德國對(duì)工業(yè)4.0的源起的解釋(資料來自弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)IPK研究所)
1. 工業(yè)4.0的源起–如圖中所示,在過去160多年的歷史,工業(yè)從160年前的手工作坊生產(chǎn)多品種、小批量的產(chǎn)品,到福特的流水線生產(chǎn),再到上個(gè)世紀(jì)中期的大規(guī)模生產(chǎn),工業(yè)化水平越來越高,產(chǎn)品越來越標(biāo)準(zhǔn)化;再到世紀(jì)更替時(shí)由全球化、區(qū)域化和個(gè)性化帶來的對(duì)產(chǎn)品多樣性、個(gè)性化和定制化的需求,使得生產(chǎn)復(fù)雜度迅速上升,帶來了巨大的挑戰(zhàn)。工業(yè)4.0應(yīng)運(yùn)而生,就是為了找到能夠解決生產(chǎn)復(fù)雜性問題的方法和技術(shù),同時(shí),使生產(chǎn)者和市場(chǎng)的聯(lián)系更加緊密。
2. 工業(yè)4.0的定義–工業(yè)4.0又稱為第四次工業(yè)革命,在技術(shù)上以信息物理系統(tǒng)(CPS)為標(biāo)志,通過結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,將人、物、服務(wù)和流程連接起來,應(yīng)用在制造業(yè)。
1. 初始的核心技術(shù)
-物聯(lián)網(wǎng)與務(wù)聯(lián)網(wǎng)
-追溯與跟蹤
-智能移動(dòng)設(shè)備
-嵌入式系統(tǒng)
2. 新的支持技術(shù)
- 社交媒體
- 云計(jì)算
- 大數(shù)據(jù)
- 無線與近距離控制技術(shù)
3. 具體做法
- 橫向整合:在價(jià)值流網(wǎng)絡(luò)內(nèi)
- 縱向整合:從IT的商務(wù)應(yīng)用到機(jī)器功能
- 數(shù)字全面工程
- 分散的智能與功能的組織
- 社交-技術(shù)系統(tǒng)工程
1. 智能制造在企業(yè)內(nèi)部三個(gè)層面都有相關(guān)的應(yīng)用。這三個(gè)層面的最上層是企業(yè)的決策和商務(wù)層,中間是工廠層面,包括從供應(yīng)端到客戶端的整個(gè)流程;最下層是物的層面,即工程中直接用來執(zhí)行運(yùn)營流程的設(shè)備、工具、軟硬件控制手段等。
2. 舉例說明這些應(yīng)用,如在企業(yè)戰(zhàn)略和商務(wù)層面,商務(wù)云可以用來收集外部數(shù)據(jù),提供一個(gè)面向客戶的服務(wù)平臺(tái),并將客戶信息傳送到工廠層面的工廠云,由工廠云將外部信息轉(zhuǎn)化為內(nèi)部數(shù)據(jù),并管理工廠的生產(chǎn)計(jì)劃和控制的邏輯設(shè)置,具體生產(chǎn)可以通過自組織生產(chǎn)的方式實(shí)現(xiàn),而在物的層面參與智能生產(chǎn)可以包括智能機(jī)器、工具、以及工廠主管使用的移動(dòng)助手,這樣,從上到下就有了一個(gè)系統(tǒng)的解決方案。不同的企業(yè)可以根據(jù)自身具體情況選擇不同的模塊應(yīng)用。
自組織生產(chǎn)(資料來自弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)IPK研究所)
1. 如圖中所示,當(dāng)設(shè)備、產(chǎn)品、生產(chǎn)人員使用的智能移動(dòng)設(shè)備都通過嵌入式系統(tǒng)連成網(wǎng)絡(luò)后,生產(chǎn)的計(jì)劃可以通過這個(gè)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)生成及調(diào)整。每個(gè)待加工的產(chǎn)品在進(jìn)入這個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí),可以通過自身攜帶的嵌入式系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出生產(chǎn)請(qǐng)求,而網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備在接受請(qǐng)求后可以根據(jù)自身的匹配度回應(yīng)產(chǎn)品的請(qǐng)求,并由產(chǎn)品自己決定采用哪臺(tái)設(shè)備進(jìn)行加工,整個(gè)決策過程都可以自動(dòng)完成,無需人的參與。
2. 嵌入式設(shè)備具備計(jì)算、數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)、通訊、自備電源的能力,可以裝在產(chǎn)品、設(shè)備、人員攜帶的工具上,將生產(chǎn)涉及的物連接起來,形成可以自己做決策、計(jì)劃的網(wǎng)絡(luò)。
邁向工業(yè)4.0的路徑(資料來自弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)IPK研究所)
向工業(yè)4.0的邁進(jìn),不同的企業(yè)都有不同的路徑,主要根據(jù)市場(chǎng)的需求的變化以及競(jìng)爭(zhēng)的狀況確定未來的方向。如果競(jìng)爭(zhēng)激烈,且市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的需求更趨向于多品種小批量,則實(shí)施工業(yè)4.0就是必要的。一般的做法是先做一個(gè)中長(zhǎng)期規(guī)劃,比如五年的規(guī)劃,然后做好第一步(第一個(gè)項(xiàng)目),在第一個(gè)項(xiàng)目實(shí)施成功后,再確定下一步怎么走,逐步走向在規(guī)劃中設(shè)定的目標(biāo)。