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工業 4.0 智慧工廠
智慧工業科技
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2019年1月9日 星期三
．新鮮出爐！德國工業 4.0 動態
Industry 4.0 in Germany
www.cechina.cn
隨著2018年已經結束，各行各業都開始總結全年，辭舊迎新。作為工業4.0國家策略的推動者，德國聯邦政府也發佈了多篇報導和年度總結。本文將著重介紹：
1. 數位化對於就業意味著什麼？
2. 德國新成立的「中小企業4.0能力中心」
3. 《2018年全球數位化轉型報告》
數位化對於就業職位的影響
數位化時代，人們的工作方式會發生巨大的變化，因此也直接影響到了許多行業的就業形勢。為了幫助人們適應「工作4.0」時代，尤其是幫助中小企業，更好地完成相關的人力資源部署，德國聯邦政府發佈了報告《數位化工作 – 中小企業數位化指南》。
此報告針對德國，從製造業資訊化、數位驅動力、工作柔性化等方面，分析了工業4.0大環境下的職場動態，並且按行業類型測算了工作職位數的變化趨勢。
作者發現：從2016年到2021年，數位化將會導致總體工作職位數增加1.8%（如圖1所示），而不是全面減少。當然，並不是每種類型的都迎來春天，比如簡單重複的腦力工作職位將減少4%。
圖1: 關於數位化影響就業的定量分析。來源：BMWi
如果按照行業來看，也是「幾家歡樂幾家愁」：對於交通運輸業、能源和供水等行業，工作職位數到2021年將會有4%-7%的成長。但是對於餐飲業、農業等領域，工作職位則有所減少。因此，必然會有很多勞動者面臨轉行（或者轉換職位）。事實上，20%以上的公司在過去十年中都增加了全新的職位類型，以應對數位化浪潮。
為了能夠順利轉型（或保住目前的工作職位），需要對員工進行必要的（數位化）職業培訓。在德國的一項問卷調查中，有約90%的企業員工意識到了終身學習的重要性，並且認為數位化技能，會直接決定自己在職場上的成敗。從聯邦政府的角度，將給員工教育訓練和終身學習提供各種支援，其中一大措施就是在德國各地設立「中小企業4.0能力中心」。
新開設的「中小企業4.0能力中心」
在德國工業4.0策略中，中小企業始終處於非常重要的位置，是政府重點扶持的對象。
「中小企業4.0能力中心」（Kompetenzzentrum）作為德國政府的重點抓手措施，承載著「交流專業知識」、「介紹最佳實踐」、「促進經驗交流」等重任。迄今為止，德國已經成立了27家「中小企業4.0能力中心」，有按照地域劃分到德國各個聯邦州的，也有針對「電子商務標準」等專業主題的。
圖2: 「eStandard」培訓中心已經向數十家德國企業提供了工業4.0培訓。來源：BMWi
2018年11月以來，德國新成立了三家中小企業4.0中心。有一家是地區性的，設置在德國北部石勒蘇益格-荷爾斯泰因州的重鎮基爾市（Kiel）；另兩家是專業性的，分別是「電子商務標準」（eStandard）專題中心和溝通（Communication）專題中心。「電子商務標準」中心主要是幫助傳統製造企業，在走向網路化的過程中，明確相關的技術標準、少走彎路；而「溝通」專題則是在軟性溝通方面，提供各種教育訓練。
不同的中小企業4.0中心，會在所服務的行業/偏重的技術方面有所不同，例如基爾的中心會重點覆蓋當地傳統的機械工程、食品加工等行業。
但是這些中心也有共同之處：它們都在聯邦資金的支持之下，透過開設課程、召開研討會、現場展示先進設備樣機等方式，來幫助中小企業（員工）學習數位技能、瞭解前沿動態（如圖2所示）。
2018年全球數位化轉型報告
從公司管理者的角度，數位化轉型如何才能取得成功？這也是德國人非常關心的問題。最近，德國經濟與能源部（BMWi）公開推薦閱讀《2018全球數位化轉型報告》。
透過採訪世界各地的1500多位公司高管，這份報告涵蓋了各行業的數位化轉型進展、落地推行的阻礙等方面，以翔實的數據給決策者們帶來啓示（對英文原版感興趣者可以掃描圖3中的二維碼）。
