隨著工業(yè)4.0的到來(lái)，影響著中國(guó)企業(yè)的加快轉(zhuǎn)型，那經(jīng)常聽(tīng)到的工業(yè)4.0到底是什么東西，他是怎樣給人們創(chuàng)造出來(lái)的，發(fā)的發(fā)展歷史是什么？今天廣州志勝五金就給大家講講工業(yè)4.0。
德國(guó)的制造業(yè)是世界上最具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)部門之一。這歸功于德國(guó)制造業(yè)能夠管理復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，不同任務(wù)由位于不同地點(diǎn)的合作伙伴完成。近二三十年來(lái)，德國(guó)制造業(yè)已成功地利用信息通信技術(shù)(ICT)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的管理——如今，大約90%的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程已應(yīng)用ICT技術(shù)。在過(guò)去三十年甚至更早以前，IT革命使我們生活和工作的世界發(fā)生了徹底改變，其影響力可媲美分別成就前兩次工業(yè)革命的機(jī)械和電力。
隨著個(gè)人電腦向智能設(shè)備演變，一種新的趨勢(shì)開(kāi)始顯現(xiàn)：越來(lái)越多的IT基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)通過(guò)智能網(wǎng)路(云計(jì)算)來(lái)提供。伴隨微型化和互聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展，這一趨勢(shì)宣告了人們期盼的普適計(jì)算已成為現(xiàn)實(shí)。
通過(guò)無(wú)線，越來(lái)越多功能強(qiáng)大的、自主的微型電腦(嵌入式系統(tǒng))實(shí)現(xiàn)了與其他微型電腦和互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)。這意味著物理世界和虛擬世界(網(wǎng)路空間)以信息-物理系統(tǒng)(CPS)的形式實(shí)現(xiàn)了融合。
新的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6于2012年推出后，目前已經(jīng)有足夠多的IP地址可供智能設(shè)備通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)直接聯(lián)網(wǎng)。于是，網(wǎng)路資源、信息、物體和人之間能實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)及服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)。這也將擴(kuò)展至工業(yè)領(lǐng)域：在制造業(yè)中，這種技術(shù)演化可以描述為“第四階段的工業(yè)化”或“工業(yè)4.0”。
工業(yè)4.0一詞最早是在2011年的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)提出。在2012年10月由羅伯特•博世有限公司的SiegfriedDais及德國(guó)科學(xué)院的HenningKagermann組成的工業(yè)4.0工作小組，向德國(guó)政府提出了工業(yè)4.0的實(shí)施建議。
這一概念在德國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界推動(dòng)下形成，現(xiàn)在，它已經(jīng)成為了德國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略。而工業(yè)4.0也有了先期模板，德國(guó)的企業(yè)正在開(kāi)展一系列生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)。
工業(yè)4.0的核心特征
德國(guó)制造業(yè)是世界最具競(jìng)爭(zhēng)力的制造業(yè)之一，尤其是裝備制造業(yè)在全球處于領(lǐng)先地位。這在很大程度上源于德國(guó)在創(chuàng)新性制造技術(shù)方面的研究、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，以及復(fù)雜工業(yè)過(guò)程管理的專業(yè)性。德國(guó)擁有強(qiáng)大的機(jī)器和設(shè)備制造業(yè)，在信息技術(shù)領(lǐng)域表現(xiàn)出很高的水平和能力，在嵌入式系統(tǒng)和自動(dòng)化工程方面也頗有建樹，這些因素共同奠定了德國(guó)在制造工程行業(yè)中的領(lǐng)軍地位。因此，德國(guó)能以其得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)開(kāi)拓新型工業(yè)化的潛能：工業(yè)4.0。
