Peter Sachsenmeier|Industry 4.0.Current Impact&Future Challenges

来源:智汇工业

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关键词:工业4.0 大数据 提升制造业

    Peter Sachsenmeier

     牛津大学教授

    德意志联邦共和国国家

    科学与工程院院士

    (讲演实录)于2018年9月14日中国大数据创新发展高峰论坛

    各位领导,各位嘉宾:


    工业4.0和大数据是相关的。大数据的概念,以及工业4.0的概念,其实都是为了去提升制造业。为什么会有这个工业4.0,其实它是这样的一个发展阶段。第一次工业革命是机械化生产使用的蒸汽;第二次工业革命是电力实现了量产;第三次工业革命是制造的自动化,就是我们目前正处于这样的一个位置。而在未来将会实现更多互联互通的制造业,也就是在这个世纪最终会实现第四次工业革命--物联网。


    首先我们看一下工业4.0的定义,这是非常关键的一部分。工业4.0代表的是制造行业及工业的数字化。我们的机器设备、存储系统以及所有设备的互联互通,公司内部各个部门横向的融合,包括整个供应链上垂直的融合。同时讲到了机器设备本身也是智能化的,它会构建成一个智能工厂。我们所生产的产品可以小批量的,同时又可以自动化的来进行控制和优化等等。


    接下来我来给大家讲一下,关于垂直整合的概念。在这一部分,很重要的是工业4.0的系统,也就是系统将会决定整个公司的运营情况和发展情况。针对于垂直整合而言在未来智能工厂这一领域,垂直整合将会有促进更多的不同工厂之间的交流,并且为很多的网络创造出不同的机器,这就意味着很多人工的部分将会被机器的部分替代。


    决策是一个很重要的考量,它对于工业4.0来说非常重要。对于工业4.0有一些授权的部分,也就是系统应该是有一些决策的授权,从工业的不同参与方,会有不同的决策权利。对于工业4.0来说,当我们看到不同的层面,就会发现不仅仅有IT的系统,它覆盖不同的层次,不仅仅有网络的层次,同时在横向的方面,还有智慧体系,使得生产物流更加快速的总和,因此在整个价值链信息是不同的交流,客户会在不同的层面,不同的系统进行参与,在这一方面平衡了生产商、制造商、供应商之间,客户之间的利益,这只是一个整体的图像。一个大体的图像,给大家不同的概念,不同的利益方有不同的参与部分,但是对于工程师来说,他们有些时候是比较怯于和市场和客户打交道,因为对他们来说同其他人合作是有些困难的。


    工业4.0最开始是从制造的场面来提出的,现在它不仅仅涵盖了制造,还涵盖了很多其他的,包括日常生活、智能物流、数字医疗等等。对中国来说,工业4.0是一个技术,而我们往往低估了工业4.0中人力的力量,这样平台的本质,不仅仅在技术层面,也是在人和系统的层面上。我们所经历的变化,是由人来支持的,有更多的人力资源应用到智力系统当中,在前所未有的场景下发挥作用,自动化、数字化创造出来的整体的环境,通过人力的参与有了更多的创新。


    接下来看一下怎么样开始工业4.0,数据收集是最开始的一部分。其他的部分包括很多的系统的流程,那系统的流程可以和制造平板电脑和制造手机一样非常清晰简单明了。接下来包括网络和整合,这就意味着所有的公司和整个的物流链,这个的供应链都是由数字进行连接。模式化是将产品系统和服务模式化,模式化的意味着可以非常快速的从一个产品转移到另外一个产品。最后一个部分,这个智慧型的产品,所控制的数据应该是自动化分析,并且可以进行系统性的去调整。也就是在位置和体系的控制上有一个很好的进展。


    来看一下工业4.0对于商业、对于从业人员来说有什么影响,我特别加上了从业人员这一点。首先从商业角度来考虑,现在有很多的公司的网络是很困难的,建立起来要很难,因为公司之间合作是比较难的。德国的公司之间可以很好的合作,那中国的公司之间的合作的话,比较难以进行,不仅从内化的数据还有外化数据而言,必须要有本地化和网络的建设,另外一个新的概念也就是在设计和生产的流程过程中,智慧化程度更高了。事实上工业4.0对于从业人员的影响要更大,从业人员是我们珍贵的创新过程中的宝藏,智慧体系的支持是需要对于员工进行长期的培训,有自动和去中心化的管理平台。尤其是对于中国企业而言,决策不应该只是存在于最顶级。


