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解读经济:10分钟让你知道什么叫工业4.0

作者/整理:金融班 来源:互联网 2016-06-24

  随着互联网技术的不断升级以及一系列政策的出台,一种全新的生产制造模式正在酝酿,工业自动化行业的发展将引领经济进入崭新的未来。由此诞生的工业4.0、互联网+、3D打印技术、机器人等名词也不断充斥我们的视野。虽然网上有不少关于新名词的解释,但大多是苦涩难懂的表述,犹如天书看完仍不知所云。为了让大家能更好更快地理解这些新兴起的概念,时代华商小编特别整理了这篇接地气的文章,跟大家解释一下比较难懂的工业4.0。十分钟让你知道什么叫工业4.0!


  接地气模式开启前要了解的三个学术概念:
  工业1.0:机械化,以蒸汽机为标志,用蒸汽动力驱动机器取代人力,从此手工业从农业分离出来,正式进化为工业。
  工业2.0:电气化,以电力的广泛应用为标志,用电力驱动机器取代蒸汽动力,从此零部件生产与产品装配实现分工,工业进入大规模生产时代。
  工业3.0:自动化,以PLC(可编程逻辑控制器)和PC的应用为标志,从此机器不但接管了人的大部分体力劳动,同时也接管了一部分脑力劳动,工业生产能力也自此超越了人类的消费能力,人类进入了产能过剩时代。

  要理解工业4.0,要先从目前状况说起,现阶段我们称作工业3.X,也就是3.0中后期,这种状态叫做完全的自动化和部分的信息化。

  ——先来说说现时工厂的业务模式

  “生产产品,然后卖出去”是工厂存在的目的。因此在工业企业中,通常会分为两个大的部门,一个是生产部门,一个是业务部门,前者通过MES(制造执行系统)管理,后者通过ERP(管理信息系统)来管理。

  这两个系统有什么区别呢?ERP更倾向于财务信息的管理,而MES更倾向于生产过程的控制,简单来讲,ERP主要告诉你客户需要生产多少个瓶子,哪天下单,哪天要货,而MES主要负责监控和管理生产这些瓶子的每一个步骤和工序如何实现。

  在中国工厂的很多车间里,各个生产设备之间、生产设备和控制器之间,都已经基本实现了连通。再牛逼一点的公司里,整个工厂已经通过制造执行系统(MES)连通起来,而业务部门全部通过ERP连通起来了。

  ——看到这里,发现问题没:ERP和MES其实并没有连起来!

  所以当ERP给MES下达生产计划指令后,MES在生产过程中发生了与计划偏差的事项(比如设备坏了,原料不合格等等),MES会根据车间的实际情况进行调整。但是ERP是不知道的!所以它会继续按照原本的计划执行订单,时间久了,财务系统和工厂的实际情况就会出现非常大的偏差。

  两者没有连接起来的原因这里简单说下:首先是ERP和MES的开发公司通常是负责财务和负责生产的两群人合作,他们之间不但互相不懂对方的职业术语,而且互相看不上对方。另外,业务部门和生产部门在公司里通常是分开运营,各自的领导有各自喜欢的供应商。

  当然,人民群众的智慧是无穷的,他们是断然不会干等着两个系统的偏差越来越大的,既然系统不给力,咱人工上,咱们工人有力量。所以工厂车间通常会定期把MES的调整项做成一个表,交给业务部门,然后由业务部门手动在ERP中调整过来。

  ERP和MES的问题只是工厂内系统断层的一个问题缩影,事实上工厂里还有非常多的其他系统,设计、制造、采购、办公等等,这些系统都是一个个的信息孤岛,互相都不知道对方在干啥,干到哪一步了。其中一个部分出了特殊情况,其他部分都不知道,只有等到问题出现了,才能退回来,所有系统再一个个改。

  这样人工调配的情况在以往是十分普遍的,以前因为在工业时代,产品生命周期一般都比较长,所以靠着人工沟通,虽然偶有出错,但是问题也不算严重,还在可控制的范围之内。

  但是,可怕的狼终于还是来了。

  ——这两只狼,一只叫产能过剩,一只叫互联网。

  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,比你快的多的是。比方说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,成为了烂大街的过时货,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地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。

