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工業4.0與生産線革命
2015-03-06 14:36:15已阅读2337

 如今,隨著網絡與智能化的突飛猛進,第四次工業革命又悄然而至。在這種背景下,美國等西方國家制造業回流的趨勢已經顯現,制造業最爲發達的德國也在推行所謂的“工業4.0”運動。

從消費意義上來說,“工業4.0”就是一個將生産原料、智能工廠、物流配送、消費者全部編織在一起的大網,消費者只需用手機下單,網絡就會自動將訂單和個性化要求發送給智能工廠,由其采購原料、設計並生産,再通過網絡配送直接交付給消費者。

在不久的將來,買車可能實現個性化定制——在手機裏打開智能汽車工廠的App,從數百種配置中選擇一款車型,然後在個性化訂單中輸入諸如“把轎車內飾設計成綠巨人”的要求,約一個月,一輛用工業4.0流水線爲你度身設計、制造的“綠巨人版轎車”就會送到買家家門口,價格並不比量産車貴多少。

工業4.0與生産線革命

因此,中國必須采取有效措施,促使生産力增速超過成本增速,否則可能像很多新興經濟體一樣落入“中等收入陷阱”。

显然,中国政府已经意识到了制造业竞争力的逐渐下滑,也在积极推进信息化与工业化的深度融合,以实现可持续的工业发展。这与德国的工业4.0战略可谓不谋而合。2014年10月,中国工业和信息化部部长苗圩访问德国,就两国在智能制造领域开展战略合作等事宜进行会谈,并考察了SAP位于波茨坦的创新中心,参观了开放式集成工廠展示。

這個開放式集成工廠誕生于SAP聯合創新實驗室(SAPCo-InnovationLab),是SAP將先進的車間概念付諸實踐的成果。我們看到,小批量、多批次、差異化生産將是未來制造業的趨勢,由此所打造的開放式集成工廠幾乎代表著一場生産線革命:它融合了世界一流的制造技術與IT系統,尤其是基于SAP雲的訂單管理和生産控制系統。在此基礎上,車間的同一生産線能夠生産任意訂單、任意數量的不同産品,不僅擺脫了對于生産線控制員的依賴,同時還能靈活處理訂單更改、産品組合及流程調整。

智能工廠開始落地

當下,在“兩化融合”(信息化與工業化深度融合)戰略與工業4.0模式影響下,珠三角很多城市已在探路借助工業4.0的東風實現制造業的智能化轉型。致力于打造以電子信息、石油化工、汽車爲代表的“電汽化”三大産業引擎的惠州也不例外,一些産業領域正准備迎接工業4.0的到來。

从工業機器人的生产,到全自动化生产线的推广;从车联网的应用,再到探索建立“智能工厂”……以TCL、德赛、华阳等为代表的本土巨头企业以及包括利元亨、惠州三协等在内的一批中小型精密制造与自动化公司,正奏响惠州制造业迈向工业4.0的序曲。

走進TCL多媒體制造中心的彩電生産車間,映入眼簾的是全自動生産線上機器自行運轉的忙碌景象——AGV(自動導引運輸)小車在自動物料呼叫系統指引下准確及時運送生産物料;LCM(液晶顯示模組)裝配線上全自動螺絲機快速定位操作,通過自動翻轉機把背光模組平穩送入自動化老化線;包裝工位上自動封箱機、打帶機、堆垛機輪番上陣,一台台電視機從生産到包裝一氣呵成,快節奏合格下線……

這是TCL多媒體制造中心2014年圍繞建立“智能工廠”的轉型目標力推的生産自動化項目,涵蓋了模組裝配與整機組裝整條産線,在不同工位上有步驟分階段地研發設計自動化設備以替代人工操作。

同樣的情形出現在TCL通訊惠州全球制造中心。自動打螺絲機、自動掃描稱重機、全自動MMI(人機交互)測試設備……通過直接引進和自主開發,TCL通訊公司自動化制造水平不斷提升,自動化貢獻率從2012年的2%,提升至2014年的10%,2015年則計劃達到20%。

服務創新與資本管理趨勢

毋庸置疑,前沿的車間技術能夠幫助中國應對當下的生産力挑戰。然而,要解決中國制造業面臨的更深層次的問題,僅僅解放生産線還遠遠不夠,面向未來,我們看到中國制造企業的角色將逐漸向“服務提供商”轉變,他們不僅出售設備,還需提供維保等全套服務。因此,服務創新將是制造企業的下一個戰略高地。

幸運的是,工業4.0理念並非局限在生産線,它還與物聯網(IoT)技術緊密聯系,這便爲中國制造企業攀登戰略高地創造了全新機遇。

以設備維保爲例:以往,企業往往需要投入大量時間和人力進行硬件維護,以確保其正常運轉。然而,工業4.0和物聯網則徹底顛覆了傳統模式:通過采用能夠自行報告運轉性能的智能設備,制造企業可以實時收集海量數據,利用SAPHANA等高速計算工具進行分析,預先掌握設備性能狀態。隨後,維保團隊再依據實際情況制定計劃並安排人員,對可能出現問題的部分采取針對性措施,避免突發故障造成損失。

