最近邑彪,關(guān)于工業(yè)4.0宣虾、 智能制造 的爭論特別多:運(yùn)七是不是工業(yè)4.0? 工業(yè)4.0是不是一場革命?鋼鐵行業(yè)首先要追求個性化生產(chǎn)嗎隅很?我覺得撞牢,產(chǎn)生這些爭論的原因,部分是對理論的本質(zhì)理解不深外构、容易陷入邯鄲學(xué)步普泡。
古人云:名不正則言不順,言不順則事不成审编。筆者認(rèn)為撼班,推進(jìn)工業(yè)4.0、智能制造的阻力之一垒酬,就是對概念缺乏本質(zhì)性的理解砰嘁。理解不深件炉,就會貼標(biāo)簽、走歪路矮湘,就不能理解理論和實(shí)踐的矛盾斟冕、就會迷茫和困惑。
為了闡明本質(zhì)缅阳,我首先用最簡短的方式給工業(yè)4.0工廠一個定義:
理想的工業(yè)4.0就是:在(自動化)流水線上經(jīng)濟(jì)性地生產(chǎn)定制化產(chǎn)品磕蛇。
這里,筆者在自動化上加了一個()十办,意識是理想的狀況應(yīng)該是自動化產(chǎn)線秀撇。后面會詳細(xì)說明。與常見說法不同的是:我的這個定義不是用互聯(lián)網(wǎng)向族、CPS等技術(shù)要素來定義的呵燕。這個定義很可能會引起爭議。為此件相,需要說明一下定義的依據(jù)再扭。我認(rèn)為:在理想狀態(tài)下,工業(yè)4.0的工廠應(yīng)該以自動化流水線(工業(yè)3.0)為基礎(chǔ)夜矗。這個觀點(diǎn)的依據(jù)來自于對白皮書的理解:每一次的工業(yè)革命都是對上一次工業(yè)革命繼承基礎(chǔ)上的延伸:工業(yè)1.0是機(jī)器生產(chǎn)泛范,工業(yè)2.0是機(jī)器生產(chǎn)基礎(chǔ)上的流水線;工業(yè)3.0是流水線基礎(chǔ)上的自動化流水線侯养。按照這個邏輯敦跌,工業(yè)4.0應(yīng)該是工業(yè)3.0的自然延伸、集成基礎(chǔ)上的延伸逛揩,所以應(yīng)該以自動化流水線為基礎(chǔ)柠傍。
這種認(rèn)識可能引發(fā)的爭議,是把“工業(yè)4.0”的外延縮小了辩稽;工業(yè)4.0的主流企業(yè)可能非常少:未必采用個性化定制的生產(chǎn)方式惧笛,甚至也未必采用自動化流水線。
把“工業(yè)4.0”的外延縮小是不是有道理呢逞泄?我們還是要看看現(xiàn)狀:即便是在工業(yè)最發(fā)達(dá)的西方國家患整,也不是所有的工業(yè)企業(yè)都用自動化流水線(工業(yè)3.0)組織生產(chǎn)。這些情況包括:特殊的產(chǎn)品(如科研設(shè)備喷众、高檔奢侈品各谚,藝術(shù)品可以看成一種極端情況),體積特別大或特別重要的產(chǎn)品(特別是工程項(xiàng)目到千,如工廠的生產(chǎn)線昌渤、飛船、大壩等)憔四。這些行業(yè)沒有發(fā)展到到工業(yè)3.0的階段膀息,恐怕未必適合延伸到工業(yè)4.0般眉。另外,還有些3.0的行業(yè)未必需要升級到工業(yè)4.0潜支,如零部件的生產(chǎn)企業(yè)甸赃。在零部件層面,更加重視標(biāo)準(zhǔn)化而不是個性化冗酿。
如果上述觀點(diǎn)是成立的埠对,則無論運(yùn)七火箭的數(shù)字化設(shè)計水平再高,都不能算是以工業(yè)4.0的方式生產(chǎn)的——在筆者看來裁替,像火箭這樣的產(chǎn)品鸠窗,本身是個工程項(xiàng)目。工程項(xiàng)目與普通的工業(yè)品生產(chǎn)是有本質(zhì)區(qū)別的胯究、其復(fù)雜程度完全不是一個量級。而工業(yè)4.0主要還是針對普通工業(yè)產(chǎn)品的躁绸。當(dāng)然裕循,盡管我不認(rèn)為運(yùn)七火箭不屬于工業(yè)4.0,但這無損于其高大上的形象净刮。而且剥哑,很多技術(shù)顯然屬于智能制造的范疇。
