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看清工业4.0 “马桶盖现象”点出中国制造的困局

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供稿:中国工控网 2016/6/21 11:41:16

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  财经作家吴晓波在去年发表了一篇题为《去日本买只马桶盖》的文章,通过中国游客去日本“暴买”马桶盖和电饭煲的现象,点出了中国制造业目前的困局,瞬间引发热议。此后,“马桶盖现象”成为了中国制造业的标签——中国的低端产能过剩,是工业大国,但不是工业强国。

  这种“马桶盖现象”是在德、美、日等工业强国都找不到的,也是中国制造业在学习工业4.0的过程中面临的最大问题。

  工业4.0要量力而行

  中国制造业不缺少学习工业4.0的热情。在德国汉诺威工业博览会上,前去观展的中国企业家一年比一年多,不少人抱着“我这次去德国引进一条工业4.0的流水线”的想法前去取经。但这个想法本身就是错误的。

  西门子亚太区管理委员博乐仁表示,“如何造一个工业4.0工厂”这个问题本身就是不对的。因为工业4.0涵盖了一系列生产附加值的步骤,包括产品管理、工程、制造、供应链、物流链等,需要改变整个流程来降低成本,提升效率。

  西门子的安贝格工厂是工业4.0工厂的教科书,只要谈到工业4.0,就绕不开安贝格工厂。可即便如此,西门子也没有革命性地对所有的业务进行“一股脑”地改造。博乐仁说:“工业4.0需要一套标准化的体系来实现,需要一个数据平台来支撑,如果只想让整个生产过程中的一小个环节实现工业4.0,那这个工程就太浩大了。”

  中国可能会有一部分新兴产业率先实现工业4.0。比如那个最著名的“黑灯工厂”,在新松机器人自动化股份有限公司的工厂,机器人满车间来回穿梭,根据指令到仓库取货,将其搬运到工位上,然后由机械手装配零部件。此后的喷涂、烘干、检测、成品入库全部由机器人完成。这个工厂即便是在夜间关着灯也照样能从事生产。

  至于其他一些仍在沿用传统生产模式的企业,例如中国很多中小企业目前还处于工业2.0阶段,连3.0都没有完成,谈何4.0?以博世洪堡物流中心为例,工业4.0时代的物流系统是用射频技术,加上一个射频芯片,不用人工扫码,就能掌握一箱货品走到什么地方。但是国内有的企业如今连条形码都没有,能够先通过条形码建立初步的系统,就是很大的进步了。

  从最基础的方面来说,实现工业4.0首先需要建立一套标准化的体系和可以衔接的端口,而这正是中国制造业最薄弱的环节。再先进的技术也绕不开生产规范化、人员技能水平这两大基本课题。一流企业卖标准,二流企业卖技术,三流企业卖产品。如果中国没有把最基本的课题解决掉,那么中国制造业仍旧很难在工业4.0阶段实现赶超。

  复旦大学产业发展研究中心主任寇宗来教授曾经表示,“经济学里有一种说法:最先进的不一定是最好的。也就是说,要采用适合企业实际情况的技术。所以企业一定要量力而行,既要看到未来发展的前景,也要注意到自身发展的阶段,不能太超前。”

  达成工业4.0需要九大支柱

  那么,问题就冒出来了,到底什么是工业4.0,中国企业到底达到什么样的软硬件需求可以迈入工业4.0的大门呢。有人说,在100个人眼里,会有100个工业4.0。也有人不同意,直接把这个数字放大了10倍。

  至少到目前,还没人能够给工业4.0下个清晰的定义,但是波士顿咨询公司已经明确了共有九大支柱技术来组成工业4.0的内核,这一观点已逐渐取得了行业的多数认同。

  大数据分析

  在制造业领域,基于海量数据的分析方兴未艾,它已经能帮助企业优化生产质量、节省能源并改进设备服务。在工业4.0的环境下,对不同数据源(生产设备和系统,以及企业和客户管理系统等)进行收集和分析,将成为未来企业进行实时决策的标准配备。

  自动机器人

  很多行业的制造商已经广泛采用机器人完成复杂的生产任务。未来,这些机器人将变得更加强大,它们之间可以互通互联,也可以安全地与人类协同合作,甚至从人类身上学习新的技能。这些新机器人不但在性能上远远超过今天的工业机器人,更大大降低了成本。

  模拟技术

  在工程设计领域,不少公司都采用了3D模拟技术来设计产品的结构和材料。未来,模拟技术将在工厂运营中扩展到更广的范围。人们可以用实时数据来模仿包括机器、产品和人在内的物理世界,将新产品放入虚拟的生产环境中。在进行实际生产前,公司可以对这些新产品进行测试和优化,从而减少设备装配调试的时间,并提高产品质量。

  水平和垂直系统整合

  今天,大部分公司的IT系统并未完全整合。公司、供应商和客户常常相互割裂。企业内部的工程设计、生产和职能部门也往往各自为战。即便是工程设计这一环节,也没有几家公司能做到“设计—制造—自动化”的三位一体。但随着工业4.0的发展,公司各部门将成为一个更加紧密的整体,一条横跨公司的数据网络将让价值链真正实现自动化。

  工业物联网

  随着物联网时代的到来,越来越多的设备,甚至包括一些半成品都将装备嵌入式计算技术,并通过标准技术实现互联。届时,身处不同地理位置的产品设备将能进行互动和沟通,并由中央处理器集中控制。物联网将实现决策的去中心化,互联设备能进行自动分析和决策,对环境变化进行实时反应。

  网络安全

  很多公司的管理和制造系统依旧是独立或封闭的。但随着工业4.0的到来,原先相互隔绝的设备将以统一协议相互连接,工业系统和生产线将连接成一体。届时,保护关键工业系统和生产线免受网络安全威胁的需求将大幅提高。安全可靠的网络通信,以及身份辨别和接入管理系统将变得至关重要。

  云计算

  很多企业已经开始在企业和数据分析应用中使用基于云的软件。随着工业4.0的到来,越来越多与生产相关的任务需要更多的跨地域和跨公司的数据分享。与此同时,云技术的性能也会不断增强,使反应速度达到几毫秒。机器数据和功能将逐渐迁移到云端,越来越多的生产系统数据服务也会应运而生。未来,检测和控制生产流程的系统也会搬到云端。

  增材制造

  目前,一些企业已经开始采用增材制造技术(比如3D打印),但大多数都处于试验阶段或用于制造独立部件。在工业4.0时代,增材制造将会被广泛地应用到小批量生产定制产品上,带来诸如复杂或超轻量的设计等结构优势,高性能、去中心化的增材制造系统将降低产品的物流成本和库存。例如,飞机制造企业已经开始使用3D打印技术,通过新型设计来降低飞机的重量,节省钛等稀有材料的使用量。

  增强现实技术

  增强现实系统可以在很多方面协助工人生产,例如通过手持设备挑选仓库中的配件或发送维修指令。这些系统目前还处在实验阶段。但未来,这些技术将为工人提供实时信息,帮助他们进行实时决策,改善生产流程。 

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