2016年12月2日 星期五

‧ 2016\12\02\3S Market Daily 智慧產業新聞

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.工業 4.0 漫談:全球工業網路三大門派的三大斧

Industry 4.0 -- from vision to implementation



來源: 中設智控2025


工業4.0真的是你心中的「工業4.0」嗎?
對岸中國製造2025真的可以一蹴而就嗎?

當前的工業4.0,已然成為社會上最熱門的概念之一,由此衍生出來的各種認知、概念紛雜地衝刷著媒體,以及人們的話題。眾多湧現出來的專家,站在各自的立場上,談論著對4.0的理解,談論著大家應該要盡快做些什麼樣的事情,才能不被工業4.0甩過幾座山。

筆者作為一個在工業領域工作了十七年的一個「老兵」(請勿看成老司機),也想乘勢弄潮一把,淺論一下自己對工業4.0的膚淺認知。

按照套路,本應該闡述一下從工業1.0到工業4.0的定義是什麼,奈何這些概念在網路上已經是爛大街的了,筆者也翻不出更加美麗的花朵,就勞煩各位看官自己網補了。在此,筆者只就兩個大家有意無意混沌的細節,乾嚎幾句。

第一,工業4.0的流派
工業4.0不是一個統一的概念麼,怎麼還會分流派?答案是肯定的,出來混江湖,自然要有名有派,否則旗號不響亮,自然是嚇不倒宵小之輩的。

其實工業4.0是一個籠統的稱呼(常用名),當今世界強國(含一個發展中大國)對它都有著各自的貢獻,根據出身不同主要分為三派:其一工業網路,也就是美國派;其二工業4.0,嚴謹德國派;其三中國製造2025,對於對岸中國來說,就該稱為本土派。(本文為中國的立場觀點,因此不會談其他如日本、俄羅斯等亦為工業強國的蹤影)

三派站定各自地盤展開廝殺,一時江湖呈現一幅 「三國殺」的熱血景象,這個江湖還有個學名——第四次工業革命!提醒客官「企定定」(普通話:站好了),筆者唱個饒舌的歌:工業4.0其實不是工業4.0,它是第四次工業革命;工業4.0其實也是工業4.0,它是德國的工業4.0……

中國、美國、德國在第四次工業革命時代大PK
  
那麼,這三種流派之間有著什麼相似的地方,又有著哪些各自的不同呢?首先他們相同的地方,其實也沒有什麼特別好說的,即是全部都要利用以CPS(Cyber\Physical Systm, 資訊物理系統)為核心的技術,需要借助網路與大數據,來完成對工業的轉型升級。

不同的地方,是由於他們各自出發點都不同,造成他們的側重點有所區別(這一點特別像人類,內在機理幾乎一致,但是地域不同,外表長得各有特色)。所以,為了顯示筆者自己也是練家子,我們重點說說三個流派差異的所在:

1. 美國的工業網路
美國的工業網路這一策略的提出,背景是美國的網路產業的非常之發達,而製造企業卻日益空洞化。既然世界主流思想,是要增強製造業,特別是高端製造業的能力,自然美國必須要矗立潮頭,方顯帶頭大哥之英雄本色!

所以美國提振製造業的方向,是利用優勢的網路技術,結合大數據收集與處理能力,與智慧化工廠無縫鏈接,以求達到滿足工業大規模客製化需求訂製能力。

不囉嗦說話,也就是:美國派的武功核心是,利用工業網路,滿足大規模的客製化需求訂製。唉?這位客官,您問的問題可是大規模的客製化需求訂製是什麼?這個筆者可是要賣弄一下了:一般的客製化訂製,與大規模製造之間,是相互矛盾的,美國派重點把這個問題,作為解決的方向。


舉個例子,汽車的客製化訂製。一般我們意義上的客製化訂製無非是顏色、座椅的皮質、輪胎的型號大小等,阿里阿渣的要求,絲毫顯示不出美國老大的高技術水平。

人家要做到的,是未來能夠通過網路,收集你的獨特客製化數據,並傳送至智慧工廠,進行快速生產。這樣,出廠的汽車的座椅,就像私人訂製西服一樣貼身,油門、方向盤的阻尼,極其契合你的力量數值,發動機與離合器的調教,滿足你消耗最低能源的需求……嘖嘖,聽起來就那麼高規格!

