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工業(yè)4.0時(shí)代 智能工廠將如何改變制造商們的競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)？
文章導(dǎo)讀：
第四次工業(yè)革命將要來(lái)臨。至少，這是德國(guó)許多企業(yè)與政府領(lǐng)導(dǎo)人的觀點(diǎn)，他們用工業(yè)4.0的概念開辟制造業(yè)的新道路。在第三次工業(yè)革命中，信息技術(shù)是關(guān)鍵推動(dòng)力。未來(lái)的趨勢(shì)是互聯(lián)網(wǎng)將與制造業(yè)緊密聯(lián)合，21世紀(jì)無(wú)處不在的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與其他先進(jìn)計(jì)算機(jī)科技都將推動(dòng)制造業(yè)的發(fā)展，帶來(lái)我們常說(shuō)的“智能工廠”。
IT科技與制造業(yè)的匯合就是工業(yè)4.0的目標(biāo)，德國(guó)政府推動(dòng)了許多項(xiàng)目來(lái)發(fā)展這項(xiàng)計(jì)算化生產(chǎn)概念。德國(guó)統(tǒng)一后，蘇醒成為一股強(qiáng)大的工業(yè)力量。工程學(xué)博士ThomasBauernhansl教授即將在德國(guó)法蘭克福召開的ISC高性能會(huì)議上，講闡述工業(yè)4.0的話題。Bauernhansl教授在德國(guó)Fraunhofer應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)以及斯圖加特大學(xué)工業(yè)制造與管理中心擔(dān)任總監(jiān)，他在德國(guó)汽車與機(jī)械工程行業(yè)有八年工作經(jīng)驗(yàn)，并參與了一系列頂尖制造技術(shù)的研發(fā)。計(jì)算機(jī)科技媒體TOP500News對(duì)Bauernhansl教授進(jìn)行了訪談，他談到了自己對(duì)于第四次工業(yè)革命的個(gè)人觀點(diǎn)。
TOP500News（以下簡(jiǎn)稱“TOP500”）：自動(dòng)化對(duì)于工廠來(lái)說(shuō)并不陌生，已經(jīng)存在了幾十年。“智能工廠”的概念有何不同之處？
ThomasBauernhansl教授（以下簡(jiǎn)稱”Bauernhansl“）：智能工廠之所以新，不只是因?yàn)閿?shù)字化，還有將智能生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)互聯(lián)的可能性。只有通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，這才有可能實(shí)現(xiàn)。
同時(shí)，智能工廠也是實(shí)現(xiàn)去中心化的重要一步。實(shí)體的物理數(shù)據(jù)將通過(guò)傳感器的方式獲得。智能工廠也將使用全球都可以獲得的數(shù)據(jù)，這必須經(jīng)過(guò)分析和儲(chǔ)存。聯(lián)網(wǎng)將通過(guò)數(shù)字化通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)，而實(shí)體世界中的運(yùn)營(yíng)將由人類或者機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)。
智能工廠的目標(biāo)是根據(jù)終端客戶，以特定方式來(lái)提供定制化服務(wù)。只有通過(guò)階層性較弱的網(wǎng)絡(luò)來(lái)互相配合，才能讓這種服務(wù)在經(jīng)濟(jì)上取得成功。
TOP500：這需要應(yīng)用什么樣的計(jì)算技術(shù)？
Bauernhansl：在不久的將來(lái)，利用數(shù)據(jù)和專業(yè)技術(shù)來(lái)創(chuàng)造價(jià)值，將成為所有商業(yè)模型的核心。我們的挑戰(zhàn)是如何從收集到的大量數(shù)據(jù)中，自動(dòng)生成出可用的信息和知識(shí)，并且非常經(jīng)濟(jì)地管理大量數(shù)據(jù)。
物聯(lián)網(wǎng)（IoT）平臺(tái)是許多新商業(yè)模型的支柱，提供了幾乎實(shí)時(shí)的溝通，以及交易的高透明度。
所謂的“網(wǎng)絡(luò)-物理生產(chǎn)系統(tǒng)”(CPPS）將是智能工廠的關(guān)鍵。相應(yīng)的層面有三種：在應(yīng)用層面，信息從生產(chǎn)控制和運(yùn)營(yíng)中獲取。平臺(tái)層面是負(fù)責(zé)各種IT服務(wù)的整合。最后，元器件層面提供了傳感器、促動(dòng)器、機(jī)器、訂單、員工和產(chǎn)品。將這些所有層面結(jié)合在一起，就有了數(shù)字化制造，用高級(jí)科技能力整合社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求。
TOP500：總體來(lái)說(shuō)，智能工廠將如何改變制造商們的競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)？
Bauernhansl：制造商們必須更加靈活和多元。他們必須放棄控制。類似這樣的復(fù)雜系統(tǒng)沒法完全控制，因?yàn)橹悄軝C(jī)器、訂單和工具基于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行決策。有時(shí)候，人們沒法理解其內(nèi)在的決策原因。人們必須得認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，知道如何控制結(jié)果。
企業(yè)與競(jìng)爭(zhēng)者之間必須互相配合——這也是新的。之所以必須，是因?yàn)閭€(gè)體化、個(gè)人化的生產(chǎn)會(huì)通過(guò)多方使用的生產(chǎn)平臺(tái)進(jìn)行組織：客戶、供應(yīng)商、服務(wù)商等等。這種新的商業(yè)生態(tài)將整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程相互關(guān)聯(lián)起來(lái)。