前三次工業(yè)革命的發(fā)生，分別源于機(jī)械化、電力和信息技術(shù)。如今，將物聯(lián)網(wǎng)及服務(wù)引入制造業(yè)正迎來(lái)第四次工業(yè)革命。不久的將來(lái)，企業(yè)能以CPS(Cyber-PhysicalSystems，信息物理系統(tǒng))的形式建立全球網(wǎng)路，整合其機(jī)器、倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施。
在制造業(yè)領(lǐng)域，這些CPS包括能自主交換信息的智能機(jī)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施，它們能獨(dú)立運(yùn)行和相互控制。這有利于從根本上改善工業(yè)過(guò)程，包括制造、工程、材料使用、供應(yīng)鏈和生命周期管理。
智能工廠現(xiàn)在似乎已開(kāi)始採(cǎi)用一種全新的方式來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品。智能產(chǎn)品有唯一的特征被識(shí)別，在任何時(shí)候都能被定位，我們知道它的發(fā)展歷程，瞭解它當(dāng)前狀況，以及實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)狀態(tài)的方式。從通過(guò)出口物流下訂單的那一刻起，縱向與工廠和公司業(yè)務(wù)流程聯(lián)網(wǎng)，橫向連接則可實(shí)時(shí)管理衍生價(jià)值體系，這二者共同構(gòu)建了嵌入式制造系統(tǒng)。此外，這些指令都要求啟用終端間工程(模式)流經(jīng)整個(gè)價(jià)值鏈。
工業(yè)4.0擁有巨大的潛力。智能工廠讓客戶個(gè)性化的定製需求得以滿足，這也意味著，即使產(chǎn)品只生產(chǎn)一次，也能通過(guò)頗具收益的方式制造出來(lái)。在工業(yè)4.0中，以供應(yīng)商為例，動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)和工程流程能幫他們根據(jù)生產(chǎn)需要最終做出相應(yīng)改變，并靈活應(yīng)對(duì)生產(chǎn)中斷和故障。
現(xiàn)在，制造過(guò)程中已經(jīng)能夠提供端到端的透明化，以促進(jìn)決策優(yōu)化。工業(yè)4.0將會(huì)開(kāi)發(fā)出創(chuàng)造價(jià)值的新方法和新的商業(yè)模式。特別是，它將給初創(chuàng)公司和小企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)機(jī)會(huì)，下游服務(wù)也能從中受益。
此外，工業(yè)4.0將正視和解決某些當(dāng)今世界面臨的挑戰(zhàn)，如資源能源利用效率、城鎮(zhèn)化、人口結(jié)構(gòu)變化等。工業(yè)4.0能持續(xù)帶來(lái)覆蓋整個(gè)價(jià)值網(wǎng)路的資源生產(chǎn)率和效率的增益。它能將人口結(jié)構(gòu)變化和社會(huì)因素考慮在內(nèi)，以適合的方式組織生產(chǎn)。智能輔助系統(tǒng)讓工人從單調(diào)、程式化的工作中解放出來(lái)，能把精力集中在創(chuàng)新和增值業(yè)務(wù)上。
鑒于熟練工短缺的問(wèn)題，工業(yè)4.0允許老工人延長(zhǎng)職業(yè)生涯，從而長(zhǎng)久地保持生產(chǎn)力。靈活的工作組織形式使工人們能夠更好地整合自己的工作，私人生活和持續(xù)的職業(yè)生涯發(fā)展變得更有效率，在工作和生活之間找到了更好的平衡點(diǎn)。
制造工程領(lǐng)域的全球競(jìng)爭(zhēng)變得愈加激烈，德國(guó)不是唯一一個(gè)認(rèn)識(shí)到在制造業(yè)部署物聯(lián)網(wǎng)及服務(wù)是大勢(shì)所趨的國(guó)家。而且，并非只有亞洲的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手對(duì)德國(guó)工業(yè)造成威脅，美國(guó)也在採(cǎi)取措施，通過(guò)推進(jìn)“高端制造業(yè)”計(jì)劃反對(duì)“去工業(yè)化”。
為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)向工業(yè)4.0的轉(zhuǎn)變，德國(guó)需要採(cǎi)取雙重策略。德國(guó)裝備制造業(yè)應(yīng)尋求穩(wěn)固在全球市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)地位，一如既往地把信息通信技術(shù)與其傳統(tǒng)的高科技戰(zhàn)略進(jìn)行整合，使自己成為智能制造技術(shù)的主要供應(yīng)商。與此同時(shí)，還有必要為CPS技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)建新的領(lǐng)先市場(chǎng)，併為之服務(wù)。要實(shí)現(xiàn)上述CPS雙重策略的目標(biāo)，以下工業(yè)4.0的基本特征應(yīng)該得到落實(shí)：
(1)通過(guò)價(jià)值網(wǎng)路實(shí)現(xiàn)橫向集成
(2)工程端到端數(shù)字集成橫跨整個(gè)價(jià)值鏈
(3)垂直集成和網(wǎng)路化的制造系統(tǒng)
