- 工業(yè)4.0 從自動生產(chǎn)到智能制造
- 2019/3/8 華云興光伏2356
- “全面感知+可靠通信+智能駕駛”汽車；自主上菜、送餐、站一邊聽招呼的機(jī)器人服務(wù)員；根據(jù)顧客需求定制個性化產(chǎn)品；自動實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、包裝、運(yùn)送的智能工廠??近年來，隨著信息化與制造業(yè)的不斷融合，以智能制造為主要特征的新一輪工業(yè)革命——工業(yè)4.0的浪潮席卷而來。
馬云曾說，很多人沒搞清楚電腦是什么時(shí)，互聯(lián)和移動互聯(lián)來了；還沒搞清楚移動互聯(lián)，大數(shù)據(jù)時(shí)代來了。如今，當(dāng)我們還沉浸在工業(yè)自動化的歡愉中時(shí)，以“智能制造”為主要標(biāo)志的工業(yè)4.0時(shí)代來了。
可以預(yù)見，在這一進(jìn)程中，無數(shù)傳統(tǒng)行業(yè)將發(fā)生顛覆性重構(gòu)，產(chǎn)業(yè)鏈和社會分工將重新組織，世界工業(yè)版圖將重新描繪??面對這場變革，無論前方是艷陽高照，還是暗流涌動，我們都無法逃避，只能勇敢面對。
信息化催生工業(yè)4.0
回顧人類工業(yè)發(fā)展史，科學(xué)和技術(shù)的每一次革新，都首先體現(xiàn)在制造業(yè)上，都極大地促進(jìn)了人類生產(chǎn)方式的改變和創(chuàng)新。
18世紀(jì)末期，英國發(fā)生第一次工業(yè)革命，蒸汽動力實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)制造的機(jī)械化，人類進(jìn)入工業(yè)1.0時(shí)代。20世紀(jì)初期，電力的廣泛運(yùn)用促進(jìn)了生產(chǎn)流水線的出現(xiàn)，工業(yè)進(jìn)入2.0時(shí)代。20世紀(jì)70年代以來，電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)獲得快速發(fā)展，機(jī)械自動化生產(chǎn)制造方式逐步取代了人類作業(yè)，這正是當(dāng)下工業(yè)3.0時(shí)代的典型特征。
近來年，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算運(yùn)用威力初顯，一項(xiàng)更為偉大的工具——互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在參與到生產(chǎn)過程中去，信息化和工業(yè)化的交織，正在催生著人類工業(yè)4.0時(shí)代的到來。
這種以智能制造為主導(dǎo)的新型工業(yè)形式，首先以德國人在2011年的德國漢諾威工業(yè)博覽會上提出的，以實(shí)現(xiàn)資源、信息、物品和人相互關(guān)聯(lián)的“虛擬網(wǎng)絡(luò)—實(shí)體物理系統(tǒng)（Cyber-Physical System，CPS）”為標(biāo)志。2013年，德國政府將其上升為國家戰(zhàn)略。
根據(jù)德國版“工業(yè)4.0”描繪的美好前景，在現(xiàn)代智能機(jī)器人、傳感器、數(shù)據(jù)存儲和計(jì)算能力成熟后，現(xiàn)有工廠將能夠通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)把供應(yīng)鏈、生產(chǎn)過程和倉儲物流智能連接起來，真正使生產(chǎn)過程全自動化，產(chǎn)品個性化，前端供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)計(jì)劃、后端倉儲物流管理智能化。人類從此進(jìn)入智能制造時(shí)代。
智能制造時(shí)代圖譜
那么，智能制造時(shí)代到底是啥樣呢？
在2014年德國漢諾威工業(yè)博覽會上，一個由多家德國公司聯(lián)合研發(fā)的“智能工廠”向世人初步展示這一場景：展臺上一條模塊化生產(chǎn)線正在生產(chǎn)名片盒。與傳統(tǒng)生產(chǎn)線不同的是，關(guān)于制作這一名片盒的所有信息都通過互聯(lián)網(wǎng)被輸入到產(chǎn)品零部件本身，這些產(chǎn)品零部件通過與生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行信息交流，指揮設(shè)備“你應(yīng)該這樣生產(chǎn)我”。
而在未來的智能工廠中，這只算是小菜一碟。因?yàn)樵趯?，工廠里所有的加工設(shè)備、原材料、運(yùn)輸車輛、裝料機(jī)器人都裝有前文提到的那個CPS，都是“能說話，會思考”的。
原材料將直接和加工設(shè)備聯(lián)系，告訴它“我需要找哪臺設(shè)備進(jìn)行加工”。然后，這些工件會告知負(fù)責(zé)下道工序的加工設(shè)備，“我還需要哪些材料”。接下來，運(yùn)輸車輛知道自己的任務(wù)來了，它會根據(jù)地下鋪設(shè)的感應(yīng)線路，把材料送給裝料機(jī)器人。生產(chǎn)所有的后續(xù)工序，包括生產(chǎn)銷售文件都由這些工件自己攜帶。如果工件出了錯，或者顧客有了個性化要求，研發(fā)部門的智能工程師會立刻報(bào)警，并將演算后的改進(jìn)措施發(fā)給工件。