圖3: 全球數位化轉型報告（英文版）的下載地址
報告中很鮮明地指出：各個行業的數位化轉型進程，有著明顯的區別。這一點從已經嘗試開展數位化轉型的公司比例，就可以看出來：金融業在數位化進程方面佔據領先優勢，已經嘗試轉型的公司達89%。製造業、零售業等則相對滯後（如圖4所示）。
推動數位化轉型的驅動力也因行業而異：金融業、製造業和醫療監控領域的轉型，主要是為削減成本，零售業主要是為增加銷售額，而交通運輸業則是為了應對競爭對手的威脅。
圖4: 已經嘗試開展數位化轉型的公司比例：按行業細分。來源：FUJITSU
報告指出，六大因素對於數位化項目的成功是最為關鍵的（如圖5所示）：領導力（Leadership）、數位化人才（People）、敏捷（Agility）、商業整合（Business Integration）、生態系統（Ecosystem）和數據利用能力（Value from Data）。
圖5指出了，在每個維度有多大比例的公司，已經具備了相應的能力。在這裡，作者還區分了電商類公司（特指：所有業務都已經在線上開展）和非電商類公司的概念。可以看到，電商類公司在數位化能力方面，具有較為明顯的優勢。
圖5: 數位化轉型中最重要的六種能力。來源：FUJITSU
必須意識到，數位化營運是一個荊棘密布的過程，其中充滿了各種「坑」。只有懂得控制風險的公司，才能順利實現轉型。有鑒於此，2018年度報告中也基於公司高管們的反饋，指出了數位化轉型各個階段的主要障礙。
從圖6中可以看到：在各個階段，缺乏相關的數位化人才，都是最主要的障礙之一。此外，網路安全、投資回報率等話題也是很具有代表性的。
圖6: 數位化轉型各個階段的最大風險。來源：FUJITSU
解決問題的前提，是清楚地意識到問題所在。可以預見：人才培養、網路安全等話題在數位化時代將長期存在。有志於數位化的企業，若從現在開始吸取先進經驗，積極採取行動，或許並不算晚。
本文小結
通過2018年12月的工業4.0動態，可以看到：
1. 不同行業的工業4.0/數位化轉型特性有著很大不同，因此不能盲目照搬其它行業的經驗。
2. 中小企業，一如既往地成為德國工業4.0關注的重點對象。
3. 人才是數位化轉型的最大瓶頸。加強對員工的培訓，長期來看是一項回報豐厚的投資。
．日本工業機器人大盤點
Japan’s Awesome Robots
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眾所皆知，日本素有機器人王國的美譽，是世界上最大的生產大國和出口大國，在2014年之前也是世界最大的應用國和消費國（目前被中國連續取代）。
機器人技術源於美國，卻在日本得到了產業化規模發展，當前日本製造的工業機器人無論在技術上還是應用上，都處於世界領先地位。
機器人技術源於美國，卻在日本得到了產業化規模發展，當前日本製造的工業機器人無論在技術上還是應用上，都處於世界領先地位。
據統計，目前全世界投入使用的機器人大約有95萬台，其中日本就佔了38%，位居各國之首，可以說是佔據了世界機器人產業的半壁江山，除了機器人技術先進、品種齊全，機器人企業更是多如牛毛。因此小編就為大家整理出了，一批比較有代表性的日本工業機器人生產廠商。
一、發那科
日本發那科是全球四大機器人家族之一，發那科是世界上最大的工業機器人製造商之一，FANUC品牌創立於1956年，是當今世界上數控系統科研、設計、製造、銷售實力最強大的企業之一。
FANUC機器人產品系列多達240種，負重從0.5公斤到1.35噸，廣泛應用在裝配、搬運、焊接、鑄造、噴塗、碼垛等不同生產環節，滿足客戶的不同需求。
FANUC在46個國家擁有超過240個合資企業，子公司和辦事處。它是數控系統最大市場佔有率的生產商，具有65％的全球市場份額。
二、安川電機
同為全球四大機器人家族之一，安川電機是全球市場佔有率，最高的工業用機器人公司之一，製造涉及運動控制器、伺服驅動器、變頻器、工業機器人，是典型的綜合型機器人企業。
安川電機是運動控制領域專業的生產廠商，是日本第一個做伺服電機的公司，其產品以穩定快速著稱，性價比高，其AC伺服電機和變頻器市場佔有率位居全球第一，奠定了其工業機器人製造的技術基礎。
