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  • 工業(yè)4.0與智能制造的概念本質及其在行業(yè)的落地
  • 發(fā)表日期：[2016-08-31]

  • dbzz.net　　最近，關于工業(yè)4.0、智能制造的爭論特別多：長征七號是不是工業(yè)4.0?工業(yè)4.0是不是一場革命？鋼鐵行業(yè)首先要追求個性化生產嗎？我覺得，產生這些爭論的原因，部分是對理論的本質理解不深、容易陷入邯鄲學步。
    　　
    　　為了闡明本質，我首先用最簡短的方式給工業(yè)4.0工廠下一個定義：
    　　
    　　理想的工業(yè)4.0就是：在（自動化）流水線上經濟性地生產定制化產品。
    　　
    　　這里，筆者在自動化上加了一個（），意思是理想的狀況應該是自動化生產線。與常見說法不同的是，我的這個概念不是用互聯(lián)網(wǎng)、CPS等技術要素來定義的，很可能會引起爭議。為此，需要說明一下。我認為，在理想狀態(tài)下，工業(yè)4.0的工廠應該以自動化流水線（工業(yè)3.0）為基礎。每一次的工業(yè)革命都是對上一次工業(yè)革命繼承基礎上的延伸：工業(yè)1.0是機器生產，工業(yè)2.0是機器生產基礎上的流水線；工業(yè)3.0是流水線基礎上的自動化流水線。按照這個邏輯，工業(yè)4.0應該是工業(yè)3.0的自然延伸、集成基礎上的延伸，所以應該以自動化流水線為基礎。
     
    　　這種認識可能引發(fā)的爭議，是把“工業(yè)4.0”的外延縮小了；工業(yè)4.0的主流企業(yè)可能非常少：未必采用個性化定制的生產方式，甚至也未必采用自動化流水線。
    　　
    　　把“工業(yè)4.0”的外延縮小是不是有道理呢？我們還是要看看現(xiàn)狀：即便是在工業(yè)最發(fā)達的西方國家，也不是所有的工業(yè)企業(yè)都用自動化流水線（工業(yè)3.0）組織生產。這些情況包括：特殊的產品（如科研設備、高檔奢侈品）、體積特別大或特別重要的產品（特別是工程項目，如工廠的生產線、飛船、大壩等）。這些行業(yè)沒有發(fā)展到工業(yè)3.0的階段，恐怕未必適合延伸到工業(yè)4.0。另外，還有些3.0的行業(yè)未必需要升級到工業(yè)4.0，如零部件的生產企業(yè)。在零部件層面，更加重視標準化而不是個性化。
    　　
    　　如果上述觀點是成立的，則無論長征七號火箭的數(shù)字化設計水平再高，都不能算是以工業(yè)4.0的方式生產的。當然，其很多技術顯然屬于智能制造的范疇。
    　　
    　　長期以來，定制化和自動化流水線兩種方式是共存的，卻很少結合在一起。工業(yè)4.0的目標，是試圖將兩者結合在一起。導致兩者難以結合的矛盾在于：流水線本身的成本是靠批量生產來攤薄的。所以，要實現(xiàn)工業(yè)4.0須有兩個基本的條件：大量的定制化需求、能夠生產定制化產品的自動化流水線。這樣才能實現(xiàn)經濟性、超越工業(yè)3.0。
    　　
    　　這樣看來，轉型是個量變到質變的過程。
    　　
    　　網(wǎng)絡化、數(shù)字化的作用是提高了工業(yè)4.0的經濟性。這一點至少體現(xiàn)在如下四點：
    　　
    　　首先，互聯(lián)網(wǎng)擴大定制化的市場。如果沒有互聯(lián)網(wǎng)，個性化需求的收集就很困難，本質是增加了成本。
    　　
    　　其次，數(shù)字化保證了定制化生產的交貨期。
    　　
    　　第三，信息集成和CPS解決了定制化的生產組織問題。
    　　
    　　第四，數(shù)字化、網(wǎng)絡化有效地解決了產品的維修維護問題。
    　　
    　　然而，凡事都有例外。
    　　
    　　國內外很多優(yōu)秀的鋼鐵企業(yè)，在20多年前就在自動化生產線上實現(xiàn)了按訂單組織生產等個性化定制。如何解釋這種現(xiàn)象呢？這是由鋼鐵行業(yè)的特殊性決定的。
    　　
    　　首先，鋼鐵行業(yè)的個性化定制，還是有一定批量的；一定批量意味著生產的節(jié)奏不會太快，人可以有效地介入生產組織；這時，信息來源必須統(tǒng)一（寶鋼稱作數(shù)據(jù)不落地），但卻不一定需要CPS進行自動的調度。
    　　
    　　其次，跟蹤問題容易解決。鋼鐵的跟蹤是從鋼包到鋼坯再到鋼卷，是順序生產下來的。這一點不像有些機械加工行業(yè)，一個產品需要跟蹤大量的相關零件和部件，必須依靠RFID才行。需要跟蹤的信息也相對簡單。
    　　
    　　第三，鋼鐵的用戶是企業(yè)，定制的需求和價值更大。歷史上，鋼鐵是最重要的工業(yè)行業(yè)之一；由于體量大，任何微小的改進都能帶來巨大的經濟效益。所以，先進技術往往首先用在鋼鐵上。我們同時注意到：即便是鋼鐵產品，也是定制化生產和非定制化生產并存的。其中的差別，就是經濟性的差異決定的。
    　　
    　　某種意義上講，這反映了鋼鐵行業(yè)的先進性和復雜性。所謂先進性，指的鋼鐵行業(yè)率先實現(xiàn)了自動化流水線上的“定制化生產”、實現(xiàn)了“工業(yè)3.5”；對定制化的反對聲，是因為鋼鐵人首先意識到過于強調個性化的危害。所謂復雜性，指的是鋼鐵的品種很多、質量要求千差萬別，有些理念不適合所有品種。
    　　
    　　由此可見，先進的鋼鐵行業(yè)目前的重點應該是解決“工業(yè)3.5后”的問題。在筆者看來，這個階段強調的不是通過信息化實現(xiàn)“個性化生產”，而是用信息化手段推進“個性化服務”，其本質就是將“知識”和“信息”疊加在產品上，從而讓用戶使用更方便。
    　　
    　　在中國，工業(yè)4.0還有一個“異類”，這就是紅領制衣。這個企業(yè)是在手工流水線而不是自動化流水線的基礎上進行個性化定制。也就是說，同時具備工業(yè)2.0和工業(yè)4.0的雙重特點。從某種意義上說，這個例子也可以看作“工業(yè)3.5”。
    　　
    　　在筆者看來，工業(yè)3.0的極限應該是無人的自動化流水線。筆者認為：工業(yè)4.0的起步可以從手工流水線加個性化定制，終點是在無人的、全自動流水線上生產定制化產品。
    　　
    　　至于智能制造，在筆者看來，可以用技術要素來定義：數(shù)字化和網(wǎng)絡化。這樣一來，智能制造的范疇比工業(yè)4.0要大得多，影響的行業(yè)也多得多。
    　　
    　　從鋼鐵行業(yè)、紅領的例子可以看出，實踐者的腳步并不會被理論所局限，而是走到了理論的前面。技術進步是以經濟上的成功為前提的。在這個前提下，成功的路子有若干條，其共性是充分利用ICT技術，發(fā)現(xiàn)經濟增長點。 （來源：全球五金網(wǎng)）
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