從某種意義上說淹父,工業(yè)的進(jìn)化與生物進(jìn)化有相似之處株婴。所以,我們可以用生物進(jìn)化的道理說一說工業(yè)技術(shù)的發(fā)展暑认。人是地球上最高級的動物困介,人的出現(xiàn)標(biāo)志著生物進(jìn)化進(jìn)入了一個新的高度。但是蘸际,這并不意味著所有的動物都進(jìn)化成人座哩。按照這個道理,工業(yè)4.0可能是個別企業(yè)的事情粮彤,但標(biāo)志著工業(yè)進(jìn)入了新的階段根穷。
長期以來,LED電子看板?定制化和自動化流水線兩種方式是共存的导坟,卻很少結(jié)合在一起屿良。工業(yè)4.0的目標(biāo),是試圖將兩者結(jié)合在一起惫周。導(dǎo)致兩者難以結(jié)合的矛盾在于:流水線本身的成本是靠批量生產(chǎn)來攤薄的尘惧。所以,要實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0闯两,要有兩個基本的條件:大量的定制化需求褥伴、能夠生產(chǎn)定制化產(chǎn)品的自動化流水線谅将。這樣才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性、超越工業(yè)3.0重慢。
在筆者看來饥臂,工業(yè)4.0本質(zhì)上要解決兩類問題:1、讓流水線具備實(shí)現(xiàn)定制化生產(chǎn)的能力似踱;2隅熙、提高定制化生產(chǎn)的性價比、降低負(fù)面因素核芽。其中囚戚,第一類問題是前提。但是轧简,當(dāng)前提實(shí)現(xiàn)以后驰坊,后面的問題是持續(xù)性的、長期性的哮独。當(dāng)工業(yè)4.0的經(jīng)濟(jì)效益高于工業(yè)3.0時拳芙,時機(jī)就成熟了,就可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型皮璧。這樣看來舟扎,轉(zhuǎn)型是個量變到質(zhì)變的過程。
網(wǎng)絡(luò)化悴务、數(shù)字化的作用是提高了工業(yè)4.0的經(jīng)濟(jì)性睹限。這一點(diǎn)至少體現(xiàn)在如下四點(diǎn)
首先,互聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)大定制化的市場讯檐。如果沒有互聯(lián)網(wǎng)羡疗,個性化需求的收集就很困難,本質(zhì)是增加了成本别洪。對于普通的民用產(chǎn)品顺囊,經(jīng)濟(jì)上是不合理的。如果市場不大蕉拢,工業(yè)4.0也就是失去了經(jīng)濟(jì)可行性特碳。
其次,MES系統(tǒng)?數(shù)字化保證了定制化生產(chǎn)的交貨期晕换。在定制化的背景下午乓,設(shè)計、采購周期都面臨新的挑戰(zhàn)闸准、交貨期可能會大大延長益愈。而數(shù)字化的設(shè)計和采購,則可用來解決這個問題。
第三蒸其,信息集成和CPS解決了定制化的生產(chǎn)組織問題敏释。在全自動化流水線上生產(chǎn)定制化產(chǎn)品時,生產(chǎn)組織與調(diào)度可能成為最大的困難:一個局部的問題摸袁,可能引發(fā)整個產(chǎn)線的混亂钥顽。在很多場合,浙江MES?如果沒有信息的縱向集成和CPS靠汁,人工的實(shí)時應(yīng)對是根本來不及的蜂大、產(chǎn)線的效率就替補(bǔ)上去。另外蝶怔,在流水線上的定制化生產(chǎn)奶浦,產(chǎn)品質(zhì)量可能會下降、能耗可能會上升踢星,信息集成和CPS可以用來解決這些問題澳叉。
第四,數(shù)字化沐悦、網(wǎng)絡(luò)化耳高,有效地解決了產(chǎn)品的維修維護(hù)問題,解決了用戶的后顧之憂所踊。
工業(yè)4.0在現(xiàn)在提出,是有道理的概荷。以筆者的親身經(jīng)歷秕岛,即便在10多年前,計算機(jī)的性能不足以維持眾多數(shù)字化模型的運(yùn)轉(zhuǎn)误证〖萄Γ互聯(lián)網(wǎng)的普及程度也要低得多。所以愈捅,隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展遏考、計算機(jī)性能的提高,工業(yè)4.0的經(jīng)濟(jì)可行性不斷增強(qiáng)蓝谨。