安川電機主要產品MOTOMAN機器人，是世界上使用最廣泛的工業機器人之一，目前已在世界各地生產，並安裝使用25萬台，廣泛應用於弧焊、點焊、塗膠、切割、搬運、碼垛、噴漆、科研及教學。
三、川崎重工
川崎重工，創立於1896年，也是日本的大型企業集團，是以重工業作為主要業務，目前川崎重工是日本軍工產業的重要成員，僅次於三菱重工，是日本自衛隊飛機和潛艇的主要生產商。
1969年，川崎重工創造了日本的第一個工業機器人，標誌著工業機器人商業化生產的開端，後來漸漸發展成具有全系列產品的川崎機器人公司(或稱機器人事業部)，應用覆蓋裝配、搬運、碼垛、焊接、點焊、塗膠、噴塗等各領域。
川崎在工業機器人領域已有幾十年的經驗，目前在日本已達到10000台/年以上的製造銷售量。
川崎在工業機器人領域已有幾十年的經驗，目前在日本已達到10000台/年以上的製造銷售量。
四、那智不二越（NACHI）
NACHI不二越公司總工廠在日本富山，除了做精密機械、刀具、軸承（日本頂尖軸承品牌）、油壓機等外，機器人部分也是他的重點部分，起先為日本豐田汽車生產線機器人的專供廠商，專業做大型的搬運機器人、點焊和弧焊機器人、塗膠機器人、無塵室用LCD玻璃板傳輸機器人，和半導體晶片傳輸機器人、高溫等惡劣環境中，用的專用機器人、和精密機器配套的機器人和機械手臂等。
不二越在工業機器人製造領域，一直有著良好的口碑，在汽車製造業也相當活躍。
不二越在工業機器人製造領域，一直有著良好的口碑，在汽車製造業也相當活躍。
五、歐姆龍
歐姆龍（Omron）是全球著名的自動化控制廠商，2015年歐姆龍收購，來自美國矽谷的全美最大工業機器人公司愛德普（Adept），正式加碼工業機器人業務。
Adept公司成立於1983年，是美國本土最大的工業機器人製造商，在SCARA機器人、並行機器人、AGV 機器人和機器視覺等方面具有非常先進的技術。
Adept公司成立於1983年，是美國本土最大的工業機器人製造商，在SCARA機器人、並行機器人、AGV 機器人和機器視覺等方面具有非常先進的技術。
六、山葉
山葉機器人（Yamaha Robotics）是山葉發動機公司研製出的產品。山葉發動機株式會社成立於1955年，是一家集生產與銷售為一體的日本獨資企業，主要經營摩托車、踏板車、柴油發動機、通用發動機、發電機、汽車發動機、產業用機器人等。
山葉生產的首款產業用機器人「電弧焊機器人」上市，至今山葉機器人為廣泛的工業網路提供多功能的、可靠成熟的機器人解決方案。該公司提供多種單軸和多軸直角坐標機器人選擇，以及SCARA機器人系統。
七、愛普生
1981年，源於滿足精工愛普生的精工手錶機芯組裝自動化需求，愛普生工業機器人公司成立，開始了小型工業機器人的設計和研發，並於1997年推出愛普生首款緊湊型SCARA機器人。
愛普生機器人一貫以自身省、小、精的技術特點為基礎，透過將機器人技術與愛普生，在其它領域技術優勢相結合，不斷推出緊湊、節能和高精確度控制的機器人產品，以產品和服務滿足用戶，對生產效率的追求。
八、OTC
歐地希OTC是在焊接和工業機器人領域，居世界領先地位的「日本DAIHEN」集團，在海外進行產品銷售時，使用的著名商標。是日本最大的焊接機器人專業生產廠家，日本焊工技術水準認證考試(JIS)必用OTC焊機，是以中國為主向全世界40多個國家出口的世界領先的專業生產公司，是最早進入中國市場銷售的焊接機機器人，專業生產廠家之一。
九、松下機器人
松下（panasonic）在工業機器人領域，擁有良好市場的松下，非常擅長零組件的組裝。因其顧客主要為海外電子機器製造廠家，所以松下出口額逐年增加。松下製造的「機械手臂」，在業界贏得了相當不錯的口碑。
憑借松下機器人的先進技術，和在焊接領域的豐富經驗，松下機器人事業發展迅速，其市場認知度達到39%。迄今為止已經向市場提供了300多台機器人系統，廣泛應用於汽車、摩托車、機車、工程機械、電力設備、傢具製造等多個領域。
十、電裝機器人
電裝機器人（Denso Robotics）是從豐田汽車Toyota分拆出來的公司。電裝（DENSO）是世界屈指可數的汽車零組件生產廠家之一，在日本排名第一。