這些特征是制造商在面對(duì)變幻莫測(cè)的市場(chǎng)能夠取得穩(wěn)固地位的重要因素，同時(shí)使它們的價(jià)值創(chuàng)造活動(dòng)適應(yīng)變化的市場(chǎng)需求。雙重物理網(wǎng)路系統(tǒng)戰(zhàn)略中提到的特征將允許制造企業(yè)在高度動(dòng)態(tài)的市場(chǎng)中達(dá)到快速的、準(zhǔn)時(shí)的、無(wú)故障的生產(chǎn)。
工業(yè)4.0的愿景
德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略將更具靈活性，也更強(qiáng)勁，在工程、規(guī)劃、制造、運(yùn)營(yíng)和物流流程中實(shí)施最高標(biāo)準(zhǔn)。這將催生動(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)優(yōu)化、自我組織的價(jià)值鏈，并可通過(guò)一系列標(biāo)準(zhǔn)(如成本、可用性和資源消耗)進(jìn)行優(yōu)化.這一價(jià)值鏈還需要適當(dāng)?shù)谋O(jiān)管框架、標(biāo)準(zhǔn)化介面和統(tǒng)一的業(yè)務(wù)流程。
以下是德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略的愿景：
(1)它的最大特點(diǎn)是制造業(yè)中所有參與者及資源的高度社會(huì)技術(shù)互動(dòng)。互動(dòng)主要圍繞制造資源網(wǎng)路(制造機(jī)械、機(jī)器人、輸送機(jī)和倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)及生產(chǎn)設(shè)施)進(jìn)行，這些網(wǎng)路獨(dú)立自主，在不同情況下能自我管理，自我配置，還裝備了感測(cè)器，分散安裝，并融入了相關(guān)規(guī)劃及管理系統(tǒng)。作為這一愿景的關(guān)鍵組成部分，智能工廠將被納入公司內(nèi)部?jī)r(jià)值網(wǎng)路，它的特點(diǎn)是包括制造過(guò)程和制造產(chǎn)品的端對(duì)端工程，實(shí)現(xiàn)數(shù)字和物理世界的無(wú)縫銜接。智能工廠將使不斷復(fù)雜的制造流程便于管理，并能同時(shí)確保生產(chǎn)過(guò)程的吸引力、生產(chǎn)效益以及工廠在市區(qū)環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展。
(2)德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略中的智能產(chǎn)品可明確識(shí)別，并有可能隨處可見(jiàn)。即使還在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其自身制造流程的所有細(xì)節(jié)均可被控。這意味著，在某些領(lǐng)域，智能產(chǎn)品可以控制各生產(chǎn)階段，進(jìn)行半自主生產(chǎn)。此外，這還能確保成品瞭解自身發(fā)揮最優(yōu)性能的參數(shù)，并辨別生命周期中發(fā)生磨損和毀壞的標(biāo)記。這些數(shù)據(jù)可集合使用，以便優(yōu)化智能工廠的物流、佈局、維護(hù)以及與業(yè)務(wù)管理應(yīng)用程式的整合。
(3)德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略實(shí)施后，將有可能把個(gè)人客戶和產(chǎn)品的獨(dú)特特性融入到設(shè)計(jì)、配置、訂購(gòu)、計(jì)劃、生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)和回收階段。它甚至可以在制造和運(yùn)營(yíng)之前最后一分鐘或進(jìn)行中提出改變的請(qǐng)求，這將使生產(chǎn)一件定製產(chǎn)品和小批量產(chǎn)品也能產(chǎn)生利潤(rùn)。
(4)德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略的實(shí)施，將使員工能根據(jù)具體情況進(jìn)行控制、監(jiān)管和配置智能制造資源網(wǎng)路和制造步驟。員工再也無(wú)需完成例行任務(wù)，他們可以更多地關(guān)註創(chuàng)新和具有附加值的活動(dòng)。因此，他們?cè)诖_保產(chǎn)品質(zhì)量方面將起到關(guān)鍵作用。同時(shí)，靈活的工作條件也將他們的工作和個(gè)人需求更好地結(jié)合起來(lái)。
(5)德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略的實(shí)施，需要進(jìn)一步擴(kuò)展相關(guān)的網(wǎng)路基礎(chǔ)設(shè)施，并通過(guò)服務(wù)水平協(xié)議進(jìn)一步規(guī)范網(wǎng)路服務(wù)質(zhì)量。這將有望滿足大流量數(shù)據(jù)應(yīng)用程式和服務(wù)供應(yīng)商的高帶寬需求，以保證關(guān)鍵應(yīng)用程式的運(yùn)行時(shí)間。
看到這里相信大家對(duì)工業(yè)4.0有了初步的了解，到時(shí)怎樣結(jié)合人家的的經(jīng)驗(yàn)來(lái)用到自己身上，那就要企業(yè)主們結(jié)合自己企業(yè)的實(shí)際情況來(lái)完善生產(chǎn)和管理了。