總之,工業4.0以生産流程爲基礎,聯動整個價值鏈,有能力幫助中國制造企業提升運營效益,化解生産成本攀升的壓力,並以工業智能化推動生産力躍升。

與技術和硬件的智能化相匹配,制造業員工的技能和管理水平也要相應提升。然而,人力資本管理卻成爲很多制造企業轉型的瓶頸。

2014年,SAP與牛津經濟研究院(OxfordEconomics)共同進行了一項名爲《勞動力2020》的全球性調查,覆蓋了5400多名來自27個國家不同行業的員工和企業管理者,而中國也在此次調查範圍之列。這項調查獲得了很多重要發現:例如,調查顯示,未來三年在中國需求量增長最快的創新技術將是商務分析(158%)、雲技術(65%)和移動商務(19%),但僅有33%的員工有望在三年內熟練掌握商務分析的創新技術,而已經掌握這項技能的員工只有16%。

此外,盡管82%的中國高管表示,他們的企業已制定了各種補充性培訓計劃來培養新技能,但是只有27%的員工表示,企業爲他們提供了幫助他們發展和提高工作績效的合適工具。顯然,雇主與雇員的供需和認知均存在鴻溝。此外,中國企業也普遍面臨管理人才短缺的問題:僅有33%的企業管理者表示,所在企業制定了重要職位的繼任與連任計劃。39%的管理者表示,缺乏合格管理團隊將限制市場拓展計劃。

在制造業破局時代,企業應當采取怎樣的“人才4.0”戰略呢?企業雇主需要采用更智能的方式來吸引、培養和保留人才,建立有效的管理人才培養策略,並將持續學習作爲企業成功的基石。面對當下的種種人才瓶頸,制造企業需要制定全面、靈活的人力資源戰略,並確保該戰略與其他業務職能相協調。在這一過程中,智能化的人力資本管理解決方案將保障人力資源戰略的高效實施,這也正是工業4.0理念的題中之義。

工業4.0帶來的挑戰

工業4.0是2013年4月份德國政府在工業展覽正式提出的戰略。工業4.0由德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部聯手資助,在德國工程院、弗勞恩霍夫協會、西門子公司等德國學術界和産業界的建議和推動下形成的,並已經上升爲國家級戰略。

工業4.0其實是以智能制造爲主導的第四次工業革命。李哲認爲,工業4.0主要包括三個方面的內容:第一是智能工廠,研究智能生産系統及過程以及網絡化分布式生産設施的實現;第二是智能生産,涉及整個企業的生産物流管理、人機互動以及3D技術在工業生産過程中的應用等;第三是智能物流,通過互聯網、物聯網等整合物流資源。

在智能制造方面,我国目前取得了一批基础研究成果和智能制造技术,智能制造装备产业体系初步形成,国家对智能制造的扶持力度不断加大。但企业的理论和技术的建设相对落后,智能制造中长期发展战略缺失,高端技术、高端设备、核心部件依靠进口,重硬件轻软件的现象突出。目前基本上关键的智能设备、装备、工业软件都依靠进口,尤其是90%左右的工业软件和90%的工業機器人,都需要依靠进口,而且费用昂贵。此外,80%左右的集成电路芯片70%左右的汽车制造关键设备、40%左右的大型石化装备等也需要依靠进口。

發展工業4.0要立足國情

工業4.0概念提出以來,受到中國業界的廣泛關注,這是好事,表明中國業內對新一輪科技革命和産業變革的關注,但需要清醒地認識中國工業發展所處的階段,切忌盲目跟風,動辄提借助工業4.0實現工業趕超,到頭來恐怕落得“麻雀跟著夜貓子飛——打食的打食,熬夜的熬夜”的窘境。

理論體系是整個數字化智能化網絡化的基礎,也是全面發展數字化智能化網絡化的前提。目前國內對數字化智能化網絡化的發展側重技術追蹤和技術引進,而基礎研究能力相對不足,對引進技術的消化吸收力度不夠,原始創新匮乏。

盡管對中國工業化所處階段仍然存在爭議,但正如國務院發展研究中心指出的,總體上看,中國的工業化處于中期階段,但已出現向後期階段過渡的明顯特征。

就存在的問題而言,與工業發達國家相比,以及與制造業快速發展的需求相比,矛盾和問題依然存在。

一是基础理论和技术体系建设滞后。理論體系是整個數字化智能化網絡化的基礎,也是全面發展數字化智能化網絡化的前提。目前國內對數字化智能化網絡化的發展側重技術追蹤和技術引進,而基礎研究能力相對不足,對引進技術的消化吸收力度不夠,原始創新匮乏。控制系统、系统软件等关键技术环节薄弱,技术体系不够完整。先进技术重点前沿领域发展滞后,在先进材料、增材制造等方面差距还在不断扩大。