作為電裝在中國的統括公司——電裝（中國）投資有限公司，成立於2003年。現在不只是大型汽車零組件公司，也是產業機器人搶先供應商。
DENSO目前推出的機械手臂等，工業用機器人（FA設備）產品包括：垂直多關節機械手、水平多關節（SCARA）機械手、直角坐標機械手、內置型機械手及機械手控制器。
作為電裝在中國的統括公司——電裝（中國）投資有限公司，成立於2003年。現在不只是大型汽車零組件公司，也是產業機器人搶先供應商。
DENSO目前推出的機械手臂等，工業用機器人（FA設備）產品包括：垂直多關節機械手、水平多關節（SCARA）機械手、直角坐標機械手、內置型機械手及機械手控制器。
十一、川田工業
川田工業（Kawada）主要從事橋梁等大型建築項目。但其推出的雙臂協作、人形機器人為市場上，最具創新性的機器人之一。其NextAge機器人已部署在許多工廠，且能承擔各種複雜任務，正為川田在各個行業找到新的合作夥伴。
十二、三菱電機
三菱最有名的可能是其汽車產品，自1980年以來，三菱電機提供了全面的自動化產品陣容，並已成為滿足用戶自動化需求的單一來源解決方案。
除MELFA系列工業機器人外，公司還提供CNC控制系統、雷射放電加工機床（EDM）、可編程邏輯控制器（PLC）、伺服系統、運動控制器、人機介面（HMI）、變頻驅動器（VFD） ）、低壓開關設備（LVS）、能源監控設備、SCADA和分析軟體，甚至工業縫紉機。
除MELFA系列工業機器人外，公司還提供CNC控制系統、雷射放電加工機床（EDM）、可編程邏輯控制器（PLC）、伺服系統、運動控制器、人機介面（HMI）、變頻驅動器（VFD） ）、低壓開關設備（LVS）、能源監控設備、SCADA和分析軟體，甚至工業縫紉機。
三菱電機推出的MELFA FR系列，工業機器人提供支持「下一代製造」更智慧的新型解決方案，並為先進和柔性生產，提供更簡單的解決方案。
新功能包括MELFA Smart Plus，它提供更高的精度，和更短的啓動時間，透過複雜的力感測器和與視覺感測器的加強配合，使安裝更簡單，並為完成更先進的任務成為可能。
新功能包括MELFA Smart Plus，它提供更高的精度，和更短的啓動時間，透過複雜的力感測器和與視覺感測器的加強配合，使安裝更簡單，並為完成更先進的任務成為可能。
十三、東芝
東芝是日本最大的半導體製造商，也是第二大綜合電機製造商，其旗下東芝機器人（Toshiba Robotics），提供全面的機器人系列，包括6軸、SCARA和直角坐標，全部都為室內（用途）設計和製造。
後與TM Robotics公司合作分銷東芝機器人，TM Robotics曾用東芝機械TVM型號系列，擴展了六軸機器人系列產品，新產品具備更長的覆蓋範圍，和更高的有效載荷，使機器人能夠裝載和卸載較大的機器，例如大型塑料注塑機，以及汽車、醫療、包裝和製藥行業的其他工業應用。
後與TM Robotics公司合作分銷東芝機器人，TM Robotics曾用東芝機械TVM型號系列，擴展了六軸機器人系列產品，新產品具備更長的覆蓋範圍，和更高的有效載荷，使機器人能夠裝載和卸載較大的機器，例如大型塑料注塑機，以及汽車、醫療、包裝和製藥行業的其他工業應用。
不論是在工業機器人，還是其他機器人領域，日本都擁有絕對優勢，比如在機器人核心零組件上，比如減速機、伺服電機、控制器，日本的實力也是首屈一指，有些機器人廠商自身就具備生產零組件的能力，有些零組件廠商，則已經做到了無法取代的位置。
而為了繼續保持優勢，日本曾在2015年發佈了「機器人新測略」，規劃了日本人機器人產業未來的發展。居安思危，走在前列但從未松懈，大概就是日本機器人產業，能夠幾十年來始終保持高速發展的原因。
．區分人工智慧的炒作與現實
Myths and Facts About Superintelligent AI
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來源：
恩智浦半導體總裁Kurt Sievers在慕尼黑國際電子元器件博覽會（electronica）的圓桌會議上感嘆：今天的人工智慧被誇大了！他認為大多數人，甚至都不知道人工智慧（AI）的定義是什麼。
