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工业4.0中国试验场 汽车产业先闯关

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供稿:中国工控网 2016/6/28 10:20:49

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   中国的制造业目前还基本处于工业2.0和3.0的阶段,主要是实现生产的自动化和信息化,最近许多工厂都在增加机器人,可以提升产量和质量。但在互联网时代,消费者的需求已经达到了高度的细分和个性化,甚至消费者也愿意参与到产品的设计与创新过程中来。如果在满足消费者个性化需求的同时,也能显著提升劳动生产率,必然要求智能化的工厂、生产和物流体系,这就是朝着工业4.0的方向发展了。这实际上是一个物流-信息系统,实现机器与机器之间的联网。

  对于未来智能化的制造业,德国、美国和日本这世界上制造业最发达的国家,各自走出了自己的发展路径。

  工业4.0是德国人提出的概念,认为制造业未来只能通过智能化的生产创造价值,即制造本身是创造价值的。而美国则提出工业互联网,以通用电气为代表,注重通过产品中的软件,为客户提供服务来创造价值,制造产品本身已经不赚钱了。这也是我们通常所说的物联网

  值得重视又被忽略的是日本。日本已经拥有世界上最高效丰田生产方式,其实在很多方面已经非常接近我们所提出的工业4.0:大规模定制的流水线、高度精密的机器人、零库存的物流系统管理地。只是日本人从来都是先拿出最好的产品令人惊喜,也不知道如何总结概念来忽悠人而已。

  如果用工业4.0来概括制造业未来的发展方向,其实除了智能化与信息系统外,有一点往往被忽略掉,那就是制造业不仅仅是一个个工厂的智能化,它应该是一个整体的智能化系统,其中制造业的可持续性应该成为工业4.0的应有之义。日本的制造业本来就以节能环保著称,日本已经实现了制造业的清洁化,用这个标准来衡量,中国的制造业还有很长一段路要走。能源是所有制造的基础,目前日本还在探索未来分布式的能源,即所谓的“地产地销”的能源系统,进一步实现制造业的智能化和整个工业的可持续化。

  最后,回到中国制造2025。这么多的概念,说到底是制造业要解决三大问题:个性化定制、服务以及可持续。这三个方向都可以创造价值。中国是全球最大的制造业国家,但大而不强。工业4.0是一个长期的进程,对于中国来说更是如此。未来也许中国不是制造业最先进的国家,但肯定是工业4.0最大的试验场。

  中国已经是世界上最大的制造业经济体,工业处于不同的发展阶段,各地经济千差万别,完全可以容纳这个世界上正在探索的不同未来制造业模式。

  我相信,在这个试验场,中国制造2025=德国工业4.0+美国工业互联网+日本精益制造和可持续的制造业。

  100个人眼里的100个工业4.0

  工业4.0显然不是一个简单的名词解释,现在来看,它更像是一堆新鲜名词排列组合之后得出的一份份解决方案。

  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。

  概括地说,这些技术包括互联网时代的三大底层基础设施(工业物联网、云计算、工业大数据)、两大硬件技术(工业机器人3D打印)、两大软件支持(知识工作自动化、工业网络安全),以及面向未来的两大终极技术(虚拟现实、人工智能)。

  这么多技术凝聚在一起,就像一个巨大的9面甚至更多面的魔方,两两结合就能拼凑出不同的图景。不同领域的人受自己所处行业的影响,看见魔方的那一面也有所不同。因而,每个人心中的工业4.0定义和应用场景也都有所不同。

  根据咨询公司罗兰贝格的分析,工业4.0是拥抱了数字化技术的工业。数字系统可以让企业将机器、存储系统,以及运营资本在全球网络中连接起来,并进行信息分享。这些互相连接的系统还可以独立地自我管理,工作效率更高,识别错误的速度也更快。

  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。

  德、美能在工业4.0的高地上会师吗?

  数字化、人工智能、整合、创新……既然工业4.0的概念宽泛得说不清,那么能否用和德国同处全球制造产业链第一阵营的美国所提出的工业互联网来解释工业4.0呢?

  德国的工业4.0和美国的工业互联网还是有一定区别的,但是两者殊途同归。

  首先,美、德的相似之处在于,两国智能制造的三大要素都很相似,有工业云,有应用,还有智能机器。这三大要素和衔接端口、互联的网络一起,共同构成了一个生态系统。

  不同之处在于,美国是自上而下地优化自己的制造系统。依托自己在ICT(信息、通信和技术),特别是互联网领域的优势和其基础科研相结合,希望通过软服务和互联网开放的理念打造整个生态。美国围绕着软服务的基础实现硬制造,最终的目的是控制制造业领域的上下端口,掌控整个生态圈。

  德国则相反,它是自下而上地优化制造系统,是依托强大的具有优势的工业体系,然后再叠加新的信息技术。最终的目的是进一步强化德国在制造业领域的优势,尤其是在诸多硬件标准上保持它的主导权。

  同时,它们也相互借鉴。德国正在逐渐引入一些软服务,而美国在软服务中引入了一些硬制造。

  简单归纳起来,就是美国人是以智能为核心,德国人则是以制造为基础,但两者最终的目标和方向都是一致的。

  汽车产业或将成为中国工业4.0的先锋

  汽车工业的信息化程度一直走在所有工业领域的前列,而且和工业4.0的九大技术支柱都能产生或多或少的联系。如果说有哪些企业能率先完成工业4.0的升级蜕变,那么汽车企业肯定包含其中。

  特斯拉是全球少见的能够兼具“智能产品+智能生产”的企业,也是工业4.0时代所呼唤的企业的雏形。特斯拉的个性化定制服务是汽车制造商中的佼佼者,消费者可以在订车时自定义车身颜色、车顶、轮毂、内饰,甚至能够加装一款软件以实现怠速。

  而传统车企在工业转型的过程中也做得不差。占地仅50万平方米的宝马莱比锡工厂有700台机器人,处处可见机器人在精准、高效地运转,整个车间里几乎看不到人类员工。工厂各处都布满了数不清的传感器,收集着各种生产数据和参数。同时,每台机器人背后都有一套复杂的生产编程软件及设备控制的工业电脑,所有这些组成了一个看不见的高度复杂的电子网络体系,让宝马莱比锡工厂的物流得以智能化,生产线得以高度柔性化。

  这样兼备标准化、模块化和数字化的工厂不仅能做到车型按订单生产和混线生产,还能在不损失生产节拍和品质的前提下,让每辆车能够按照消费者的意愿实现个性化定制。

  至此,工业4.0的两大优点——成本优化与定制服务在汽车制造工厂里已经完成了一个。宝马方面坦言,这样的定制化生产是亏本的,但这是工业4.0时代的大势所趋,所以他们愿意提供这样的服务。

  对于中国来说,这显然是一个鼓舞人心的好消息,毕竟中国的部分工业已经堪堪完成了工业3.0;正在向工业4.0迈进的制造业中,汽车工业恰在其中。工业4.0这个魔方能不能转出一个漂亮的中国结图案?中国的汽车产业或将成为第一个验证者。

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