  但是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。

  这两只狼,逼迫着传统工业必须做一件工业社会里最不爱做的事——快速、小批量、定制化的生产。

  所以这个时候,准备工作要开始动起来——那就是工业3.0首先要进化为3.X,所谓工业3.X,其实就是先把ERP和MES等等信息系统彻底打通,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。

  看似简单的过程,但也许我们中国就需要十年甚至更长才能完成。

  好了,现实问题讲完之后,3.0算是大圆满了,接下来我们就要开始新一段的烧脑之旅——我们终于要冲击工业4.0了。

  这个时候3.0中已经完全的自动化和信息化要开始做一件事,就是“结婚,生娃”,这个过程,德国叫工业4.0,美国叫工业互联网,我们工信部称之为两化融合,物联网的NC粉们把它叫做万物互联。

  所有的物,如果需要互联沟通时,都必须解决一个“语言”的问题。

  ——要实现万物互联,必须需要一个专门的通讯协议。

  通讯协议是什么,这个是一个关键问题。你可能会说,为什么不用现在互联网的通讯方式,也就是TC/PIP协议?这是个技术问题,简单的来说,互联网的通讯方式,速度还是太慢,精准度还是不够,安全性还是不好。而工业生产中,对于速度、精度和安全性的要求,要远远高于下载一部电影的要求。

  这也是德国的工业4.0,美国的工业互联网,以及中国的两化融合中国制造2025,这些时髦的名词背后的核心问题,大家在争这个通讯标准。美国的互联网世界第一,所以美国人希望从信息化层降维到自动化层;而德国的机械制造业最强,所以他更希望从自动化层升格到信息化层;中国嘛,制造业第一大国,互联网第二强国,所以两边都不想跟,打算自己搞个互联网+,也叫中国制造2025。

  ——工业4.0第一重天:智能生产。

  上文中有说过,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。但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,简单来说他就相当于一个二维码,可以自带一些信息,他比二维码厉害的地方,在于他可以无线通讯。

  举个例子,在某可乐的生产车间内 ,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、李四和王五定制的可乐。

  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,然后控制器就告诉灌装机器手,“加十克白糖!”。

  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!”……

  这就是我们所说的多品种、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。

  ——工业4.0第二重天,智能产品。

  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;就像我们平时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——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,就是先弄智能工厂,还是先做智能产品。德国希望前者,美国希望后者。至于中国,我们就专注“加”,正加反加都是妥妥的。

  ——工业4.0第三重天,生产服务化。

  由于智能产品会不断地采集用户的数据和状态,并上传给厂商,所以这就使一种新的商业模式成为可能——向服务收费。

  这个服务是什么呢?比如要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工厂,这样厂家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。但现在那个厂家可以告诉你什么时候需要修什么时候需要养护,你要想知道的话,只能付款获取相关信息。

  在这个阶段,所有的生产厂商都会向服务商转型。

  ——工业4.0第四重天,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,这就是云工厂。

  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。

  ——工业4.0第五重天,跨界打击。

  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。

  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。

  ——工业4.0大圆满,黑客帝国。

  整个工业4.0过程,就是自动化和信息化不断融合的过程,也是用软件重新定义世界的过程。

  在未来,多元宇宙将在虚拟世界成为现实,一个现实的世界将对应无数个虚拟世界。改变现实世界,虚拟世界会改变;改变虚拟世界,现实世界也会改变。一切都在基于数据被精确的控制当中,人类的大部分体力劳动和脑力劳动都将被机器和人工智能所取代,所有当下的经济学原理都将不再适用。

  当然,这只是根据目前在经济现状对未来经济趋势的一个推测,能否真正实现还需要时间的验证,当中也有可能出现一些无法预测的“突变”。但我们仍然相信,制造业迈向智能化、自动化的进程是不会减慢的。

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