德國工業(yè)4.0“教父”的智能制造觀

時間:2015-12-15

來源:網(wǎng)絡轉載

導語:什么是工業(yè)4.0?首先是高度靈活又高效能的生產(chǎn),做到價值創(chuàng)造流程的按需優(yōu)化和實時優(yōu)化。

展望工業(yè)4.0世界

新工業(yè)革命的推動力主要有三個,一個是技術,尤其是數(shù)字技術;第二個是無處不在的連接,特別是物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)開始進入工廠;第三個是自動化程度越來越高的工業(yè)系統(tǒng)。這三個因素疊加起來就形成了一種趨勢,自動化之后的重點就是系統(tǒng)對外部環(huán)境的感知,通過感知形成工業(yè)大數(shù)據(jù),現(xiàn)在很多數(shù)據(jù)都不是免費的,將來數(shù)據(jù)會越來越廉價甚至免費;然后會有人工智能,機器擁有學習能力;然后是新的分析工具,用來分析數(shù)據(jù)并指導行動。

自動化系統(tǒng)、虛擬世界和現(xiàn)實世界的融合,涉及到不同的技術,有很多技術參數(shù),同時有很多不同的應用,3D打印講的就是其中一種。這些都需要用一個軟件架構來界定,很多標準都需要統(tǒng)一,如果我們能夠來共同推進,就容易產(chǎn)生大的突破。

從制造行業(yè)來講,制造本身與客戶服務、行業(yè)服務也在慢慢的融合,今后你可能分不清楚制造與服務這兩者的區(qū)別。未來制造業(yè)的發(fā)展方向,是數(shù)據(jù)推動的商業(yè)模式的創(chuàng)新和轉型。

什么是工業(yè)4.0?首先是高度靈活又高效能的生產(chǎn),做到價值創(chuàng)造流程的按需優(yōu)化和實時優(yōu)化?,F(xiàn)在德國各個不同制造行業(yè)的靈活度都達到了40%左右,可以隨時消化吸收40%的訂單下降,照樣順暢向前發(fā)展,就是說我們可以經(jīng)受30%-40%的收縮打擊。做到這一點離不開基礎設施的升級,自動化程度、數(shù)字化程度等等。

工業(yè)4.0還意味著環(huán)境友好的發(fā)展模式。你可以把工廠遷回城市,照樣不會對環(huán)境造成很多影響,如果你采用環(huán)境友好的生產(chǎn)方式的話。

第三就是社會形態(tài)的改變。商業(yè)環(huán)境和社會環(huán)境將會越來越復雜,要掌握這個復雜的環(huán)境,我們必須擁有權力下放的和更加分散化的自我組織形式,也就是說企業(yè)職能從中央控制系統(tǒng)變成自組織平臺。企業(yè)員工會更加朝著自我組織,自我約束來發(fā)展。我們最終將有一個更加靈活的生態(tài)系統(tǒng),非常有動態(tài)性,這樣它才能隨時響應合客戶需求,實時的適應市場變化,現(xiàn)在這還做不到,但已經(jīng)有這樣的想法。

智能生產(chǎn)的含義

以上是宏觀的視角,如果我們從微觀視角來看工業(yè)4.0,具體到一家企業(yè),變化會在哪里?

第一個維度,橫向的一體化要做的更好,內(nèi)部流程的打通和數(shù)字化,這意味著我們要不斷改進現(xiàn)在所做的工作,比如說軟件、解決方案,3D打印的生產(chǎn)方式。

第二個維度,改進縱向一體化,這個問題十到十五年前我們就在討論了,上下游的供應商合作伙伴怎么打通?,F(xiàn)在我們必須要實現(xiàn)橫向、縱向一體化的無縫對接。

第三個維度就是全生命周期的產(chǎn)品管理,從工程設計到產(chǎn)品生產(chǎn)和售后服務的生命周期,我們都必須統(tǒng)一管理。這方面過去已經(jīng)有很多管理軟件,但這些工具之間沒有什么聯(lián)系,數(shù)據(jù)結構也不一樣,需要打通和升級。

