電子裝配行業(yè),工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)施中的一些思考
工業(yè)4.0是從德國發(fā)展起來的概念,是相對(duì)于工業(yè)1.0的蒸汽機(jī)帶來的工業(yè)革命,2.0時(shí)代的電氣化,3.0時(shí)代的自動(dòng)化,4.0主要是指智能化。在美國的概念是以GE為主提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),中國結(jié)合了兩者的特點(diǎn)提出了中國制造2025規(guī)劃。
德國工業(yè)4.0和美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)很多共同點(diǎn),在智能化這個(gè)基礎(chǔ)上是基本一致的。德國在基本的制造領(lǐng)域,比如零部件,車間,供應(yīng)鏈,制造技術(shù)給與極大的關(guān)注。美國在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的網(wǎng)絡(luò)化,資源的整合,通用的模型等方面有著宏達(dá)的構(gòu)想。
最近在參與工業(yè)4.0的 一些項(xiàng)目,對(duì)于一些基本概念做了一些思考。
智能化:
智能化不應(yīng)該只是單純的講機(jī)器的智能化,應(yīng)該是包括機(jī)器+人總體的智能化,提高人的智能化,機(jī)器的智能化,綜合的智能化都是發(fā)展路徑。在機(jī)器智能化還做不到的情況下,把數(shù)據(jù)更好的呈現(xiàn)出來,更多的數(shù)據(jù),更完整的數(shù)據(jù),更實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù),更有效組織的數(shù)據(jù),更有效的可視化呈現(xiàn),都有可能提高人的智能決策水平,這也是智能化的一部分。在機(jī)器智能發(fā)展的情況下,人機(jī)配合達(dá)到更優(yōu)的智能水平。
智能化可以在宏觀的層面發(fā)生,在集合更多數(shù)據(jù)的車間層面、工廠層面發(fā)生,大家比較容易想到的大數(shù)據(jù)分析和決策。
智能化可以在更宏觀的層面法發(fā)生,大型的企業(yè)級(jí),和上下游供應(yīng)鏈,和客戶之間進(jìn)行。
智能化也可以在微觀的層面發(fā)生,機(jī)器人更加智能化,物流車更加智能化,各種倉儲(chǔ)設(shè)備,零部件都更加智能化。這是計(jì)算平臺(tái)、通信器件、智能算法、機(jī)械控制小型化、低功耗、智能化、分布式的發(fā)展。
自動(dòng)化
自動(dòng)化和智能化密切相關(guān),機(jī)器智能化的提高會(huì)帶來自動(dòng)化水平的提高。這里智能化提高有幾方面要素:
感知水平提高,各種傳感器、攝像頭等技術(shù)應(yīng)用
算法水平提升,嵌入式人工智能等
多機(jī)器人互動(dòng)、分工的智能化配合
機(jī)器人、物流和零部件互動(dòng)的智能
機(jī)器人終端和云端配合的智能
機(jī)器人和人互動(dòng)的智能化
通用高度可編程化機(jī)器人技術(shù),更多軟件控制的機(jī)器人單體和協(xié)作
人和機(jī)器協(xié)作的自動(dòng)化,在低延遲、高速情況下,機(jī)器自主的自動(dòng)化,在低速、高延遲、高復(fù)雜度情況下,人機(jī)配合的自動(dòng)化流。
自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化
設(shè)計(jì)、生產(chǎn)高度聯(lián)動(dòng)的自動(dòng)化體系。
供應(yīng)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈互聯(lián)互通的產(chǎn)品模型和生產(chǎn)加工制造系統(tǒng)模型體系
信息化:
豐田提倡的Just in time的信息化理念是非常有道理的,信息恰到好處的出現(xiàn)和被使用是非常重要和有效率的。過載的和無序的大量信息并不能帶來相應(yīng)的價(jià)值。
信息化是為價(jià)值服務(wù)的。
信息化和實(shí)體高度融合、高度互動(dòng)。
云化、智能化、大數(shù)據(jù),當(dāng)然非常重要。然而這些還都是集中式的信息化,分布式的信息化、智能化,分布式的信息化和實(shí)體的互動(dòng)同樣非常重要。
信息化的成本應(yīng)該要比較低而不是相反。
網(wǎng)絡(luò)化,高度的網(wǎng)絡(luò)化是信息化的重要部分。
