是哪些因素鑄就了工業(yè)4.0?
影響制造業(yè)的幾個因素
制造業(yè)是非常高度競爭性的行業(yè),不像有些行業(yè)比較壟斷,有些門檻,制造業(yè)本身籠統(tǒng)的講,是高度競爭化的企業(yè)。制造業(yè)需要關注的一些挑戰(zhàn),提高質(zhì)量、降低成本、提高生產(chǎn)力、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,100多年來,這是永恒的話題。
不同時期的挑戰(zhàn)是不一樣的,衍生出了不同的解決方案。這也是為什么大家歸納總結(jié)了工業(yè)1.0、2.0、3.0、4.0。實際上都是為了解決提高質(zhì)量、降低成本、提高生產(chǎn)效率、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
如今這個時代,高度網(wǎng)絡化、協(xié)作化會對未來制造業(yè)會有什么影響?為什么叫工業(yè)4.0?
推動制造業(yè)發(fā)展的主要推動力主要是來自三個方面:
、商務和政策的推動力。制造業(yè)按客戶需求提供產(chǎn)品服務,是商務新聞。同時,政策導向也永遠會對制造業(yè)產(chǎn)生很大影響。
第二、制造業(yè)本身的子系統(tǒng)。在不同時期,子系統(tǒng)是不一樣的。今天的子系統(tǒng)是物互聯(lián)網(wǎng) ,服務人,大數(shù)據(jù),工業(yè)機器人。
第三、基礎研究的推動力。比如材料科學,像是納米材料、黏性材料,這類基礎研究玩玩會產(chǎn)生顛覆性的變化。
很多技術(shù)可以提高制造業(yè)的生產(chǎn)效率。目前發(fā)展中,更多關注生產(chǎn)流程的創(chuàng)新、自動化、精密的制造系統(tǒng)。但我還是要說,新的材料、測量系統(tǒng)以及可持續(xù)發(fā)展,同樣深刻影響著制造業(yè)的未來。
數(shù)字化不僅僅是提升效率
好了,以上是前言。今天我們還要講講,數(shù)字化、自動化以及網(wǎng)絡化會對制造業(yè)能夠產(chǎn)生一些什么樣的影響。
過去十幾年、二十年,技術(shù)發(fā)展快的是移動通訊和云計算。今天的產(chǎn)品非常容易與傳感器和計算機結(jié)合,再加上無線通訊就產(chǎn)生了智能產(chǎn)品。產(chǎn)品本身突然變成智能化,可以產(chǎn)生數(shù)據(jù),可以有反饋,可以產(chǎn)生信息。
中國的移動數(shù)據(jù)發(fā)展是走在世界前沿的。4G網(wǎng)絡完全可以滿足人們的對話、視頻需求。未來的5G會主要滿足機器跟機器之間的通訊、物與物之間的通訊。
整個社會、行業(yè)、各個企業(yè)都在把產(chǎn)品智能化。等下一代通訊技術(shù)成熟了之后就會極大改變物為人所提供的服務。
通過工業(yè)4.0與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合,我們把它叫物聯(lián)網(wǎng),在這個時候就把人跟服務有機的聯(lián)系起來,所有的產(chǎn)品都是有智能的,可以通訊的,提升數(shù)據(jù)分析能力。
數(shù)字化和自動化融合為制造業(yè)生態(tài)
很多朋友都問,數(shù)字化跟自動化融合的切入點在哪里?我個人認為,數(shù)字化跟自動化的融合本身是一個多方位的耦合,所以它實際上并沒有的切入點。
受關注較多的是生產(chǎn)管理系統(tǒng)。它是工業(yè)4.0的核心,但只是其中的一塊。未來的物聯(lián)網(wǎng) 并不是局限于用工業(yè)4.0來提高工廠效率,而是在互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)架下產(chǎn)生一個互聯(lián)互通的生態(tài)環(huán)境。
未來的系統(tǒng)架構(gòu)要有很好的軟件,可以擴展、擴容;通訊方面要考慮到各種協(xié)議的兼容性;每一個產(chǎn)品都能產(chǎn)生數(shù)據(jù),每一臺機器都可以產(chǎn)生數(shù)據(jù),甚至每一臺中壓開關、低壓開關都產(chǎn)生數(shù)據(jù)的時候,如何對網(wǎng)絡流量進行控制?從廣義上來講,這些產(chǎn)品對于終端客戶來講所有都是資源的管理和控制。
這就是未來的制造業(yè)。在數(shù)字化、在互聯(lián)網(wǎng)的基礎上,這個制造業(yè)生態(tài)系統(tǒng)里面有很多新的需求,那就是創(chuàng)業(yè)的商機。
制造業(yè)革新并不完全局限于工業(yè)的自動化、機器人的自動化,而是在整個的生態(tài)系統(tǒng)里面,我們?nèi)绾卫没ヂ?lián)網(wǎng)的技術(shù)把產(chǎn)品通過智能傳感器提供更好的價值。
數(shù)字化之后要實現(xiàn)定制化
實現(xiàn)數(shù)字化、自動化以后,很多人來會有一個基本需求——都希望能夠參與在制造、設計過程當中。
隨著數(shù)字化、信息化的發(fā)展,我們?yōu)槲覀兊慕K端客戶、消費者有一個機會能夠參與在對這個產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)當中。
工業(yè)4.0工廠本身并不能完全滿足你需要的“定制化”。還需要一點,那就是制造過程非常的靈活和柔性化。
這有兩個選擇,個就是用人。人是靈活的,人們可以生產(chǎn)各種各樣的東西。
第二個就是機器。制造業(yè)目前有兩個選擇,要么用人,要么用機器人。
講到人各位覺得好像很搞笑的,其實不是這樣的。過去十幾年前,西方的制造業(yè)化。他們把勞動密集型的制造業(yè)搬到中國來,用人的靈活性來滿足制造業(yè)的柔性化需求。在未來,當勞動力短缺,勞動力成本上升,就要用以機器人為主的自動化柔性制造。
人與機器無縫對接的可能
在數(shù)字化、互聯(lián)網(wǎng)的基礎上我們可以通過很多自動化的手段提高我們的生產(chǎn)效率,讓客戶參與生產(chǎn)過程當中,好用人或者是機器。
但還有一個選擇,如何讓人和機器在生產(chǎn)過程當中進行無縫的對接和混合。
為什么有這種需求呢?
例如,今天每個人都離不開智能手機。智能手機越來越復雜,它的產(chǎn)品壽命越來越短,一般就是六個月到九個月。所以逼著智能手機的廠商在不斷更新?lián)Q代,這個時候?qū)χ圃鞓I(yè)就產(chǎn)生了很大的挑戰(zhàn)。
一個智能手機的制造過程是非常復雜的,有焊接、裝配、打磨、檢測等等。全自動化至少在目前來講幾乎不可能實現(xiàn)。但企業(yè)有這個需求,由于勞動力成本的壓力,需要提高自動化。
它的解決方案就是把機器和人進行混合。
ABB推出的一款人機協(xié)同機器是一種新的解決方案。這一款機器人的運動控制可以到零點幾個毫米。傳統(tǒng)的機器和人是要分開的,現(xiàn)在人和機器無需隔離,人類教完之后,機器人可以重復剛才的動作。如果發(fā)生磕碰動作會停掉。通過安裝視覺系統(tǒng),對制造業(yè)來講節(jié)省了很大的成本。