控制這些智能工廠的企業(yè)，其業(yè)務(wù)流程和組織將會重組再造，產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)、計(jì)劃、工藝到生產(chǎn)、服務(wù)的全生命周期數(shù)據(jù)信息將實(shí)現(xiàn)無縫鏈接。由此產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)及其分析運(yùn)用，將催生率先滿足動態(tài)的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)、異地協(xié)同設(shè)計(jì)、大規(guī)模個性化定制、精準(zhǔn)供應(yīng)鏈管理等新型商業(yè)模式的興起。
對于整個制造業(yè)產(chǎn)業(yè)體系來說，諸如全生命周期管理、總集成總承包、互聯(lián)網(wǎng)金融、電子商務(wù)等產(chǎn)業(yè)新價(jià)值鏈也將會出現(xiàn)，由此產(chǎn)生的生產(chǎn)力是極為巨大的。根據(jù)美國通用電氣公司預(yù)測，這種變革將至少會為全球GDP 增加10萬億?15萬億美元——相當(dāng)于再創(chuàng)一個美國經(jīng)濟(jì)。
更為深遠(yuǎn)的影響是，制造業(yè)的這種革命將會滲透到人類社會。所有人和人、人和物以及物和物之間通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“萬物互聯(lián)”，這將重構(gòu)整個社會的生產(chǎn)工具、生產(chǎn)方式和生活場景。這種如同科幻電影般的景象或許更讓人激動。
中國制造升級版
制造業(yè)的興衰，印證著大國的興衰。
2008年金融危機(jī)爆發(fā)后，美國的《制造業(yè)促進(jìn)法案》、《先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃（AMP）》，日本的《日本制造業(yè)》，英國的《英國發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)的主要策略和行動計(jì)劃》相繼出臺。歐盟斥資2000億歐元重點(diǎn)推動智能制造、ICT（信息、通信和技術(shù)）驅(qū)動制造升級、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等??各個發(fā)達(dá)國家紛紛將信息化條件下的高端制造業(yè)作為實(shí)現(xiàn)“再工業(yè)化”、重振雄風(fēng)的突破口。
有數(shù)據(jù)顯示，我國沿海地區(qū)勞動力綜合成本已經(jīng)與美國本土部分地區(qū)接近。隨著人口紅利的消失，制造業(yè)人工成本上升和新一代勞動力就業(yè)意愿的下降，我國制造業(yè)的國際競爭力將面臨重大危機(jī)。推進(jìn)“工業(yè)化和信息化”融合，搶先進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代，保持住我國制造業(yè)的競爭力，已經(jīng)是必須選擇的命題。
2014年10月，李克強(qiáng)總理訪問德國期間簽訂了“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略合作框架。“這意味著我國要在工業(yè)化與信息化同步發(fā)展的戰(zhàn)略中更快地促進(jìn)兩者的融合?！敝袊こ淘涸痹洪L、院士鄔賀銓說。
在2014年5月由科技部、中國科學(xué)院、中國工程院主辦的智能制造國際會議上，工業(yè)和信息化部部長苗圩提出的“打造中國制造業(yè)升級版”引發(fā)廣泛關(guān)注。苗圩認(rèn)為，以信息化實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的“升級”，關(guān)鍵在于兩點(diǎn)。
一是深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略。重點(diǎn)是通過長期的基礎(chǔ)研究，突破如智能機(jī)器人核心部件、高端芯片、新型顯示、關(guān)鍵電子元器件等關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)，并將這些科技成果轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力?，F(xiàn)在的問題是，我們?nèi)绾巫屍髽I(yè)成為有環(huán)境、有條件、能擔(dān)當(dāng)?shù)膭?chuàng)新主體？
二是推進(jìn)信息化和工業(yè)化的深度融合。例如制定信息技術(shù)改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的管理體系和技術(shù)體系的“國標(biāo)”，用互聯(lián)網(wǎng)思維推動物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，推進(jìn)制造方式、銷售和服務(wù)模式的互聯(lián)網(wǎng)化等等。
盡管前路漫漫，作為“世界工廠”，我們也擁有很多機(jī)遇，比如良好的政策環(huán)境、互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代眾多的弄潮兒、足夠堅(jiān)實(shí)的創(chuàng)新底蘊(yùn)等。在這個狹路相逢勇者勝的大時(shí)代，我們相信，只要腳踏實(shí)地，勇于開拓，命運(yùn)就永遠(yuǎn)操控在自己手里。 - “一體化”戰(zhàn)略倒逼電力系統(tǒng)嬗變變電站儲能嘗試毫秒級電網(wǎng)調(diào)頻