你相信吗?在不久的将来,我们吃的药是根据每个人的基因来配方的;我们的早餐可以根据个人的口味和营养需求来调配生产;工厂生产线可以按照工人希望的时间开工,无需担心下午3点没法去接孩子;生产车间里是机器告诉机器下一步做什么,而非中心控制台的技术员在操作。


下面这几段视频或许能让你对未来的生活充满期待和想象。


乒乓球世界冠军波尔对战KUKA 机器人手臂


KUKA 机械仿生手臂


上面这些是德国机器人的实力,这当然还不是工业4.0的概念内核。设想某日,你突然想要一辆汽车。你拿出手机,点开APP,输入你的定制化要求,就只需坐等工厂安排生产、组装和配送。



这样的定制化智能生产,可能并不遥远。在工业4.0时代,每一个消费者都能按照自己的意志支配生产。但这远非全貌,那时物联网的存在将进一步改造人类的生活方式。


比如你家里的冰箱能够自动感知牛奶缺少,自动向工厂发送送奶信息,工厂则针对你的口味定制生产牛奶,甚至标有你的名字。之后牛奶就会被及时送到你的家里。



上述科幻化的“万物互联”场景,是德国政府和企业界正在试图实现的工业4.0。


到底什么是德国工业4.0?


瓦尔斯特说:“德国工业4.0是德国政府推行的“新一代智能工厂计划,以网宇实体系统(Cyber-Physical System, 又译“物联网”,下称“物联网“)为基础。这意味着网络进入工厂大生产,是一个崭新的工业制造逻辑和方式。


过去是以中心控制指挥系统,每一分钟对机器发出指令。现在我们有了完全不同的生产结构,按照商品所附带的信息,由这些信息告诉机器需要什么样的生产过程,以制造出符合客户要求的产品。所以,工业4.0是第四次工业革命,因为这是向符合个体化需求的大生产方式的转变。”


瓦尔斯特是最早提出工业4.0概念的人士之一,重点从事该计划的落实研究。他在德国中部小城凯瑟斯劳滕(Kaiserslauten)的智能工厂里,向我们解释:“所谓物联网系统,就是通过网络、实体物件之间的相互连接,而且应用相同的语言,进行沟通并相互理解。运用到工业生产中,最重要的是产品和机器之间的信息互联和沟通,由产品上的信息告诉机器设备去做什么。”




所谓的德国工业4.0,事实上只是德国政府2012年发布的10项未来高科技战略计划的一个内容,是一项由政府投资2亿欧元,针对如何保证德国制造业傲立世界顶尖地位不变的“产业革命”计划,即在10~15年时间里,通过实现“物联网”系统完成大生产,最大程度实现生产全自动化、个性化、弹性化、自我优化和提高生产资源效率、降低生产成本的全新生产方式,以实现革命性、大幅度提高生产力的最终目标。根据德国国家科学与工程院的研究,估计企业的生产效率可以通过“工业4.0”提高30%。其次,实现资源的最佳利用,以保护环境,因为能源和原材料的使用越高效,对环境的污染就越少。


之所以被称为工业4.0,主要相对于前三次工业革命而言:工业1.0指的是18世纪开始的第一次工业革命,实现了机械生产代替手工劳动;第二次工业革命始于20世纪初,依靠生产线实现批量生产;工业3.0则为现代人所熟悉,指的是20世纪70年代后,依靠电子系统和信息技术实现生产自动化。




德国工业4.0计划,目前正由德国人工智能研究所的智能工厂(Smart Factory Living Lab)与众多与信息技术、机器人技术、激光感应技术相关企业合作,进行技术试验。其中部分研究成果已开始在德国的大企业,如博世(Bosch)、西门子(Siemens)、巴斯夫(BASF)的个别产品生产流水线上进行尝试性实施。


看博世如何实践4.0


“今天我可以带你们看看在伊门斯塔特工厂实施工业4.0计划的5个内容。”专门负责4.0推进工作的阿德·寇莱克(Arnd Kolleck)博士告诉我们。其中包括:智能化原材料输送、国际生产网络系统、流水线操作状况监控和支持系统、远程技术支持和高效设备管理系统。




作为全球第一大汽车技术供应商,博世的汽车刹车系统(ABS&ESP)在市场上有相当的实力。


“现在你们看到的原材料输送系统是高自动化的。包括登记注册、下订单、确认和追踪等程序都通过射频技术(RFID)的运用达到高度自动化。生产程序的精简进一步有效提高了生产力。”寇莱克介绍说。


现场每一个装有原材料的盒子上都贴有射频码,也就是这盒零部件的“身份证”。射频码会自动连接到货车车牌号和一个独一无二的产品号。在之后的上线生产中,这些含有信息的射频“身份证”,通过射频识别,在整个生产流程中提供生产步骤信息。装有零部件的盒子从货车上卸载后,就被输送到生产区域。盒中的零部件用完后,又在特定环节通过盒子上的射频码识别进入网络系统,然后自动向供应商提出新的订货要求。这种高自动化原材料输送系统,可以增加可视化,从而减少库存,降低消耗,提高效率。


再来看一下生产流水线上的故障情况如何处理。首先,流水线的具体表现及有关数据的分析都通过生产系统自动跟踪,如果出现故障或问题,流水线操作员便会接到系统信息,使用iPad或者其他连接系统网络的设备,在系统上进行标准化的纠错。利用这种技术进行操作,一般都不会影响到整条线的正常工作。


但如果现场操作员不能解决问题的话,进一步的解决方法还可以动用视频等现代传播和通信手段,比如智能手机,通过互联网由更高级的专员技术人士来进行远程指导,这可以充分利用散布在全球的博世专家资源。


最后还要提到的是设备维修和管理的智能化。以博世伊门斯塔特工厂另一重要产品汽车供油系统零配件为例。因生产此零配件的材料是高强度塑料,生产过程中需要极端高温,因此对生产设备的损伤非常严重,需要经常维护和更换。博世为了最大程度地延长设备寿命,最有效地使用该设备,减少不必要的投资,给每一个设备安装上射频码,利用生产执行系统(Manufacturing Execution System),将每一个相关机械设备的数据信息进行储存和显示,这些信息包括了该设备的运作情况、寿命、维护保养时间表等,这样就可以根据需要,一边保养一边更换一边生产,有秩序和节奏地迅速完成设备的维护和更换,由此最大程度地提高效益,降低投入。


以上就是德国工业4.0将会给我们未来的生产和生活带来的惊喜和憧憬!


那么未来我们每天的生活应该怎样过呢?


(精益管理整理编辑)


首席品牌官(pinpaimima):原“品牌密码”,关注创业、创意和品牌创新。分享最新、最鲜、最活的企业案例和品牌思想。


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