奈灏賯€(gè)零件按照最佳組合梳理好，不但測(cè)試時(shí)間驟降70%，材料利用率提升10%，生產(chǎn)效率提升80%，而且最終產(chǎn)品的圖像質(zhì)量達(dá)到驚人的卓越，遠(yuǎn)超人類手動(dòng)排列的結(jié)果。”這可謂‘效率’和‘質(zhì)量’的雙贏。

高端CT探測(cè)器在GE醫(yī)療北京基地的成功本地化生產(chǎn)，不僅讓兄弟工廠“刮目相看”，更使中國(guó)成為GE醫(yī)療CT探測(cè)器的核心制造中心，覆蓋其全球產(chǎn)量的70%。

如果說(shuō)CT探測(cè)器案例展現(xiàn)了AI的“硬實(shí)力”，那么王春勇先生分享的原材料缺陷早期探測(cè)的案例，則揭示了數(shù)據(jù)穿透產(chǎn)業(yè)鏈的“柔性”。CT核心材料缺陷檢測(cè)曾因依賴人工經(jīng)驗(yàn)，年報(bào)廢成本高達(dá)幾千萬(wàn)人民幣。“我們倒推整個(gè)質(zhì)量數(shù)據(jù)鏈，把質(zhì)量管控前移到原材料端，再融合工藝過程的參數(shù)控制，用AI建立預(yù)測(cè)模型。”這一改進(jìn)讓非常復(fù)雜的原材料缺陷在早期的檢出準(zhǔn)確率躍至90%+，年報(bào)廢成本驟降80%+。

“這巨大的成本節(jié)約不是魔術(shù)，而是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)制造的必然結(jié)果。”他總結(jié)道。這種“從結(jié)果反推過程”的思維，正是北京基地能躋身全球“燈塔工廠”行列的關(guān)鍵。

高端醫(yī)療設(shè)備的復(fù)雜程度使得制造和測(cè)試階段的難度大，對(duì)人的技能要求高，不少的優(yōu)化是現(xiàn)有人力計(jì)算所不能及的領(lǐng)域。“而對(duì)AI技術(shù)的有效應(yīng)用是解決此類業(yè)務(wù)場(chǎng)景的不二法門，也是企業(yè)管理創(chuàng)新的熱點(diǎn)技術(shù)方向。機(jī)器視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)，推理決策等人工智能技術(shù)的使用可以極大推動(dòng)生產(chǎn)各個(gè)要素的提升。”王春勇先生表示。

構(gòu)建“智”造生態(tài)：從數(shù)據(jù)貫通到價(jià)值躍遷

最后，王春勇先生分享了他對(duì)人工智能和數(shù)字化技術(shù)推廣價(jià)值的思考：“這不僅是技術(shù)的疊加，而是對(duì)制造全面地重塑。”他以醫(yī)療設(shè)備制造為例，指出高端制造的突圍關(guān)鍵在于兩個(gè)核心能力——產(chǎn)品制程的魯棒性與制造的柔性。例如，面對(duì)復(fù)雜工藝流程與高昂報(bào)廢成本，通過動(dòng)態(tài)參數(shù)優(yōu)化與閉環(huán)控制，為每顆物料定制加工方案，既提升了工藝穩(wěn)定性，又實(shí)現(xiàn)了小批量、多品種的靈活生產(chǎn)。

這一實(shí)踐的基礎(chǔ)，是數(shù)據(jù)與設(shè)備的深度互聯(lián)。“過去車間里的設(shè)備是孤島，數(shù)據(jù)是碎片。”王春勇坦言。GE醫(yī)療北京基地通過工業(yè)互聯(lián)技術(shù)與數(shù)據(jù)云共享技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的智能互聯(lián)，對(duì)制造過程質(zhì)量和效率產(chǎn)生了積極影響，為醫(yī)療器械行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型樹立了成功典范。在這里，制造過程每個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，都經(jīng)過清洗、標(biāo)注、分類，整合、關(guān)聯(lián)分析，最終實(shí)現(xiàn)連接。

而人工智能的角色，則是將數(shù)據(jù)價(jià)值推向新維度。GE醫(yī)療北京基地的諸多實(shí)踐正印證了王春勇先生的觀點(diǎn)：“AI不是替代人力，而是拓展制造的認(rèn)知邊界——它能看到人眼看不見的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，算出手工無(wú)法企及的優(yōu)化路徑。”同時(shí)，數(shù)據(jù)的價(jià)值不止于連接。只有在此基礎(chǔ)之上構(gòu)建起多維度數(shù)據(jù)管理體系，才能最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的全面質(zhì)量管理。

如今，這座“燈塔工廠”的經(jīng)驗(yàn)正沉淀為可復(fù)用的方法論：以魯棒性筑牢制造根基，用柔性應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化，借數(shù)據(jù)互聯(lián)打破邊界，靠管理體系釋放價(jià)值，最終通過人工智能實(shí)現(xiàn)質(zhì)效躍遷。正如王春勇先生的總結(jié)：“當(dāng)制造企業(yè)真正理解這幾個(gè)層次的邏輯閉環(huán)，‘智’造就不再是選擇題，而是生存發(fā)展的必由之路。”