“工业 4.0”一词最早是在 2011 年的汉诺威工业博览会提出。这一概念在德国学术界和产业界推动下形成,现在,它已经成为了德国的国家战略。中德双方在2014年10月10日举行的第三轮中德政府磋商后发表的《中德合作行动纲要》中宣布,两国将开展“工业4.0”合作,该领域合作有望成为中德未来产业合作的新方向。
试想这样一个场景:在飞机引擎生产工厂中,机器人不仅具备娴熟的装配工艺,还能灵活变换工作任务,更为重要的是,它们懂得彼此沟通:如果前一台机器人提高速度,它会通知后一台机器人做好准备;当引擎投入使用时,其装载的传感器会收集飞机在空中飞行时的各种数据,这些数据经过智能软件系统分析,可以精确检测飞机运行状况,甚至预测飞机故障,提示预防性保养等,从而提升飞机安全性以及延长引擎使用寿命。
而从消费意义上来说,“工业4.0”就是一个将生产原料、智能工厂、物流配送、消费者全部编织在一起的大网,消费者只需用手机下单,网络就会自动将订单和个性化要求发送给智能工厂,由其采购原料、设计并生产,再通过网络配送直接交付给消费者。
解读工业4.0
按照德国西门子股份公司工业业务领域总裁鲁思沃博士的说法,“工业4.0”的基础是分布式自组织式的生产流程与大规模单件生产趋势日益融合。因此,人、机器和数据相互连接构成信息物理融合系统(CPS)。这些互联互通的智能体通过基于互联网的技术进行通讯,自行决定可行的最佳生产路径。
简单来说,“工业4.0”项目主要分为两大主题,一是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程以及网络化分布式生产设施的实现;二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D打印技术在工业生产过程中的应用等。
虽然作为德国高科技战略的一部分,“工业4.0”的发展得到了政府的大力支持,德国政府为该项目的投入高达2亿欧元。鲁思沃博士仍然认为,尽管如此,该领域不会出现技术性爆发,而是会经历数十年的发展。并且将会出现许多需要解决的问题,包括合适的迁移路径、如何定义标准、传感器技术的进一步发展、安全措施以及概念和策略的发展等。
“只有经历了工业革命之后,回顾过去,才能说使用‘第四次工业革命’这个词是否合适。但与之前的工业革命相比,过程无甚差异。”鲁思沃博士说。
中国企业需加快转型
作为世界上“最大的工厂”,中国在制造领域发挥着巨大的作用。在中国经济需要转型升级的当下,中国的制造业正在从“中国制造”向“中国创造”迈进。
但是,面对发达经济体如火如荼的再工业化运动,以及东盟国家、印度及拉美国家试图超过中国的阻碍。这样的形势之下,保持增长,同时促进产业升级,对于中国制造业领域来说,仍然是最大的挑战。
鲁思沃博士建议,通过发展技术创新,促进绿色制造,转型为以服务为基础的制造业,中国就能沿着全新的道路走向以高技术含量、优异的产品质量、低能源消耗以及高经济效率和充分利用人力资源优势为特征的工业化。同时,他认为,提高生产力、加快产品上市、灵活的生产模式以及提高资源效率,是从“中国制造”转向“中国创造”的关键因素。
为了实现这一转变,需要先进的技术和高效的生产体系。因此,制造企业应该逐步转向信息化、数字化和智能化,从而将生产水平提升到一个新的高度,为“引领制造业未来”做好准备。
而数字化的企业平台,就是企业实现全生命周期两化融合的途径。西门子(中国)有限公司执行副总裁、工业业务领域总裁吴和乐博士向记者介绍,数字化企业平台是实现数字制造的载体。它可以实现包括产品设计、生产规划、生产工程,到生产执行和服务的全生命周期的高效运行,以最小的资源消耗获取最高的生产效率。
该平台的实现需要企业以数字化技术为基础,在物联网、云计算、大数据、工业以太网等技术的强力支持下,集成目前最先进的生产管理系统及软件和硬件,如产品生命周期管理(PLM)软件和制造执行系统(MES)软件以及控制和驱动技术等。
在提升资源效率层面,制造业企业首先需要考虑设备层面的资源效率提升方案,例如高效电机、变频器等进行设备层面的节能。同时,企业需要将眼光放远,关注能够使全生命周期资源效率提升的整体解决方案。
所谓整体解决方案,指将现有的技术和创新全部整合到一个数字化企业平台中,从企业层面到设备层面给出“基于成本设计”及“基于节能和资源设计”的完整资源方案。产品开发流程和生产流程中的所有环节在生产开始之前就已在虚拟环境达到了最优化。产品设计和生产任务配置所消耗的时间、人力、设备和原材料资源会得到大幅缩减,生产流程也会大大改进。
行业观察:“工业4.0”来了,淘宝会消失吗?
有人说,在“工业4.0”时代,由于小批量生产成为现实,消费者可以通过工厂直接订制个性化产品,省却了流通环节,消费者直接面向工厂,淘宝有可能在十年内消失。
问题来了:真的是这样吗?
广州明珞装备总经理姚维兵认为,在“工业4.0”时代,消费者可以直接把订单下到工厂,不需要经过电商,未来流通环节掌握在物流企业手中,因此像顺丰这样的物流企业可能是未来的商业王者。
德国库卡机器人广州分公司总经理辛志说,2012年马云和王健林就“十年后电商市场占有率能否超过50%”对赌,但现在这个赌局基本上已经撤消了,因为马云收购了传统零售终端,而王健林也进军电商。未来商业发展的趋势一定是互相融合,淘宝不会只做电商,随着工业的变革,他们也会转变服务方式。尽管未来消费者可以向工厂直接下订单,但工厂是海量的,消费者也是海量的,双方要互相联系起来,让供给找到需求,必须依托一个平台。
广州机械科学研究院院长黄兴表示,“工业4.0”本质上是提供解决方案。比如,你有需求,而平台会告诉你有哪些相似的产品,是由什么厂生产的,质量怎么样,价格多少,你在这些解决方案中进行选择。随着存储数据越来越多,平台会更加贴近消费者的需求,提供越来越精确的解决方案。
黄兴认为,即使在“工业4.0”时代,制造业企业也不太可能自己做服务。制造业服务应该专业化,而现有的电商平台可能会朝着这个方向转型。(本报综合)