制造業(yè)的核心是工廠,工廠的智能化管理非常重要,工廠并非自己獨立工作,而是要跟智能電網(wǎng),智能物流,智能樓宇建筑連接起來,根據(jù)訂單、能源、物流等條件的變化實時調(diào)整生產(chǎn)。這意味著工廠越來越聰明,知道怎么樣進行生產(chǎn),機器也變得更加智能化,可以相互交流,來控制產(chǎn)量。

所有這些都需要更加聰明的人來完成,我們稱之為智能操作員,各種不同的智能設備、數(shù)字設備來幫助他們操作,以往分散的各個項目要連起來,基本原則是更加自動化。

這只是故事的小一部分,還有很重要的一部分,就是智能產(chǎn)品。產(chǎn)品離開工廠到達客戶之后,應該不斷的收集用戶數(shù)據(jù),變成一個小的平臺,所有產(chǎn)品的數(shù)據(jù)集中起來之后,就變成了大數(shù)據(jù)系統(tǒng),實時分析這些大數(shù)據(jù),就可以進一步優(yōu)化我們的流程和業(yè)務模式,為客戶提供更多的服務。這方面的創(chuàng)新速度非???,客戶也在不斷的受益。

舉個例子,阿迪達斯。阿迪達斯今年推出了3D打印制鞋技術,成本并沒有增長很多,但可以縮短外包線路,甚至把生產(chǎn)轉回國內(nèi)。阿迪達斯還給跑鞋裝上了傳感器,你就可以對所有的數(shù)據(jù)進行收集和衡量,這雙鞋怎么穿的,怎么用的,然后基于這些數(shù)據(jù)可以對產(chǎn)品和流程進一步優(yōu)化,再按優(yōu)化后的版本生產(chǎn)和銷售。比如個性化設計,按照客戶的特殊的要求來生產(chǎn)鞋子。

基于智能平臺的“一切皆服務”

接下來就是智能服務,這方面的重點不是產(chǎn)品,而是新商業(yè)模式下的新服務項目。前提是數(shù)據(jù)化、知道用戶的偏好和習慣,以此來啟動商業(yè)模式和服務的優(yōu)化。

道理非常簡單,數(shù)據(jù)變成了一種產(chǎn)品,它本身蘊含著價值。如果你的商業(yè)模式是數(shù)據(jù)驅動的,那么所有的一切都可以成為服務,這一點并不神秘,絕大部分公司都可以做到。

具體怎么做呢?沒有任何一個公司能夠做到所有的數(shù)據(jù)收集、分析工作都自己做,因為工作量太龐大了。你需要有一個強勁的生態(tài)系統(tǒng),來幫助你來做連接,幫助你把不同領域的數(shù)據(jù)收集、回傳、分析。這涉及到互可操作性,你需要在一個平臺上對這樣的生態(tài)系統(tǒng)進行管理。

實際上它關系到工業(yè)4.0的最終結果,就是要實現(xiàn)各種設備工具機器之間的互聯(lián)。

用汽車行業(yè)做一個例子,未來可能在所有的展覽上你都可以看到互聯(lián)汽車,或者叫自動駕駛汽車。它需要有智能架構來支撐,一輛汽車自動行駛,它必須實時了解周圍的環(huán)境,數(shù)據(jù)傳輸速度要非???,以毫秒來計算,這意味著網(wǎng)絡基礎設施和底層技術架構必須得升級。

現(xiàn)在是怎么做的呢?比如說谷歌,它有幾百上千輛汽車在路上收集數(shù)據(jù)做地圖、做測量。以后不會是這樣的了。因為以后所有的汽車都會都有數(shù)據(jù)采集設備,比如在德國,所有新車上都已經(jīng)安裝了傳感器。

從公司層面,軟件的虛擬化非常非常的關鍵。比如說在一個組裝線上,來自于不同廠商的機器設備必須互相匹配和協(xié)調(diào),怎么才能知道是否匹配協(xié)調(diào)呢?如果你有一個數(shù)字模型來控制所有機器,這樣你把設備賣給客戶之前,他們可以模擬使用這些設備的情景,這是就是我所說的軟件的虛擬化,在這個基礎上,我們才能實現(xiàn)所有機器設備的互聯(lián),智能的互聯(lián),這是一個軟件定義的架構。

