“工业4.0(第四次工业革命)”的概念最早出现在德国,在年4月的汉诺威工业博览会上正式推出,其核心目的是为了提高德国工业的竞争力并在新一轮工业革命中占领先机。它是全球工业系统与高级计算、分析、传感技术及互联网的高度融合。
大家对于工业4.0,或多或少的都会有些自己的理解,其实至今也没有一个标准的答案。大家都认为这个事情特别悬,这是一件会改变世界的事情。在网络上,对于工业4.0也有特别多的猜测和争论。这次我们立足于工业自动化行业,整理下材料和思路,来跟大家好好聊聊神秘的工业4.0。
=工业4.0之前,人类工业生产经历过一次又一次的工业革命
·工业1.0机械化,以蒸汽机为标志,用蒸汽动力动力驱动机器取代人力,从此手工业从农业中分离出来,正式进化为工业。
·工业2.0电气化,以电力的广泛应用为标志,用电力驱动机器取代蒸汽动力,从此零部件生产与产品装配实现分工,工业进入大规模生产时代。
·工业3.0自动化,以PLC(可编程逻辑控制器)和PC的应用为标志,从此机器不但接管了人的大部分体力劳动,同时也接管了一部分脑力劳动,工业生产能力也自此超越了人类的消费能力,人类进入了产能过剩时代。
=互联网时代推进工业3.0走向圆满,人类工业向工业4.0迈进
工业3.0时候的工厂,存在目的只有两个:那就是接单和生产。所以在工业企业中,通常会分为两个大的部门,一个是生产部门,一个是业务部门。前者通过MES(制造执行系统)管理,后者通过ERP(管理信息系统)来管理。ERP更倾向于业务和财务信息的管理,而MES更倾向于生产过程的控制。简单的说,ERP主要告诉你客户需要生产多少个产品,什么时候下单,什么时候提货,而MES主要负责监控和管理生产这些产品的每一个步骤和工序如何实现。
在中国工厂的很多车间里,各个生产设备之间、生产设备和控制器之间,都基本实现了互通。更智能的工厂里,整个工厂已经通过制造执行系统(MES)连通起来,而业务部门全部通过ERP连通起来了。
但是ERP和MES的开发公司通常是两拨人,搞业务的和搞生产的合作,不但互相不懂对方的职业术语,鸡同鸭讲,而且互相看不上对方。另外,业务部门和生产部门在公司里通常是分开运营,自然会产生严重的部门墙。接下来,问题出现了:ERP和MES两个系统之间并没有连起来!所以当ERP给MES下达生产计划指令后,MES在生产过程中发生了与计划偏差的事项(比如设备停机,原料不足等等),MES会根据车间的实际情况进行调整。但是ERP是不知道的。所以它会继续按照原本的计划执行订单,这就会造成财务系统和工厂的实际情况就会出现非常大的偏差。系统在不足够智能的时候,就需要人工来顶上,所以工厂车间通常会定期把MES的调整项做成一个表,交给业务部门,然后由业务部门手动在ERP中调整过来。
ERP和MES的问题只是工厂内系统断层的一个问题缩影,事实上工厂里还有非常多的其他系统,设计、制造、采购、办公等等,这些系统都是一个个的信息孤岛,系统与系统之间完全不互通,在工厂内部互通尚且如此困难,更谈何外部互通。这个时候,工业3.0就必须进化为工业3.0+。
同时,全球性的产能过剩,导致企业的竞争越来越激烈,产品迭代的速度在不断加快,产品的生命周期越来越短。工业时代里,因为生产厂家无法低成本的了解每一个客户的需求,所以往往采用把需求做多的性能组合到一起,成为一款产品的一刀切方法。比如你想要一双适合你的脚的鞋子,鞋厂是无法知道你的脚多大的,所以只能测量很多人的脚之后,把最集中的尺码分成40号,41号,42号等等,但是如果你的脚偏肥或偏瘦,这个问题无法解决。
而随着互联网时代的到来,工业时代信息不对称的这个局面发生改变。人与人,人与厂商,可以低成本的实现连接,每个人的个性需求被放大,人们越来越喜欢个性化的东西。但是个性化的东西需求量没有那么大,这就需要工业企业能够实现小批量的快速生产。逼迫着传统工业必须做一件工业社会最不爱做的事,就是快速、小批量、定制化的生产。
所谓工业3.0+,其实就是先把ERP和MES等等信息系统彻底打通,让工厂原本的所有信息孤岛实现连通。这个时候,就从完全的自动化和部分的信息化,进入了完全的自动化和完全的信息化,也就是工业3.0大圆满阶段。别小看这个过程,单就这一条,也许我们中国就需要十年甚至更长才能完成。3.0大圆满之后,人类工业发展进程终于要向工业4.0冲击。
=工业4.0,简单来说,就是工业生产从自动化彻底向智能化转变
工业生产从自动化向智能化迈进的这个过程,德国叫工业4.0,美国叫工业互联网,中国工信部称之为两化融合,物联网的信徒把它叫做万物互联。美国的互联网世界第一,所以美国人希望从信息化层降维到自动化层;而德国的机械制造业最强,所以他更希望从自动化层升格到信息化层;中国作为制造业第一大国,互联网第二强国,所以两边都不想跟,打算自己搞个互联网+,也叫中国制造。
按照武侠小说说法,每一个境界都要分成一个小境界。按照这个方法,工业4.0也能分成六重天。
#工业4.0第一重天,智能生产#
工业3.0圆满之后,生产设备和管理信息系统也各自连接起来,并且设备和信息系统之间也连接起来了。但是生产的原材料和生产设备还没有连接起来。这个时候,就需要一个东西,叫做RFID,射频识别技术。简单来说,就相当于一个