這高超招式的慢動作分解,包含了非常多的技術:大數據收集與處理能力、高端裝備與智慧工廠建設、各種高端材料的研發、各種仿真技術等等。

2. 德國工業4.0
與美國派華麗的武功不同,嚴謹務實的德國派之武功招數,招招力量千鈞,卻又樸實實用,毫無造作之態。

德國是一個實業立國的國家,製造業是德國的命脈,但是當面對強勢的美國網路企業,對其製造業覬覦的時候(嘿嘿,其實還有某個國家也在買、買、買),德國必須提出自己的策略與之抗衡,這就是德國提出的工業4.0的背景。

  
德國工業4.0主要的特點是,根據德國高水準製造業的特點,繼續高水完成工廠智慧化的同時,打破企業間傳統的產業鏈條,利用網路、物聯網、大數據等技術,組成智慧化企業間的高技術智網路,達到整體強大的協同製造能力。吼吼,一身橫練硬功夫——金鐘罩鐵布衫,誰打也不怕(喂,一臉壞笑的你,不要和我聊什麼罩門的問題啊)。

德國派選擇的武功方向,也是極其符合德國實際的,即是單一的德國工廠智化水比較高,但是工廠與工廠之間網化智協作水準相對比較弱(同時也表明,單一工廠的智化,只能算是工業3.0的高端,絕不能算是達到了工業4.0的水)。大家更應該從德國工業4.0的提出,學習德國人的務實低調、嚴謹的精神。

3. 中國製造2025
五千年燦爛文化的中國,在新的歷史條件下提出了「中國製造2025」,正式亮出了中國派之武功。左手打出一招兩化融合(資訊化與工業化融合)、右手打出一招供給側改革,一腳踢出大眾創業,一腳扎穩萬眾創新,活脫脫一幅內功大家的風采!

  
嚴肅地說,「中國製造2025」的提出是一個非常英明的決斷(筆者毫無馬屁之嫌),這一政策表明,中國沒有按照一群所謂的專家,給中國開出的藥方——中國應該走虛擬經濟,不要再走傳統的製造經濟。

包括美國的行為已經證明,只有實業才能強國,只有實業才能抵抗各種風暴;我們只有理直氣壯地將實業做大做強,才能夠使中國在強國競爭中立於不敗之地。(3S Market: 注意了中國的思維是做強做大,從客觀的觀察,這是必然的。但,台灣不適合走這種路,台灣必須做精細小巧,且細巧到無可取代!

這也是「中國製造2025」提出的重要背景,其核心是加強新技術、新材料的研發,提高高科技裝備的研發與製造能力,利用CPS與現代等技術,完成供給側改革,正本清源、健康長壽!

第二,工業4.0的計劃時間
各派武功練到第九重天的時間
很多專家都有意無意地,將工業4.0各個流派武功,練成的計劃實現時間給抹去了,具體原因是什麼,筆者也不去妄加猜測。筆者只知道很多事情,在時間面前,將會變得赤裸裸,謊言將蕩然無存。

我們可以看一看上的好多概念,都是「怎樣可以立刻幫助你進入工業4.0,幫你建設工業4.0的工廠,幫你怎樣彎道超車」等等的大招牌。那麼實際情況怎樣呢?聲明一下,筆者家裡正在建房子,有願意丟磚頭的磚家歡迎至極(此處筆者應該露出猥瑣的笑容)!

非常有錢的美國,自豪地打出他們國家,立志決心用10年到15年的時間,初步實現自己的工業規劃,實現美國派武功第九重天(瞧瞧,人家的自信)!

那麼我們再來看一看,製造業非常之強大的德國,他們準備用多長時間呢?嚴謹的德國派武功,將勤學苦練地在十年到十二年的時間,實現自己的工業4.0第九重天(感覺德國人覺得時間還挺快)。(3S Market看過的是,德國人說工業4.0永無止境,沒有時間表!?)

  中國製造2025時間計劃
  
看到這裡,你們還相信,你用一年、兩年時間,改造一下自己的工廠,就能夠進入工業4.0嗎?還好,中國政策的制訂者是非常之清醒的,從自己的實際出發,制訂出一個非常切實有效的三步走練功計劃(貌似中國很喜歡三步走,扎實!例如練書法,先楷書、再行書、再草書,順序不可亂)。

也就是說,「中國製造2025」規劃,更應該叫做「中國製造2045」規劃,中國準備用三個十年的時間,使自己進入全球製造領先水準行列,這是一個非常務實、認真、貼地氣的政策,這也是和中國製造業的現實水平相符合的。

製造業的整體提高,並不僅僅是製造裝備的提高,這和基礎材料、生產技術、裝備製造、數據處理等,眾多基礎性研究息息相關(還必須包括必要長的時間),同時也是一個複雜的系統工程,不能脫離現實! 