說到通過軟件平臺管理生態(tài)系統(tǒng),現(xiàn)在有一些爭論,就是平臺中立化問題。有人擔心平臺被用來打擊競爭對手,或者說平臺上的公司被平臺控制。這是一個問題,因此我們需要一個開放的的數(shù)字平臺,讓客戶能夠即插即用,同時又有能夠支付得起的服務價格,還需要有值得信賴的云,不管是公有云還是私有云,你要保證系統(tǒng)的安全性,確保能夠把世界上所有的設備和機器安全地聯(lián)系起來,這是一個終極的目標。

在商業(yè)模式上,平臺要保證所有人都可以參與進來,平臺上面任何類型的服務都可以實施,不同的市場、不同類型的服務、不同類型的社區(qū),想做什么都可以。所以我猜這樣一種平臺,應該由具有高度專業(yè)知識的重要公司來提供,這樣才能保證底層很復雜、很堅固,但頂層有很大的靈活性,而且簡單易用。

在商業(yè)模式的創(chuàng)新上,現(xiàn)在我們已經(jīng)可以根據(jù)用量來進行收費,但對于平臺即服務的模式,平臺必須是雙向的,在一個連接了大量設備和終端的平臺上,一方面你有很多供應商,另一方面你又有很多客戶,這天然就是一個雙向市場。

如果認同這一點的話,問題的下一步就是,這對于工人來說意味著什么呢?在過去我們優(yōu)化的是流程,以后我們優(yōu)化的是工作場所,是工作本身,這會導致工作崗位變少嗎?

這在德國的確是一個關注焦點。工會作為員工代表,比較擔心工人以后會不會沒有工作了,因為所有的事情都可以自動化、用機器人做了。確實會存在這么一種情況,低附加值的工作可能會消失,但是新的工作崗位也會被大量創(chuàng)造。過去十年,德國對機械工程師的需求增加了9.5萬個,而自動化產(chǎn)業(yè)增加了1.5萬個工作崗位。

關鍵是對新能力的要求,比如說一個機器操作員,工廠變得更加自動化,意味著控制機器的人要更加靈活,要有更強的自我組織的能力和多元化技能。對企業(yè)或政府而言,必須要有相應的教育和培訓,提升工人的技能水平。但是這種培訓可能不是大規(guī)模地坐在一起聽課,而是通過各種靈活的學習方式,這在現(xiàn)在的技術水平下完全能做到。

四大挑戰(zhàn)

面臨的挑戰(zhàn)是什么?首先我們要建立一個數(shù)字平臺,這個本身就是挑戰(zhàn),尤其是有著統(tǒng)一標準的開放數(shù)字平臺,是非常困難的。這也是為什么我反復說我們需要有一些領軍型的公司,核心的公司,先動起來,然后進行標準的協(xié)同化,開放式協(xié)同,然后再讓中小型企業(yè)參與進來共同發(fā)展。

其次就是基礎架構(framework)方面的挑戰(zhàn),比如說在法律上,我們對于數(shù)據(jù)的使用怎么樣來進行管控,相應的法律框架怎么搭建,我們還需要有一個統(tǒng)一的歐洲數(shù)字市場。從政府的角度,數(shù)據(jù)政策就變成了一種經(jīng)濟政策,誰擁有數(shù)據(jù),誰來保護數(shù)據(jù),誰來負責這個分享數(shù),這些都是新課題。

第三個挑戰(zhàn)是公司的組織結構和工作方式的變革。變革的同時,我們需要找到合適的方法來滿足公司所有者和公司雇員雙方的要求,比如說在德國就要考慮到工會的一些要求。

最后,從社會層面來說,焦點之一就是數(shù)據(jù)保護,隱私的保護,那么多的個人信息都在云平臺上,怎樣防止數(shù)據(jù)泄密,泄露客戶隱私等等,這是一個很大的關注。再就是我前面提到的人機交互,機器人和人一起工作,要讓機器人能夠不僅僅了解人的語言或者是肢體動作,甚至能了解人的情緒,在人和機器之間實現(xiàn)類似人和人之間的無縫溝通。我們還在做這方面的研究,還需要相當長的時間才能夠做到這一點。

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