信息的流動(dòng)、互通和重要。
信息化不是被動(dòng)的反應(yīng)實(shí)體,信息化具備重新塑造實(shí)體的巨大潛能。
工廠的組織結(jié)構(gòu):
目前工廠的組織結(jié)構(gòu)其實(shí)挺類似ICT行業(yè)很多情況,比如各種部門墻和不連貫。在ICT行業(yè)存在研發(fā)和運(yùn)維的墻,所以興起了DevOps技術(shù)和運(yùn)動(dòng)。在工廠中也存在類似情況,工程部門設(shè)計(jì)生產(chǎn)流水線、設(shè)備、工具等,生產(chǎn)部門執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù),類似研發(fā)和運(yùn)維。
各種相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng),比如ERP, MES,APS,WMS等也反應(yīng)了組織的相對(duì)獨(dú)立。組織形態(tài)決定了系統(tǒng)形態(tài),系統(tǒng)形態(tài)反過來影響了組織形態(tài)。兩者互相影響。
當(dāng)信息系統(tǒng)技術(shù)能力缺乏的時(shí)候,相對(duì)孤立的系統(tǒng)是個(gè)良好的設(shè)計(jì)。當(dāng)信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)步的時(shí)候,可以帶來更好的系統(tǒng)互動(dòng),然而有著慣性效應(yīng)的組織形態(tài)相對(duì)滯后,難以變革,會(huì)影響整體系統(tǒng)的改進(jìn)。這在軟件領(lǐng)域經(jīng)常發(fā)生,在生產(chǎn)制造領(lǐng)域也會(huì)出現(xiàn)類似情況。
工廠的組織在工業(yè)化、自動(dòng)化有著良好的技術(shù)儲(chǔ)備,工業(yè)全行業(yè)也有著必要的技術(shù)和人員。然而在信息化方面,無論是工業(yè)全行業(yè),還是具體每家制造業(yè),甚至是為制造業(yè)服務(wù)的ICT軟件、互聯(lián)網(wǎng)公司,人才和技術(shù)都是不夠的,信息化方面有著巨大障礙和困難。而且,短期內(nèi),工業(yè)信息化領(lǐng)域難以匯聚所需的足夠的IT頂尖人才。
工業(yè)4.0的挑戰(zhàn)和困難:
最大的挑戰(zhàn)在于人才,尤其是信息化人才,在和互聯(lián)網(wǎng),IT,云計(jì)算,AI等公司和行業(yè)的競爭中,工業(yè)4.0目前缺乏足夠的競爭力來吸引足夠的優(yōu)秀IT人才參與其中。
缺少足夠的頂尖的信息化人才,不只是會(huì)缺少技術(shù),更會(huì)缺少足夠的前瞻性、想象力、路線圖,導(dǎo)致行業(yè)的迷茫和缺乏方向。
缺少足夠的標(biāo)準(zhǔn)化和互聯(lián)互通,難以規(guī)?;?、產(chǎn)品化,規(guī)?;档统杀?。大量的項(xiàng)目都需要全新定制。
工業(yè)4.0的真正革命性會(huì)在哪里:
真正的革命性趨勢往往是帶來了生產(chǎn)要素的革命性變化,比如蒸汽機(jī)帶來了能源成本的急劇下降,電力是能源傳輸成本急劇下降,通信和互聯(lián)網(wǎng)使信息傳輸?shù)某杀鞠陆?,?jì)算機(jī)使計(jì)算和信息處理的成本下降,這樣的下降都是及其劇烈的下降,往往是呈現(xiàn)出數(shù)量級(jí)的的下降,和之前的成本相比都幾乎可以說免費(fèi)了。所以他們顛覆了某種重要的生產(chǎn)要素,受這些要素影響的行業(yè)就會(huì)發(fā)生革命性的變化。
看工業(yè)4.0的背景,會(huì)看到一些生產(chǎn)要素會(huì)發(fā)生極大的變化,物體聯(lián)網(wǎng)的成本(IoT技術(shù)),嵌入式AI的成本,各種傳感器、感知系統(tǒng)的成本。
這些要素放到工廠里和生態(tài)系統(tǒng)中,會(huì)帶來哪些影響?精確控制的成本和能力,設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的能力和成本,消費(fèi)者需求到達(dá)生產(chǎn)制造的能力和成本
工業(yè)4.0會(huì)帶來高度定制化的能力和低成本,從需求到生產(chǎn)的中間環(huán)節(jié)的成本下降,精確控制帶來的各種余量成本的消除
工業(yè)4.0的主要整合力量:
CPS也好,兩化融合也好,工業(yè)4.0也好,都指出了信息化和工業(yè)化融合,物理和虛擬世界的融合,這代表了兩種力量,ICT和工業(yè)界,說融合是客氣。其實(shí)本質(zhì)是將來誰是主導(dǎo)力量,誰會(huì)來進(jìn)行整合?