企業(yè)的產(chǎn)品會(huì)成為一種傳遞信息與專業(yè)技術(shù)的媒介。產(chǎn)品和用戶之間的關(guān)系會(huì)變得透明，這帶來(lái)了新的機(jī)遇。為了利用這樣的機(jī)遇，企業(yè)必須理解這種新的商業(yè)邏輯，建立合作式的商業(yè)模型，即便是競(jìng)爭(zhēng)依舊存在。這能帶來(lái)巨大的潛在經(jīng)濟(jì)節(jié)省。
此外，客戶、供應(yīng)商和合作伙伴之間的高度配合非常重要，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了純粹的買賣關(guān)系。在理想的情景下，消費(fèi)者也包括在了生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)帶來(lái)額外的價(jià)值。作為結(jié)果，消費(fèi)者也負(fù)責(zé)承擔(dān)復(fù)雜度所帶來(lái)的部分成本。在過(guò)程中，消費(fèi)者會(huì)帶來(lái)重要的數(shù)據(jù)，企業(yè)可以以此為基礎(chǔ)打造附加服務(wù)，從而直接或間接地開展業(yè)務(wù)。
TOP500：讓我們舉一個(gè)具體的例子。這樣的趨勢(shì)對(duì)于汽車制造行業(yè)有什么樣的影響？
Bauernhansl：19世紀(jì)的工業(yè)效率先鋒弗里德里克·泰勒（編者注：弗里德里克·泰勒（1856-1915）是美國(guó)“科學(xué)管理之父”，擔(dān)任美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)主席和哈佛大學(xué)教授，提倡科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，其思想在美國(guó)和歐洲影響深遠(yuǎn)。）所設(shè)立的一些原則，如今必然會(huì)走到盡頭了。固定周期的生產(chǎn)和組裝線將會(huì)被模塊化的移動(dòng)工作臺(tái)取代。舉個(gè)例子，對(duì)于汽車制造來(lái)說(shuō)，這意味著車身將通過(guò)一個(gè)自動(dòng)化指導(dǎo)設(shè)備移動(dòng)到一臺(tái)智能機(jī)器，機(jī)器可以通過(guò)WIFI或者互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)溝通。機(jī)器“告訴”車身部件，自己準(zhǔn)備好進(jìn)行生產(chǎn)了。這樣，汽車工業(yè)將再一次被改變。
許多人將工業(yè)4.0描述為第四次工業(yè)革命。這也與汽車行業(yè)的新要求有關(guān)。對(duì)于許多新類型的設(shè)備來(lái)說(shuō)，需求都在上升，尤其是個(gè)人化的需求。雖然在前面的三次工業(yè)革命中，更高的生產(chǎn)力永遠(yuǎn)都是目標(biāo)，不過(guò)現(xiàn)在，靈活生產(chǎn)、滿足定制要求的優(yōu)先級(jí)更高。
TOP500：在這個(gè)新環(huán)境中，工廠工人的角色又是什么呢，他們還有角色嗎？
Bauernhansl：人依舊會(huì)是生產(chǎn)制造的中心。在某些領(lǐng)域的員工可能會(huì)更少，例如營(yíng)銷、訂單處理和管理。但是工廠永遠(yuǎn)都會(huì)需要工人。工人會(huì)從沉悶的任務(wù)中解放出來(lái)，如果說(shuō)制造過(guò)程是一曲交響樂，那么工人就會(huì)是指揮家。有了智能IT工具的幫助，他們會(huì)專注于決策和控制生產(chǎn)。工人必須在IT和其他領(lǐng)域獲取新的技能。
我們必須花更多功夫來(lái)整合目前已有的IT技術(shù)，靈活、無(wú)縫地連接進(jìn)入智能工廠基礎(chǔ)設(shè)施，工廠基礎(chǔ)設(shè)施是以工人為中心、以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)的。另外，我們還會(huì)越來(lái)越多地應(yīng)用多模式人機(jī)交互界面。
在智能工廠中，新的工具會(huì)為車間中的工人帶來(lái)力量。通過(guò)利用靈活的工廠基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)整合多個(gè)建設(shè)模塊，人們可以專注在工人的需要、期望和要求上，獲得組織層面策略與變革管理的支持，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)步。
在第四次工業(yè)革命中，強(qiáng)大的機(jī)器人會(huì)給工人提供支持。這些機(jī)器人只要幾分鐘就可以執(zhí)行新的日常流程，并告訴員工需要實(shí)施哪些步驟。機(jī)器人可以持續(xù)不停地工作，對(duì)于工廠來(lái)說(shuō)，無(wú)論是哪天工作、什么時(shí)間段工作，耗費(fèi)的成本都是一樣的。
TOP500：要讓這個(gè)概念成為現(xiàn)實(shí)，最大的挑戰(zhàn)是什么，包括技術(shù)上和文化上的挑戰(zhàn)？
Bauernhansl：最重要的挑戰(zhàn)是無(wú)處不在的快速互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，以及網(wǎng)絡(luò)-物理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)界面。對(duì)于制造平臺(tái)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用，我們需要安全與保護(hù)，這樣，行業(yè)內(nèi)的人們才會(huì)信任這種與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連接的新型聯(lián)網(wǎng)技術(shù)——工業(yè)4.0。
可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的潛能已經(jīng)在我們的面前。這已經(jīng)能夠說(shuō)服行業(yè)去開拓新領(lǐng)地，利用恰當(dāng)?shù)耐顿Y和靈活性，隨著第四次工業(yè)革命前進(jìn)。這是國(guó)家可以保持國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和持續(xù)發(fā)展的唯一辦法。
