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對于“工業4.0”概念的認識與思考
日期:    發布者:李天書

一、 “工業4.0”理論的提出

“工業4.0”理論在2013年4月漢諾威工業博覽會上正式推出,目的是為了在新一輪工業革命中推高德國工業的競爭力與占領先機。而今人類文明已發展到了一個新的高點,伴隨著時代科技的進步,該理論的創建是企業發展與壯大理論的與時俱進,必會將人類的管理手段和社會實踐帶入新的時代。

人類工業化的1.0,是18世紀—19世紀初蒸汽機的發明時代;人類工業化的2.0,是19世紀初—19世紀50年代電氣化和自動化應用的時代;人類工業化的3.0,是19世紀60年代—20世紀初大規模集成電路和計算機應用的時代。之前人類的三次工業化革命,將人們從手工勞動進入到設備與技術的運用,從簡單體力勞動進入到學會并掌握運用機器動力的時代。“工業4.0”則是對人類智力、想象力和創造力更深一步的檢驗,是人類走向“融合的工業時代”,即融合了虛擬制造、智能制造和傳統制造為一身的時代。德國工商界高管組織研究聯盟創造了“工業4.0”概念,認為:“實現工業4.0的目標,需要解決介質和數據傳輸方面的大量不連續的問題”。其戰略目標是通過虛擬生產結合現實的生產方式,使未來制造業實現更高的工程效率、更短的上市時間及更高的生產靈活性。

“工業4.0”即是以智能制造為主導的第4次工業革命或革命性的生產方法。該戰略旨在通過充分利用信息通訊技術和網絡空間,構建虛擬網絡與實體物理系統相結合的手段,將制造業向智能化轉型。核心就是將現有的工業制造與管理模式,由集中控制轉變為要建立起一個高度靈活的、個性化和數字化、產品與服務的企業生產模式,這必將會產生出各種新的領域和合作形式。德國學術界和產業界認為:“工業4.0”項目主要分為“智能工廠”和“智能生產”兩大主題。智能工廠:企業將通過分散的具備一定智能化的生產設備,在實現了數據交換之后形成高度智能化的有機生產體系。其“智能化”要求企業數據系統操作簡單、功能多樣,使設備與工廠結合出色的完成數據的采集與分析。如跨國公司分布在不同該地區工廠的測量數據進行網絡共享,生產經理在辦公室即可看到每一工廠的數據并實現全球數據同步檢測。目前,這一戰略已得到德國科研機構和產業界的廣泛認同。智能生產:主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動及3D技術在工業生產過程中的應用等。該計劃特別關注中小企業的參與,使中小企業成為新一代智能化生產的使用者和受益者。

研究指出:在工業活動自動化、電子化及數字化之后向工廠介入物聯網的舉動,標志著第4次工業革命的到來,只有靈活的將數字世界的最新成果應用到生產流程中才能提高工業效率與競爭力。西門子工業領域全球CEO魯斯沃講:“在工業4.0中,人的作用更為重要,在制造業的創新領域,人的聰明才智仍是不可或缺的。在操作層面,人類雖還將發揮作用,但他們將不再從事體力勞動,而主要是從事創新設計、控制和檢測等工作”。要達到這一目標,企業必須掌握通過工場設施傳輸大量數據的能力。

二、放眼全球——絕不是僅有“工業4.0

美國早在德國提出“工業4.0”概念的5年前,就已提出了美國“再工業化”的CPS戰略思想及虛擬網絡—實體物理系統的概念,并成立了白宮制造工業復蘇和出口辦公室。2012年美國國家科學技術委員會發布了《先進制造業國檢戰略計劃化》,正式將先進制造業提升為國家戰略,以搶占新一輪全球制造業的競爭優勢地位。2014年1月,美國政府在北卡羅來納州建立了“下一代電力電子制造創新研究所”,2月,在底特律設立了“輕量制造和現代金屬創新研究所”,在芝加哥建立了“數碼制造和設計創新研究所”;2015年,美國政府將再建立四個制造業創新研究所,從而完成最初目標的一半。由此可見,在后金融危機時代制造業升級已成為全球的共識,全球正在向高端、高科技的更高層次邁進。

