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工业4.0是什么? —— 未来已来

发布时间 : 2017-11-17     来源 :

  概 念:工业4.0

  工业4.0是德国推出的概念,是由德国政府《德国2020高技术战略》中所提出的十大未来项目之一。

  该项目由德国联邦教育局及研究部和联邦经济技术部联合资助,投资预计达2亿欧元。旨在提升制造业的智能化水平,建立具有适应性、资源效率及基因工程学的智慧工厂,在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络实体系统及物联网。

  德国所谓的工业四代(Industry4.0)是指利用物联信息系统(Cyber—Physical System简称CPS)将生产中的供应,制造,销售信息数据化、智慧化,最后达到快速,有效,个人化的产品供应。

  简单点说“互联网+制造”就是工业4.0。美国叫“工业互联网”,我国叫“中国制造2025”,这三者本质内容是一致的,都指向一个核心,就是智能制造。

  案 例 & 运 用

  全球性的产能过剩,导致企业的竞争越来越激烈,以往一款产品卖三十年的做法已经不行了,你跑不快,有的是快的。老罗的锤子手机仅仅晚上线了几个月,就从一款万众期待的爆款,成为了臭大街的过时货,产品的生命周期大大缩短了。

  互联网时代的到来,撼动了工业时代的一大基础,信息不对称。工业时代里,因为生产厂家无法低成本的了解每一个客户的需求,所以往往采用一刀切的方法,就是把需求做多的性能组合到一起,成为一款产品。

  比如你想要一双适合你的脚的鞋子,鞋厂是无法知道你的脚多大的,所以只能测量很多人的脚之后,把最集中的尺码分成40号,41号,42号等等,但是如果你的脚偏肥或偏瘦,对不起,概不伺候。

  互联网改变了这个局面,人与人,人与厂商,可以低成本的实现连接,从而让每个人的个性需求被放大,人们越来越喜欢个性化的东西。但是个性化的东西需求量没有那么大,这就需要工业企业能够实现小批量的快速生产。

  逼迫着传统工业必须做一件事,一件工业社会最不爱做的事,就是快速、小批量、定制化的生产。

  这个时候,先得做点准备工作,就是工业3.0首先要进化为3.X,所谓工业3.X,就是让工厂原本的所有信息孤岛实现连通。这个时候,就从完全的自动化和部分的信息化,进入了完全的自动化和完全的信息化,也就是工业3.0大圆满阶段。

  别小看这个过程,单就这一条,也许我们中国就需要十年甚至更长才能完成。

  好了,前面的都是现实问题,3.0大圆满之后,我们就要开始科幻烧脑之旅了,我们终于要冲击工业4.0了。这个过程中,3.0中以及完全的自动化和信息化要开始做一件事,就是结婚,生孩子。

  一、智能生产

  如果生产设备和管理信息系统也各自连接起来,并且设备和信息系统之间也连接起来了。你有没有觉得还缺点什么?没错,就是生产的原材料和生产设备还没有连接起来。

  这个时候,我们就需要一个东西,叫做RFID,射频识别技术。估计你听不懂,简单来说,这玩意儿就相当于一个二维码,可以自带一些信息,他比二维码牛叉的地方,在于他可以无线通讯。

  我还是来描述一个场景,百事可乐的生产车间里,生产线上连续过来了三个瓶子,每个瓶子都自带一个二维码,里面记录着这是为张三、李四和王二麻子定制的可乐。

  第一个瓶子走到灌装处时,通过二维码的无线通讯告诉中控室的控制器,说张三喜欢甜一点的,多放糖,然后控制器就告诉灌装机器手,“加二斤白糖!”(张三真倒霉……)。

  第二个瓶子过来,说李四是糖尿病,不要糖,控制器就告诉机器手,“这货不要糖!”

  第三个瓶子过来,说王二麻子要的是芬达,控制就告诉灌可乐的机械手“你歇会”,再告诉灌芬达的机械手,“你上!”