個(gè)人看好未來主導(dǎo)的是信息化企業(yè),這企業(yè)不是SAP這樣的企業(yè),更可能是谷歌、亞馬遜、蘋果這樣的企業(yè),或者是這樣但是還沒有出現(xiàn)的企業(yè)。為什么?
工業(yè)4.0的關(guān)鍵是智能化,無論在微觀的機(jī)器人、稍大一點(diǎn)的生產(chǎn)線、車間、工廠,企業(yè)、行業(yè)、產(chǎn)業(yè)鏈,主要能力還是在于信息化和智能處理的能力,這方面企業(yè)界掌握的技術(shù)能力和人才,和信息化行業(yè)相比還是相差很多。
資金能力,哪里的資金多,資金會(huì)投向哪一方來整合資源?
信息化企業(yè)開始具備越來越多的供應(yīng)鏈、生產(chǎn)和自動(dòng)化的能力和知識(shí),亞馬遜的倉儲(chǔ)物流,谷歌的機(jī)器人,蘋果的供應(yīng)鏈和生產(chǎn)管理等。
誰能掌握真正的客戶資源?誰將淪為管道,失去掌握客戶的能力?對(duì)制造業(yè)來說,幾乎從未掌握過真正的客戶,他們不知道生產(chǎn)的產(chǎn)品賣給了誰,以往被零售百貨控制,后來被國美、蘇定控制,現(xiàn)在被沃爾瑪、京東等控制,這在信息流還不能有效打通的情況下就已經(jīng)很艱難,在客戶越來越容易被網(wǎng)絡(luò)接觸的時(shí)候,誰有能力銷售產(chǎn)品、掌握客戶,誰就有更強(qiáng)的能力來控制產(chǎn)業(yè)鏈。連運(yùn)營商這么強(qiáng)大、強(qiáng)勢的玩家在OTT業(yè)務(wù)的侵蝕下都逐漸淪為管道、開始失去對(duì)行業(yè)的掌控,何況制造業(yè)呢。
誰有機(jī)會(huì)制定標(biāo)準(zhǔn)?缺乏足夠有效的標(biāo)準(zhǔn),這是工業(yè)4.0推進(jìn)的極大挑戰(zhàn),誰能推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn),就能推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。推動(dòng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),使大家能夠互聯(lián)互通,最重要的是使大家都能掙到錢,誰有能力做這件事情?能掌握客戶的玩家才有能力真正推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)前進(jìn)。
重要的看點(diǎn)是汽車行業(yè)和機(jī)器人(軍用或者特種機(jī)器人)
工業(yè)4.0雖然概念炒作起來了,但是各方的重視程度,一流玩家、各路資本的視野更多的還在汽車領(lǐng)域。在汽車領(lǐng)域,我們會(huì)看到信息行業(yè)、車企、各種技術(shù)提供者、交通運(yùn)輸運(yùn)營者在進(jìn)行激烈的競爭,這場競爭會(huì)給其他物聯(lián)網(wǎng)比如工業(yè)4.0帶來很多啟發(fā)。更重要的是,在大量資金、技術(shù)、人才涌入后,在自動(dòng)駕駛、新能源汽車、共享出行等趨勢中,各種傳感器,定位技術(shù),通信技術(shù)、控制技術(shù),人工智能,協(xié)同技術(shù),人和車互動(dòng),物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),終端和云的互動(dòng),這些技術(shù)都會(huì)迅速的發(fā)展、成熟,并且隨之而來的成本下降和小型化,最終大量此類的技術(shù)都會(huì)進(jìn)入到其它行業(yè),比如工業(yè)4.0智能制造的領(lǐng)域。