                                                                                                                                                                                                                             



.工業 4.0 時代下自動化工廠的巨大變革

Audi Smart Factory



來源:OFweek工控網

工業4.0是由德國政府《德國2020高技術戰略》中所提出的十大未來項目之一。在美國,它叫做工業網路,中國工信部叫作中國製造2025,它其實就是「網際網路+製造」,都指向一個核心——智能製造。

在工業4.0時代,首先實現的是智慧生產。比如在一些罐裝飲料的智慧化生產工廠裡,生產設備和管理資訊系統各自連接起來,並且設備和資訊系統之間也連接起來。通過一種射頻辨識技術,能將生產的原料和生產設備有效組接,實現無線通訊。

在生產一些飲料時,能實現個性化生產。比如根據特殊需要,可以在一部分瓶子裡灌裝甜一點的,也可以根據一些顧客的身體健康生產些特需飲料。總之,能在同一條生產線上,實現多品種、小批量、客製化生產,實現每瓶罐裝飲料,從網上下單的那一刻起,就是完全私人訂製的。這就是智慧生產。

生產過程智慧化了,所生產的產品也同樣智慧化。比如現在的智慧手環、智慧自行車、智慧跑鞋、無人駕駛汽車等都是這個思路。

這些產品已不再是過去,離開生產線後就獨立的裝備,而是仍然和數據採集端連接到一塊,並不斷地將數據上傳到雲端,以方便用戶進行管理。

同時,產品雖然離開了工廠生產線,但是它仍然能不斷採集用戶的數據和狀態,並上傳給廠商,這使一種新的商業模式成為可能,向繼續提供的服務進行收費,實現生產服務化。一旦這樣的狀態實現後,所有的生產廠商將會轉型為服務商。

如果購買了一輛智能汽車,這輛汽車都會不斷地採集周邊的數據來決定自己的駕駛路線,整個運輸系統會完全服務化。無人駕駛的汽車將會取代無數有人駕駛,駕照可能再也不用考取了。
 
 
  
工業4.0時代,工廠的設備也變成智慧的了。工廠的智慧化和工業化開始融合,雲工廠便產生了。智慧的工廠設備,將不斷地採集自己的數據,上傳到工業網路上,此時哪些工廠哪些生產線在滿負荷運轉,哪些在空閒,就可以進行調配實現資源優化。

當雲工廠出現後,工業領域將會出現更大的創新高潮,整個社會將會被深刻地改變。

工業4.0時代帶給整個世界的絕不是某個環節的改變,它將影響整個工業生產環節,進而影響人們的生活。不敢想象,在工業4.0時代,地球上將會多麼智慧化。

工業4.0將顛覆汽車產業
在各種產業中,汽車製造業應該是目前受工業4.0影響最大的行業。傳統的汽車工業已延續了半個世紀之久,也許是年頭太久,模式太深,導致他們在轉型上,遠沒有自己製造的汽車那樣靈活。

特斯拉作為現代汽車工業的一匹黑馬,雖然給了人們足夠的驚喜,但大部分傳統汽車製造企業,並沒有把它的出現當做一種趨勢。

今年4月,當特斯拉的股價徘徊在250美元左右時,加重了人們對於新興汽車工業的悲觀看法。畢竟現金流不足是致命傷,和通用、福特、豐田、福斯這汽車界的四大家族,打起持久戰來是吃不到甜頭的。當四大家族聯起手來共同打成本戰時,也就是特斯拉的滅亡之時。

但是,再強大的事物都無法抵擋環境的改變。恐龍作為曾經統治地球的霸者,不也在惡劣的環境下變成了今天的化石;當年手機界的王者諾基亞,市值曾達2000億美元,如今同樣一蹶不振。恐龍的滅絕、諾基亞的失敗,並不是因為碰到了強大的對手,而是它們不具備在新環境下的生存能力。

作為德國工業驕傲的福斯汽車集團,近幾年來抱著一款通用車型不放,今天加個坐墊,明天換個發動機,後天調調價格,再起個高大上的名字,就當做一款新車賣給用戶了。難怪德國率先提出了工業4.0的概念,可能他們自己都看不下去了。

在工業4.0的推進和演化過程中,有兩點非常重要。一個是智慧主導,通過研究智慧化生產系統及過程,以及網路化分布式生產設施,來完成產業的升級;另一方面就是依靠科技力量,確保智能生產、人機互動、3D列印等技術,在汽車生產上的應用。

