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从硬件发力的德国工业4.0
作者: 佚名 2019-05-13 09:59 【用户1915161746】

工业3.0下,一个企业想投入生产,到底是找代工厂,还是自建工厂,永远是个耗费成本的拷问、但4.0时代的云工厂可以解决这个问题。

工业4.0的概念,是德国在2011年的汉诺威博览会上提出的。德国政府将其视为“高科技战略”中的重要组成部分。很快,第四次工业革命的提法蔓延全球,美国、日本、中国等主要制造业大国都随之制定了新的产业发展战略,极力在新一轮的竞争中占领上风。

德国作为最早提出“工业4.0”的国家,已经采取了一系列的措施,来推动这一概念的落地和实施。

政府入场帮助中小企业

德国在汽车、机械制造、化工、电气技术等工业领域,一直保持着世界领先的地位。但是,互联网技术与随之而来的互联网经济模式发展迅速,德国企业在尖端领域、数字技术等方面的劣势开始逐渐显露。

德国研究与创新专家委员会(EFI)有份报告,声称德国陷入了一个“能力陷阱”。它的传统大型企业靠着惯性优势,依然在国内一马当先,但是到了国际上,跟新兴的、以数字技术和互联网技术为基础的企业比,营业收入、利润、雇员数量和市值都被远远超越。这种情况令德国产生了深深的危机感。

因此,德国一方面在内部实行产业升级,推动数字化的应用,试图脱离“路径依赖”的思维定势,一方面要和美国、中国在国际市场竞争,抢回订单。

提出工业4.0之后,德国在多个方面“齐头并进”,基础设施和硬件更新是发力点。

2014年,德国政府提出了“数字议程2014-2017”,算得上是德国数字化政策的里程碑。如今这一政策制定的目标基本全部实现。德国已经有超过200亿件机器设备通过网络连接,预计到2030年,这一数字将达到5000亿。

网络联盟的作用也不可小觑。2014年,联邦交通与数字基础设施部发起了网络联盟,每年都在高速网络建设上投入80亿欧元。如今,50Mbit/s以上网速的网络已经覆盖了100%的德国家庭。据悉,网络联盟计划到2023年总共投入1000亿欧元来建设网络,联邦政府每年也相应投入30亿欧元的配套资金,争取实现“千兆比特社会”计划。

德国的中小企业一直游离于工业4.0之外。它们的硬件软件都不充足,很多连专业的从业人员都没有。另外,中小企业还遇到了缺少测试环境的问题——没有足够的条件对新的软硬件进行测试。这就需要政府来提供帮助。

2015年,德国联邦教育和研究部发起了“工业4.0:从科研到企业落地”的计划,旨在帮助中小企业解决工业4.0的实际生产方面的问题。

这一计划已经资助了数百个应用导向的研究项目,联邦教育和研究部投入配套资金超过3000万欧元,在每个项目中的出资比例都超过50%。这些项目多集中在CPS、通信、信息技术、物联网、虚拟现实、增强现实和智能制造等领域,而且多诞生在慕尼黑、斯图加特、鲁尔区以及柏林-波茨坦地区。

值得指出的是,工业4.0并不是封闭在德国一国之内的理念,而是一个跨地区、跨国界的合作战略。德国和法国、意大利等多个国家签署了合作协议,并会与其他欧盟国家分享合作成果。在欧盟内部,至今已有超过30个国家颁布了与工业4.0相关的国家级行动计划。


从硬件还是软件着手?

工业4.0该如何放在工业化的进程中来理解?

它的上一个阶段是工业3.0,可以说,所有的工业国家目前都处在这一阶段。工业3.0的特点是以PLC(可编程逻辑控制器)和计算机的应用为标志,机器已经取代了一部分的人力,也接管了一小部分脑力。

工业企业通常分成两大部门:生产部门,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)管理。MES主要负责生产流程的控制,比如生产的步骤、工序。ERP主要负责财务信息的管理。在今日大多数工厂的车间里,生产部门和业务部门都分别由两个系统连通了。

不过,问题就在于,MES和ERP是没有打通的。MES在生产过程中发现原材料不合格、或者机器设备失灵等问题,它自己可以按实际情况进行调整。但是这个情况ERP并不知道,还需要人去盯着,去更正,如果中间环节发生了疏漏,那财务信息就差之毫厘、谬以千里了。

它们之间无法打通,是因为两套系统分属于两个软件公司。而且,企业的业务部门和生产部门,一般都是分开运营的,也有各自青睐的供应商。因此,MES和ERP的问题,是工业3.0的一个缩影。工厂里的每个部门、每个环节都像是一个个孤岛。

在过去,工业产品开发和销售的时间都特别长,像西门子的一种变频器,畅销30多年,因此开发时间长、效率低,也没有带来严重的后果。但是到了如今,全球性的产能过剩,和互联网的繁荣,让工业3.0的问题有了切肤之痛。

企业间的竞争越来越激烈,手机几个月就翻新一代。互联网打破了过去信息不对称的现象,人与人,人与企业都可以低成本实现连接,所以需求也是极端个性化的。过去那种削足适履的生产,没有了买主。

所以要有工业4.0,快速、少量、定制化生产。德国叫工业4.0,美国叫工业互联网。因为德国的机械制造业极强,所以喜欢从硬件入手,把这一过程看成是从自动化走向信息化、数字化的结果。美国的信息化全球领先,因此它喜欢令信息化向制造业下沉。一个从硬件出发,寻找软件;一个从软件出发,改造硬件——但也是殊途同归,都是为了工业化再上一个新台阶。

工业4.0会带来生产、消费、服务的革命。利用RFID射频技术,原材料就可以与信息系统连接起来,一个产品从摇篮到坟墓,都是智能化的操作。除了生产过程中的产品智能化,消费者拿到的成品也一样智能化。智能硬件可以作为一个数据采集端口,不断采集用户的收据上传到云端,方便消费者查询和管理。

一旦一切工业要素都实现了数字化,那么云工厂也就指日可待了。有些工厂的生产线满负荷运转,有些则是空闲的。那么空闲的生产线就可以即时出售自己的生产能力。工业3.0下的一个大难题是,一个企业想投入生产,到底是找代工厂,还是自建工厂,永远是个耗费成本的拷问,但4.0时代的云工厂可以解决这个问题。

也许商业模式将发生变化。一个智能手表公司,由于掌握了大量个人用户的数据,干脆去卖保险。因为它才最清楚,收益最大、风险最低的状态在哪里。这就变成了一个跨界大竞争的时代。

工业4.0的过程,是自动化和信息化不断融合的过程,也是数字化重新定义世界,重新定义竞争的过程。


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