各大企業的高管齊聚一堂，探討了AI的現實情況和實際效用，大多數一致認為，AI在更大的程度上，是物聯網和自動駕駛等領域的應用使能工具。
就像兩年前炒得最火的物聯網（IoT）一樣，很多相關概念到現在，都沒有真正發生，但人們相信結合連通性和感測技術，AI將使物聯網在實際的應用中起到作用。
就像兩年前炒得最火的物聯網（IoT）一樣，很多相關概念到現在，都沒有真正發生，但人們相信結合連通性和感測技術，AI將使物聯網在實際的應用中起到作用。
他們試圖將AI推向世界，解釋AI適用於哪些地方，並將它的炒作和現實分開。英飛凌科技CEO Reinhard Ploss說道：「AI是對你所擁有的數據，以及背後所有算法的融合。」
意法半導體的總裁兼首席執行官Jean-Marc Chery也提到，處於邊緣的AI是一項漸進式創新，而並不是大家所認為的激進式創新。
意法半導體已經將某種形式的人工智慧，應用到工業製造，瞭解包含神經網路組件的軟體，如何收集晶片缺陷，和工藝參數數據、尋找模式，以及預測故障機制，而理解故障的根本原因，需要強大的工程技能，因此，意法半導體的員工非常瞭解，AI能做到和做不到的界限。
AI是一種使系統更加高效、決策更加迅速的加速器和使能器，但它無法接管人類的角色，也無法消除人類的創新思維，因為它本身無法創造新的智慧，只能幫助或暗示人類問題所在。
在研發中，AI可以被用來加速開發的進程，在某個領域被訓練過的系統，可以幫助科研人員，改進該領域的相關研究。在這個方面，專家組提出了一個關鍵點，即AI涉及規則推理，無法驅動需要利用未知數據的事物，換而言之，電腦無法勝過人類的思維。
在研發中，AI可以被用來加速開發的進程，在某個領域被訓練過的系統，可以幫助科研人員，改進該領域的相關研究。在這個方面，專家組提出了一個關鍵點，即AI涉及規則推理，無法驅動需要利用未知數據的事物，換而言之，電腦無法勝過人類的思維。
另外，AI的發展也存在地理差異：美國一直在從科學的角度引領AI發展；中國基於龐大的人口數量和社交媒體用戶量，具備一定的數據深度，在AI的應用實現方面處於領先地位；歐洲則可以為基於AI的應用程序，提供一種安全和隱私的視角來發揮作用。
顯然，汽車行業是AI應用的關鍵領域。不過，恩智浦汽車部門CTO Lars Reger認為，對完全自動駕駛5級處理能力的願景，和期待正被壓低，人們突然將討論熱點轉向3級處理能力，因為現實的鐘聲已經敲響，人們正在經歷一個完整的炒作週期（The Hype Cycle），而目前正處在奔向泡沫化底谷期的下坡階段。
無論是汽車還是物聯網領域，客戶都要求企業能夠提供適當的功能服務。例如在物聯網中，恩智浦正試圖在正確的性能點上，尋求能源的高效處理手，Reger還討論了建構可在不同領域使用的平台，作為恩智浦推動價值鏈，和與市場新進入者合作的策略之一。
恩智浦正在把焦點轉向社會的按需文化，以共享汽車為例，在新時代裡，「所有者」的概念正在被淡化，但同時需要考慮的是，按需文化能走多遠？除了按需汽車、按需醫療等，終點在哪裡？
Reger認為有必要足夠靈活地，為沒有專業知識的新客戶，提供服務。這些客戶可能正在智慧家庭，智慧工廠或智慧移動等領域中，創建新的商業模式，但他們不一定有能力自給，達到終點所需的技術或系統，就是為什麼恩智浦正在努力創建，更多的參考設計，並努力實現針對不同的領域，具備同樣平台的目標。
汽車的參考設計及其高性能計算引擎，能被輕鬆地轉移到其他應用中，因此，恩智浦正在建立參考設計中心，為規模較小、經驗較少的客戶，提供參考資料，以幫助他們建構先進的系統，而此前只有具備專業領域知識的企業才能做到。
那麼，AI被誇大了嗎？
在電子系統設計的世界裡，AI也許未必被誇大，正如以上所述，生態系統中存在著很多現實，晶片供應商應該清楚地知道，客戶真正面臨的挑戰，以及哪種類型的AI引擎或晶片，可以幫助解決這些挑戰。
無論如何，工程師始終處在智慧（和實用）的地段，他們不會被假象所蒙蔽。儘管在主流媒體中，炒作的成分更大，他們總是誇耀AI相當於智慧電腦或機器人，幾乎能接管人類的一切活動，但這不會發生——至少在這幾年裡還沒有發生。