  看到了,多品种、小批量、定制生产,每一灌可乐从你在网上下单的那一刻起,他就是为你定制的,他所有的特性,都是符合你的喜好的。

  这就是智能生产。

  生产的过程智能化了,那么作为成品的工业产品,也同样可以智能化,这个不难理解,你们看到的什么智能手环、智能自行车、智能跑鞋等等智能硬件都是这个思路。就是把产品作为一个数据采集端,不断的采集用户的数据并上传到云端去,方便用户进行管理。

  德美工业4.0和工业互联网的核心分歧之一,就是先干智能工厂,还是先搞智能产品。德国希望前者,美国希望后者。至于中国,我们就搞互联网+,还是加这个东西好,正加反加都行。

  二、智能服务

  刚才说了,智能产品会不断地采集用户的数据和状态,并上传给厂商,这个就使一种新的商业模式成为可能,向服务收费。我好多年前在西门子的时候,西门子就提出来向服务收费,当时我觉得这是德国佬拍脑袋想出来的傻×决定,但是现在我才明白这是若干年前就已经开始为工业4.0的生产服务化布局了。你对西门子的印象是什么?冰箱?你个糊涂蛋,西门子这些年已经悄然并购了多家著名软件公司,成为仅次于SAP的欧洲第二大软件公司了。

  这个服务是什么呢?比如西门子生产一台高铁的牵引电机,以往就是直接卖一台电机而已,现在这台电机在运行过程中,会不断的把数据传回给西门子的工厂,这样西门子就知道你的电机现在的运行状况,以及什么时候需要检修了。高铁厂商以往是怎么做的?一刀切,定一个时间,到时间了不管该不该修都去修一下,更我们汽车保养没什么差别。现在西门子可以告诉你什么时候需要修什么时候需要养护,你要想知道,对不起,给钱。

  再举个例子,智能产品实现后,每一辆汽车都会不断地采集周边的数据,来决定自己的行驶路线,整个运输系统会完全服务化,任何人都不需要再买车,有一天也许自己开车会成为严重的违法行为,因为设备是智能的,而人确是不可控的。

  在这个阶段,所有的生产厂商都会向服务商转型。

  三、智能工厂:云工厂

  当工厂的两化融合进一步深入的时候,另一种新的商业模式就有要孕育而生了,这就是智能工厂。

  工厂里的设备现在也是智能的了,他们也在不断地采集自己的数据上传到工业互联网上,此时我们就可以看到,哪些工厂的哪些生产线正在满负荷运转,哪些是有空闲的。那么这些存在空闲的工厂,就可以出卖自己的生产能力,为其他需要的人去进行生产。

  互联网行业为什么发展的这么快,就是因为创业者只需要专注于产品和模式创新,不需要自己去买一个服务器,而是直接租用云端的服务就行了。而目前工业的创业者,还是要不断地纠结于找OEM代工还是自建工厂中,这个极大地限制了工业领域的创新。

  四、智能物流

  近几年,随着电子商务的快速普及,尤其是双11、双12购物节等对物流快递企业提出了更高的要求,加速了物流快递企业探索智能物流的发展,其中就包括了不少的智能物流技术。

  京东在2016年首次引进智能机器人设备、机器人仓、机器人分拣中心两个自动化设备在双11期间启用,目前在全国范围的自动分拣设备的日均处理量已达到百万件以上。在智能化仓库方面,菜鸟也已经开始大规模使用自动化流水线、机器人等,末端配送机器人在双11期间也投入使用。

  当然智能物流要解决问题相当多,例如包括智能运输、智能仓储、智能配送、智能包装、智能装卸以及智能信息的获取、加工和处理等。

  五、技术支柱

  工业4.0九大技术支柱包括物联网、云计算、大数据、机器人、3D打印、知识工作自动化、网络安全、虚拟现实和人工智能。

  这九大支柱中会产生无数的商机和上市公司。

  延伸:跨界竞争

  当工业4.0进入成熟时,工业企业的跨界打击将比这些互联网企业猛烈百倍。

  举个例子,一个生产手表的厂商,这个表每天贴着你的身体,采集你身体的各项数据,这些数据对于手表厂商也许没啥用,但是对于保险公司就是个金库,这个时候,手表厂商摇身一变,就能成为最好的保险公司。

  当自动化和信息化深度融合的时候,跨界竞争将成为一种常态,所有的商业模式都将被重塑。

  工业时代4.0这条路刚刚开始,但给了我们大概的方向,未来企业会变成数据的企业、创新的企业、集成的企业、不断快速变化的企业。对于整个制造业来说,这是一个巨大的颠覆,称之为工业革命,是毫不为过的。

  小 结

  工业4.0的核心是智能制造,精髓是智能工厂,精益生产是智能制造的基石,工业机器人是最佳助手,工业标准化是必要条件,软件和工业大数据是关键大脑。

  问 题

  随着工业4.0时代的来临,那类公司最有前景? 为什么?

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