2014年德國(guó)漢諾威國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)西門(mén)子公司的展臺(tái)前人頭攢動(dòng):一條代表“未來(lái)制造”的汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)抓住了參觀(guān)者的眼球。兩臺(tái)庫(kù)卡機(jī)器人正完美配合,裝配大眾高爾夫7系轎車(chē)的車(chē)門(mén)。 這些機(jī)器人不僅具備嫻熟的裝配技藝,它們還懂得彼此溝通——如果前一臺(tái)機(jī)器人提高速度,它會(huì)提前通知后一臺(tái)機(jī)器人做好準(zhǔn)備;它們甚至還能靈活變換工作任務(wù),幾分鐘前還在安裝車(chē)門(mén),幾分鐘后就可能開(kāi)始另一項(xiàng)新任務(wù),比如安裝方向盤(pán),甚至噴涂油漆。
“機(jī)器對(duì)話(huà)”(M2M,Machine-to-Machine,機(jī)器對(duì)機(jī)器的通信)是按部就班的自動(dòng)化生產(chǎn)的一次跨越,也是未來(lái)制造的標(biāo)志之一。 溝通是未來(lái)智能制造的核心要素——這種溝通包括人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器之間的信息交換。對(duì)于人來(lái)說(shuō),1/10秒意味著實(shí)時(shí);而對(duì)于制造過(guò)程來(lái)說(shuō),要做到高效精準(zhǔn),機(jī)器間的溝通就必須做到百萬(wàn)分之一秒,甚至更低。懂得交流的機(jī)器讓整個(gè)制造過(guò)程更加智能:機(jī)器可以用自己的語(yǔ)言交換信息;可以借助海量數(shù)據(jù)提供的“經(jīng)驗(yàn)”,對(duì)生產(chǎn)中復(fù)雜的狀況做出精準(zhǔn)判斷;它們還逐步發(fā)展出“模仿”、“學(xué)習(xí)”能力,甚至懂得自行組織生產(chǎn),從而不斷提升生產(chǎn)效率。
改變的不僅僅是機(jī)器,其他生產(chǎn)要素也在向數(shù)字化的方向發(fā)展。漢諾威工業(yè)博覽會(huì)現(xiàn)場(chǎng),“未來(lái)制造”的場(chǎng)景隨處可見(jiàn):高度逼真的產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng);戴上3D眼鏡就能直接參觀(guān)的虛擬工廠(chǎng);虛擬仿真的智能生產(chǎn)線(xiàn);可以打印出金屬零部件的3D打印制造;就連谷歌眼鏡也成了人們控制生產(chǎn)線(xiàn)的工具。 “我們正在目睹一場(chǎng)深刻的工業(yè)生產(chǎn)變革,它也被稱(chēng)作‘第四次工業(yè)革命’。”西門(mén)子股份公司管理委員會(huì)成員魯思沃教授(Prof.Dr.Siegfried Russwurm)說(shuō)。相對(duì)于德國(guó)定義的以蒸汽機(jī)時(shí)代、流水線(xiàn)生產(chǎn)、自動(dòng)化生產(chǎn)為標(biāo)志的前三次工業(yè)革命,“第四次工業(yè)革命” 將建立于信息物理融合系統(tǒng)(CPS)之上。
德國(guó)是這一場(chǎng)圍繞“數(shù)字工廠(chǎng)”、“數(shù)字生產(chǎn)”的制造業(yè)革命積極推動(dòng)者,而這場(chǎng)革命又被稱(chēng)為“工業(yè)4.0”。2011年德國(guó)漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上,“工業(yè)4.0”一詞首次出現(xiàn),2013年同樣在漢諾威工業(yè)博覽會(huì),德國(guó)“工業(yè)4.0小組”正式提出“工業(yè)4.0”的概念。 軟件和互聯(lián)網(wǎng)正在顛覆人們印象中那個(gè)仍然封閉而傳統(tǒng)的工業(yè)世界。盡管今天人們的生活中智能手機(jī)已經(jīng)普及,智能家居開(kāi)始邁開(kāi)腳步,網(wǎng)絡(luò)社交、電子商務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)娛樂(lè)、在線(xiàn)教育已經(jīng)滲透到生活的方方面面,但在工業(yè)領(lǐng)域,這一場(chǎng)虛擬與現(xiàn)實(shí)融和的制造革命才剛剛開(kāi)始。