另外在經銷上,工業4.0實際上把從原料到製作、從配送到消費者整個系統,都進行了統一的規劃和升級。這裡不得不說特斯拉的直銷模式,非常符合這個時代的特色,我們總提網路思維,但更多的是在小地方才敢放手實驗。而特斯拉這種像蘋果手機一樣的專賣店形式,無疑改變了整個產業格局。

也許有一天,汽車不再是4S店裡高大上的存在,我們通過手機就可以客製化配置下單,然後這輛個性化的汽車,就會由自動駕駛停到您的車位上。看似遙遠,其實近在眼前。商業的思維永遠會走在時代的前頭,而最終受益的,是我們每一個消費者。

解決製造業八大浪費問題  

精益生產的觀念在製造行業已經深入人心,一個好的製造流程不僅可以減少浪費,而且能夠大幅提高生產效率。精益生產的8大浪費包括以下幾點:

  1、生產過剩

  2、在現場等候的時間

  3、不必要的運輸

  4、過度處理或不正確的處理

  5、存貨過剩

  6、不必要的移動搬運

  7、瑕疵。生產出瑕疵品或必須修改的東西

  8、未被使用的員工創造力

同樣的道理,如果社會其它部門冗員和浪費過多,對於製造業將是承重的負擔,經濟好的時候不一定暴露出來,當經濟不好的時候,矛盾就會凸顯出來。舉一些例子,在我們日常生活中經常可以遇到:

1.高速公路的收費站,我們姑且不說收費是否合理的問題,單說車子停下來,取卡,到收費站停車,排隊,交錢,走人就已經造成不少的浪費,等待的浪費,怠速時廢氣排放增加,收費人員完全沒有創造出價值,只是收入轉移的一個中介。(在現場等候的時間+未被使用的員工創造力)

2.辦理繁雜的證件手續,對岸中國過去其政府單位辦理證件的經歷,開公司辦企業就不說了,嬰兒上戶口這是每個人都要經歷的事情,流程:需要去戶口所在地的計生部門開具準生證,醫院根據准生證開具出生證明,派出所根據出生證明再上戶口。這已經是最理想的情況了,如果是在北上廣深工作,戶口沒有過來,那手續之繁瑣足以讓你崩潰。

如此麻煩的手續不會增加任何的產出和福祉,相反,因為政府部門都是5天工作制,為了辦理這些手續,通常都要請假去辦理。(在現場等候的時間+不必要的運輸)

3.快遞,網購的價格比實體店便宜太多,我們甚至連一些日常的用品都需要網購節省成本,而這些本來可以在樓下的便利店就可以買到的。(不必要的運輸+未被使用的員工創造力)

4.還有一些崗位,因為國情的特殊性而衍生出來的,在其它國家是很難見到的,比如交通協管員,城管,城市停車費收費人員,大量的保安人員。(過度處理或不正確的處理+未被使用的員工創造力)

5.公共產品的浪費,大家經常看到今天在修路,過幾天可能市政又把地給刨了修管網。不光是浪費人力物力,還有造成的交通擁堵和大氣的粉塵污染。(過度處理或不正確的處理)

6.房地產,大量資金在地產業空轉,沒有進入實體行業,房地產庫存增加,同時價格上漲,實體行業資金成本上升(存貨過剩)。

在談到製造業的時候,都說到工人的工資水平高影響了企業的出口,降低國際競爭力。中國的工資水平和德國,日本比起來要低的多的多,不是在一個量級上的,關鍵還是人員的效率。

製造業是創造財富的部門,服務業只是收入的轉移或者再分配,而以上提到的一些崗位,連服務都算不上,完全是增加社會成本的部門。

因為社會的運轉中存在這些部門,無疑是增加社會的總成本,降低了總效率。簡單來說,做事的人少,但是分餅的時候人又多,而且很多時候是沒有產出的人分走了大部分。這些成本都會間接或直接的體現到企業的成本中去。

扯了半天,就是說很多人沒有進入到實體經濟中,需要收取更多的稅或者額外的支出來養這些人。

說了這麼多,什麼招工難,工人工資高這些不是造成企業成本高的主要原因,是因為整個社會的交易成本太高,造成大量的人力,物力的浪費,從事實業製造的人員要養這麼多人,怎麼會有競爭力。