    在德国有五大方面的商业活动。首先,我已经强调过了,就是新的社会基础设施建设,需要有教育和培训的新的体系。第二,从工程的角度来考虑的,需要有产品生命周期管理体系支持,富含整个价值链。第三,纵向整合,需要实时要求的网络生产。第四,水平整合,也就是不同公司之间的网络建立。第五,很多技术方面的要素。预防维修现在在中国还不是很流行,在德国,维修是占到整个国家项目的15%以上,对德国来说维修是一个非常重要的部分。工业4.0是数字技术的因素,它需要机器能够全时运转,不能够宕机。


    工业4.0未来展望的前景



    对德国来说,我们确定了一些产业,他们可以从工业4.0中获益,我认为中国的情况和德国有一些不同,因为德国的农业领域要更强一些,并且现代化的要求要更快。我预计农业在中国将会是现代方法当中最受益的一部分,而这部分其实也是我们经常讨论的话题。


    大家可以看到,在德国的情况和重点其实不是技术,而是标准化和工作组织。如果想要在工业4.0中获胜,必须要有高度的灵活性,要在物流生产体系中进行更多方的协调。如果推行工业4.0,需要在仿真、横向垂直系统的整合方面,以及像工业物联网和工业化的服务网络安全云服务等等,这都是跟我们工业4.0相关的一些技术。


    智能制造跟人工智能有什么关系呢?其实现在已经有很多的实际的例子,就是关于这些公司如何真正的使用工业4.0的技术,这里列出了其中的一些公司,那每一家这些公司都是一个很好的实证研究和案例。比如说在用户使用产品方面的角度,他们也是使用大数据,利用大数据作为他们的商业模式中的一部分,那有些时候,其实公司的大数据已经成为他们一项重要的任务,或者重要的业务。那像我们的谭院士讲到了数字化的转型,在数字化的转型方面其实并没有把它只是当作一句标语,我们是真正地做数字化的转型。它包括几个关键的方面,一个方面是去做客户体验方面的转型,另外一个重要的组成部分就是进行自己运营流程工艺的转型,第三个是商业模式的转型,只有这样才能够去符合这个数字化以及大数据发展的趋势。


    有些工厂其实在工业4.0的实践中是要比其他的公司更加容易一些。这是西门子芯片制造的工厂,这个工厂可以看到是设计精良的工厂,他们的产品也实现了精义化,他们有12060名员工,他们的产品质量能达到顶级的质量,每一次我在做案例研究的时候,会把重点放在员工身上,员工是扮演着非常重要的作用,尤其是确保产品质量方面。


    工业4.0在中国



    第一,不要去忘掉所面对的一些挑战,那可能有些时候太过于乐观,一方面包括研究人员、学术界还有包括每一个相关的人员,应该要有一个清晰的认识,也就是说,不只说是要有好的一面,还有就是要记住所面对的一些挑战,我们看到了中国制造2025这样的战略,但是当我们讲到工业4.0,必须要打造一个新的商业模式,才能够去实现工业4.0,当我们说到工业4.0的时候,其实我们讲的是一种新的工业模式,我们的生产更加接近消费者,同时又是一个全新的这样的工作的方式。


    第二,我们的生产更多的是接近于城市中心,要比现在更加接近于城市中心。工业4.0的一个优势之一,就是我们会把这样的一个量产转化为个性化的生产,也就是说更加接近消费者。我们会更加小批量设备的生产,来实现这种个性化、定制化的生产,我们称之为城市生产的更新。另外在我们的智能农业、城市中农业的发展,这些都会因为工业4.0带来这样的变化,谭院士也讲到了预测性维护的概念,这也是很重要的一部分。


    中国制造2025的战略,讲到的是延伸的概念,也就是说绿色和循环经济的发展,变得越来越重要。我们需要更多的循环性的发展,这就要从设计的角度,去确保它是可循环的。目前来讲,可能我们还是存在一些技能的缺口和欠缺,尤其是对这些工程的项目,我们需要有很强的高级的技术工程技能,大数据是很重要的,但是大数据如果没有其他的工具来辅助,那么大数据本身是不够的。我一直相信,如果大家携手并进、持久的合作,一定能够实现自己的目标,谢谢大家的聆听。(新闻来源:首席信息官联盟)


    (审核编辑: 智汇工业)