“這場(chǎng)變革將是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。工業(yè)4.0的真正到來(lái)可能需要20年左右的時(shí)間,在此期間,變化將不斷出現(xiàn)和遞進(jìn)。”魯思沃說(shuō)。
工業(yè)柔實(shí)力:個(gè)性化產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)
驅(qū)動(dòng)工業(yè)4.0時(shí)代到來(lái)的是人們的需求。“以汽車(chē)為例,幾十年前,人們有一輛能夠代步的汽車(chē)就已經(jīng)很滿(mǎn)足,但今天可能人人都希望自己的汽車(chē)擁有與眾不同的‘個(gè)性’。與此同時(shí),他們只愿意接受平民化的價(jià)格、不超過(guò)3周的等待時(shí)間。”魯思沃舉例說(shuō)。“90后亞文化促使B2B、B2C的商業(yè)模式都需向C2B模式改變。”SAP全球高級(jí)副總裁、全球研發(fā)網(wǎng)絡(luò)總裁柯曼(Clas Neumann)認(rèn)為。這種個(gè)性化的需求正在成為一種趨勢(shì)潮流,變?yōu)槿藗儗?duì)生活中各種產(chǎn)品的渴望—— 既然我們生來(lái)都是獨(dú)具個(gè)性的個(gè)體,那么為何不能使用量身定制的物品?
正因?yàn)槿藗儗?duì)個(gè)性化需求的日益增強(qiáng),當(dāng)條件具備時(shí),此前為提高生產(chǎn)效率、降低產(chǎn)品成本的規(guī)模化、復(fù)制化生產(chǎn)方式也將隨之發(fā)生改變—— 工業(yè)4.0時(shí)代,個(gè)性化產(chǎn)品將以高效率的批量化方式生產(chǎn)。“個(gè)性化”是精耕細(xì)作、靈活創(chuàng)意的代名詞,“規(guī)模化”曾經(jīng)意味著大批量、重復(fù)生產(chǎn),智能制造就是讓“個(gè)性化”和“規(guī)模化”這對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中的矛盾相融合的生產(chǎn)方式,互聯(lián)網(wǎng)則能夠讓制造鏈條上的各個(gè)環(huán)節(jié)更加緊密、高效協(xié)作。
現(xiàn)實(shí)版的“工業(yè)4.0”工廠(chǎng)尚未出現(xiàn),但魯思沃認(rèn)為,西門(mén)子已經(jīng)擁有“工業(yè)3.X”的工廠(chǎng)。西門(mén)子德國(guó)安貝格工廠(chǎng)就是這樣一家智能“數(shù)字工廠(chǎng)”。如果說(shuō)安貝格工廠(chǎng)高度自動(dòng)化的生產(chǎn)線(xiàn)每秒產(chǎn)出一個(gè)產(chǎn)品還只是自動(dòng)化生產(chǎn)時(shí)代高效率的標(biāo)志,那么在這個(gè)僅有1,000多員工、10余條生產(chǎn)線(xiàn)的工廠(chǎng)里,每年可以用近30億個(gè)零部件、生產(chǎn)1,000多種工業(yè)控制產(chǎn)品則是柔性生產(chǎn)的跨越。更為重要的是,“數(shù)字工廠(chǎng)”的產(chǎn)品的缺陷率僅為百萬(wàn)分之12,而全球最出色的德國(guó)和日本工人的平均缺陷率也要會(huì)達(dá)到百萬(wàn)分之300到500。
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