二是关键数字化智能化网络化技术及核心基础部件主要依赖进口。构成智能制造装备或实现制造过程智能化的重要基础技术和关键零部件主要依赖进口,如新型传感器等感知和在线分析技术、工業機器人及关键部件技术、典型控制系统与工业网络技术、高性能液压件与气动元件、高速精密轴承、大功率变频技术等。许多重要装备和制造过程尚未掌握系统设计与核心制造技术,如精密工作母机设计制造基础技术(设计过程智能化技术)、百万吨乙烯等大型石化的设计技术和工艺包等均未实现国产化。

三是重硬件輕軟件的現象突出。數字化智能化網絡化技術是以信息技術、自動化技術與先進制造技術全面結合爲基礎的。而中國制造業的“兩化”融合程度相對較低,低端CAD軟件和企業管理軟件得到很好普及,但應用于各類複雜産品設計和企業管理的智能化高端軟件産品缺失,在計算機輔助設計、資源計劃軟件、電子商務等關鍵技術領域與發達國家差距依然較大。

四是中国高端数控机床、工業機器人等智能制造装备重点领域急需稀缺领域的专业人才和统筹装备制造经济管理的管理人才。对海外高层次人才和国外智力的引进工作力度不够,高端人才引进政策不够灵活。企业、科研院所、高校、职业院校和其他培训机构的平台作用发挥不够充分,还没有形成良好的创新人才培养模式,对充分掌握机械、自动化、信息计划等复合人才的培养投入不足。尚未建立起企校联合培养人才的长效机制。

中國的工業4.0發展道路

要順應新一輪科技革命和産業變革趨勢,立足各地發展實際,制訂各自的“工業4.0”發展路線圖,東部部分發達省市可以率先探索。中國還是要堅持走中國特色新型工業化道路,加快推動信息化和工業化深度融合。

這不是說我們要自外于新一輪科技革命與産業變革之外,而是要立足中國的基本國情和工業發展實際,探索新形勢下工業發展的道路。除了工業發展基礎不同,中國確立的信息化與工業化兩化深度融合戰略與工業4.0的理念是一致的,所以可稱之爲中國特色的“工業4.0”發展道路。

面對新形勢,新一屆領導集體提出了“打造中國經濟升級版”的總體戰略,工業作爲實體經濟的主戰場,其支柱地位進一步加強,加快工業轉型升級已成爲打造中國經濟升級版的重要組成部分。

在此背景下,一方面中國應制訂工業發展總體戰略,即工業發展路線圖,在“十二五”工業轉型升級規劃基礎上,制定並實施國家層面的“中國制造2025發展規劃綱要”,打造以制造業數字化、智能化爲核心特征的工業升級版。另一方面,要順應新一輪科技革命和産業變革趨勢,立足各地發展實際,制訂各自的“工業4.0”發展路線圖,東部部分發達省市可以率先探索。

德國提出的“工業4.0”,實質仍然是將信息網絡技術與制造業在産品、生産過程層面進行深度融合。

中國提出將信息化與工業化深度融合作爲工業轉型升級的重要抓手,並推出了《信息化和工業化深度融合專項行動計劃(2013-2018年)》,但對照德國“工業4.0”,中國在信息基礎設施、數據資源、標准化體系、制造系統管理等平台建設方面投入力度尚需加大,尤其是國家相關部委、不同類型企業間的協同推進亟須加強,以支持更廣泛的研究開發和創新應用。

中國在高端裝備領域仍大量依靠進口,高端裝備業已成爲制約中國工業轉型升級的重要瓶頸。

近年來,中國將高端裝備制造業納入七大戰略型新興産業加以扶持,並專門設立了大飛機重大科技專項、智能制造裝備專項,在信息技術與裝備制造業結合方面具備了較好的基礎。中國應搶抓新工業革命的戰略機遇,借鑒德國“工業4.0”戰略,加強信息技術在高端裝備中的應用,積極搭建平台,推動高等院校、科研機構、裝備制造生産企業與用戶的協同創新,率先實現高端裝備的數字化、智能化,以支撐中國工業經濟升級版的打造。強化關鍵核心技術攻關和能力建設,加快信息安全産業發展,健全網絡與信息安全保障體系,提高兩化融合形勢下網絡信息安全管理能力和水平,爲兩化深度融合發展提供安全保障,解決制造企業的後顧之憂。

同時,加強與歐、美發達國家和地區的聯系與交流,借鑒其經驗和做法推動中國工業的轉型升級。實施更加積極主動的開放戰略,鼓勵和支持與互聯網密切結合的跨國公司、國際學術機構在華設立研發機構,搭建聯合研究平台,同時支持和鼓勵國內企業和科研機構積極利用互聯網平台與國外開展技術交流與合作,到海外建立研發機構或生産基地,搭建全球創新網絡。【機床柔性生産解決方案 在线看日本免费不卡资源  網址:www.vtrobot.com

 

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