中國的製造業產業工人拿著最只能糊口的時薪,工作時間最長,基本上已經到了極限,還要繼續發掘工人的潛力已經不現實。中國的GDP量級已經很大,固定投資佔了很大一部分。但是建沒有人住的房子,拆掉剛修不久的馬路,數字上是不斷上漲,但是並不能增加我們的生活質量。只有製造業蓬勃發展,生產出滿足大家需求的高品質產品,生活質量才能提高。

工業4.0的關鍵是智慧網路
保千里集團董事、副總裁陳楊輝表示,工業4.0的實質是「網際網路+製造」,即智慧網路,其代表著網路未來發展方向。它不僅是傳統網路在工業領域的延伸,而是開啓了一個人與物相連、物與物相連的大連接世界。結合保千里集團的發展,陳楊輝闡釋了智慧網路技術對各行業未來發展的影響。

保千里集團打造的智慧網路生態,是以平台型智慧硬體為營運載體,配置大數據雲平台,為百行百業提供智慧硬體+解決方案的全行銷平台。

目前平台型智慧硬體已形成四塊產品線:跨界新型智手機、智雲螢幕、智機器人、智網聯汽車。正在以此為百行百業提供智網路營運的解決方案。 
 
  
對於工業4.0未來的發展,陳楊輝認為,工業4.0時代給製造業帶來最大的改變將是商業模式創新,伴隨著以物聯網技術和雲計算為基礎的網路的普及,跨界新型智慧手機、智慧雲螢幕、智慧機器人、智慧網聯汽車、智慧物流、智慧服務等平台型智慧硬體,將成為商業生態圈新的入口,對各行業商業模式帶來顛覆式的改變。

對於工業4.0而言,實質即「互際網路+製造」,它是整個時代性的革命。現階段,工業產業亟待轉型升級,其中存在著巨大的變革機會。如何利用這個變革的契機與資本市場相結合,共同探索產業發展之路是,另一個值得深思的問題。

對此,明照資本合伙人高大明認為對於銀行業,將促使企業信用模型的變化,帶來供應鏈金融的創新,可抵押資產種類會更加豐富。

自動化生產效率提升25%
自2013年4月在漢諾威工業博覽會上正式推出工業4.0概念以來,德國就一直不遺餘力地將它打造成自己的新名片,希望在全球範圍內引領新一輪的工業革命。

隨著工業4.0概念在市場的興起,機器人、3D列印、VR技術成為各大科技展覽上備受關注的產品。「工業4.0並不是購買幾個機器人,或是引進幾套自動化生產技術就可以實現的,這是一次全新的工業創新浪潮。」杜偉說,這不僅將增加價值創造的深度,還會影響工廠和戰略投資以及生產網絡佈局。

BCG最新發佈的《工業4.0:未來生產力與製造業發展前景》指出,第四次工業革命將通過智慧整合感控技術(CPS),和動態數據處理讓實體物理系統,和電子系統連接在一起,在不同機器之間收集和分析數據,預判錯誤,不斷進行自我調整,從而適應不斷變化的環境。

與傳統的製造業關係相比,杜偉強調,工業4.0的核心理念是跨界整合、高度自動化並優化生產過程。在橫向上,這意味著企業內設計、研發、採購、生產、銷售、物流、售後服務各部門的整合。在縱向上,這意味著企業層面、工廠管理層面、運營控制層面、管控層面和一線層面的整合。

「工業4.0能夠帶來,以往無法同時實現的多重受益。」杜偉指出既可以通過數據分析,和類比技術縮短從創意到成品的時間,加快流程速度,又可以增加靈活性,實現客製化生產;既可以通過提高自動化程度、縮短設置時間、減少庫存提高生產效率,又可以利用傳感器和制動器實時監督生產,改善生產品質。 
 
  
「中國的經濟轉型,必然會為傳統的低成本製造業帶來挑戰。製造企業只有向價值鏈上游挺進,才能負擔得起日漸升高的用工成本。」杜偉認為,工業4.0是對岸中國製造業轉型的重要政策槓桿。

杜偉分析,工業4.0帶來的受益主要體現在生產效率的提升上。按照BCG的測算,中國總成本效率將提升5%-8%,轉化成本(不包括原材料)效率將提升15-25%。

據BCG計算,中國製造業累計產品銷售成本約85萬億元,這意味著中國工業總體生產效率,有4萬億-6萬億元的提升潛力。各行業的改善程度會參差不齊。其中,工業原件生產商可能實現最高的生產效率提升,增長20%-35%,而汽車公司的提升幅度為10%-20%。



                                                                                                                                                                                                                             


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