德國的“工業4.0”和美國的CPS戰略的核心要義都是使其制造業能實現基于數據分析的轉型。以往的傳統制造可以描述為5M系統,即:材料(Maeevial:特性和功能)、機器(Machine:精度和加工能力)、方法(Meehods:效率和產能)、測量(Measurement:探測和改進)、建模(Modeling:預測、優化和防范)。當下流行的(3D打印),也是運用集成的5M方法來低產量生產產品的一個范例。制造業想獲得更高的競爭力,須將先進的計算和信息物理融合系統集合起來,以適應利用最近的大數據環境來實現產品的過程,則是今后制造業的發展趨勢與前景。其基本定義可用6C功能來說明:傳感和網絡(Connection:)、云(Cloodi:任何時間及要求的數據)、虛擬網絡(Cyber:模式與記憶)、內容(Condent:關鍵性和意義)、社群(Community:分享和交際)、客制化(Customization:個性化服務與價值)。這就意味著企業現有的制造系統,需要對制造設備本身的以及制造過程產生的數據進行更深入的分析,才能清楚自己產品的技術質量水平,需要積極堅持向“工業4.0”的戰略目標,才能向先進制造水平邁進。

三、放眼全球,特變自控設備有限公司該怎樣面對未來

分析認為“工業4.0”理論有三個支撐點:一是制造業本身的價值化,不僅僅是做好一個產品,而且要把產品生產制造過程做到浪費最少、使用性能行業最好,其制造過程須與先進設計緊密結合;二是制造過程中,設備能根據加工產品的差異加工狀況的改變,自動做出調整達到有“自省”能力;三是在整個制造過程中,達到零故障、零憂慮、零意外、零污染的境界。

TBEA經過多年的發展,當下正處于企業運營水平有待提升、綜合管理體系還在逐步建立的初級階段,現有的制造及管理過程距“工業4.0”要求的層次還較遠,但應大家應從“工業4.0”的理論觀點中得到啟迪。自控設備有限公司面對的日以殘酷的市場競爭環境,如何做到“低消耗、高效益”的穩步向前發展,筆者認為,首先還是要在TBEA發展框架下制定切合本企業現代化發展的戰略規劃,盡快完善企業信息通訊技術系統,掌握通過工場設施傳輸大量數據的能力。只有充分利用了信息通訊技術和網絡空間才能開闊眼界,才會看清企業管理水平、看清生產效率水平、看清產品質量水平、看清產品價格水平、看清員工的素質水平等。看清楚了才能知道應怎樣向國內外先進同行看齊,確定如何向智能化制造轉型。目前,很多人感到企業在方方面上都缺少對設計細節、制造細節、裝配細節、檢驗細節、管理細節等的足夠關注是影響企業健康發展的棘手問題。筆者看到,本企業在經營管理發展控制的問題上,大家很注重阿米巴管理方式,并將這一管理概念用到了生產技術管理控制上。但中國企業員工的敬業理念與日本企業員工的敬業理念有很大的不同,中國企業的生產、技術、質量等的管理更需要體系化的過程控制,需要ISO9001質量管理體系、OHSAS18001職業健康安全管理體系及ISO14001環境管理體系活動展開的有效性與充分性。這不只是企業投標資質的問題,更是企業圖強發展千萬不能忽略的大問題。體系化的控制能對產品質量形成的細節,對降低產品材料采購成本的細節,對減少產品售后服務成本的細節,對減少產品質量問題再發生的細節過程等進行有效的管控,會使其管理水平得到逐步地改進與提高。沒有切實有效的體系管理,企業想做大做強并向“工業4.0”層次邁進是寸步難行的。
      
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