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            什么是工业4.0?
            更新时间:2016/3/24 9:44:10 点击:2059
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            edf40wrjww2Que_Question:Answer
                    早年从事过工业自动化行业,后来为了赚点?#37096;?#36153;做零花钱,去几个城市,讲过《工业互联网与工业文明史》这门课,以至于很多人以为我很懂工业互联网(其实我也就是半桶水而已)。今天早上?#36136;?#32593;的好基友问我,工业4.0到底是个啥,本来答应给他单独讲一遍,后来一想,不如整理下材料和思路,一块分享给大家,所以今天就跟大家谈谈这个神秘的工业4.0吧。
             
                   先声明,兔哥只是个知识的搬运工,我说的不一定对,不过是看了很多材料后消化理解的结果而已。事实上,工业4.0就没有标准答案,连德国人自己都没有。
             
            先看三个概念:
             
            工业1.0
             
                    机械化,以蒸汽机为标志,用蒸汽动力动力驱动机器取代人力,从此手工业从农业分离出来,正式进化为工业。
             
            工业2.0
             
                    电气化,以电力的广泛应用为标志,用电力驱动机器取代蒸汽动力,从此零部件生产与产品装配实现分工,工业进入大规模生产时代。
             
            工业3.0
             
                    自动化,以PLC(可编程逻辑控制器)和PC的应用为标志,从此机器不但接管了人的大部分体力劳动,同时也接管了一部分脑力劳动,工业生产能力也?#28304;?#36229;越了人类的消费能力,人类进入了产能过剩时代。
             
                    这三个定义都很学术,你们放心,这是我全文最学术的一段话,后面,我决定老和尚讲故事的方法来给大家讲这个故事。
              
             
             
             
                    要理解工业4.0,我们得先看下目前的状况,我们称之为工业3.X,用修真小说的时?#32622;?#36848;,也就是3.0中后期,这种状态叫做完全的自动化和部分的信息化。
             
                   咱们还得从工厂的业务模式?#28783;?/strong>。
             
                   作为一个工厂,存在的目的只有两个,生产产品,然后卖出去。所以在工业企业中,通常会分为两个大的部门,一个是生产部门,一个是业务部门,前者通过MES(制造执行系统)管理,后者通过ERP(管理信息系统)来管理。
             
                    这两个系统啥区别呢?ERP更倾向于财务信息的管理,而MES更倾向于生产过程的控制,简单的说,ERP主要告诉你客户需要生产多少个瓶子,哪天下单,哪天要货,而MES主要负责监控和管理生产这些瓶子的每一个步骤和工序如?#38382;?#29616;。
             
                    在中国工厂的很多?#23548;?#37324;,各个生产设备之间、生产设备和控制器之间,都已经基本实现了连通。再牛逼一点的公司里,整个工厂已经通过制造执行系统(MES)连通起来,而业务部门全?#23458;?#36807;ERP连通起来了。
             
                    发现问题了吗?
             
                    ERP和MES其实并没有连起来!
             
                    所以当ERP给MES下达生产计划指令后,MES在生产过程中发生了与计划偏差的事项(?#28909;?#35774;备坏了,原料不合格等等),MES会根据?#23548;?#30340;?#23548;是?#20917;进行调整。但是ERP是不知道的!所以它会继续按照原本的计划执行订单,时间久了,财务系统和工厂的?#23548;是?#20917;就会出现非常大的偏差。
             
             
             
                    至于为啥没连起来,两个原因,首先是ERP和MES的开发公司通常是?#35762;?#20154;,搞财务的和搞生产的合作,不但互相不懂对方的职业术语,鸡同鸭讲,而且互相看不上对方。另外,业务部门和生产部门在公司里通常是分开运营,各自的领导有各自?#19981;?#30340;供应商(原因你懂的)。
             
                    当然,人民群众的智慧是无穷的,他们是?#20808;?#19981;会干等着两个系统的偏差越来越大的,?#28909;?#31995;统不给力,咱人工上,咱们工人有力量。所以工厂?#23548;?#36890;常会定期把MES的调整项做成一个表,交给业务部门,然后由业务部门手动在ERP中调整过来。
             
                    ERP和MES的问题只是工厂内系统?#21916;?#30340;一个问题缩影,事实上工厂里还有非常多的其他系统,设计、制造、采购、办公等等,这些系统都是一个个的信息孤岛,互相都不知道对方在干啥,干到哪一步了。其中一个部分出了特殊情况,其他部分都不知道,只有等到问题出现了,才能退回来,所有系统再一个个改。
             
                    插一句,?#19979;?#30340;锤子手机之所以难产,就是因为在设计的时候,生产人员并没有实时了解情况,所以?#23548;?#29983;产时发现原本的牛逼设计会导致良品率很低,只能退回去重新设计。这样每一个产?#33539;?#35201;改来改去,所以一个工业品从设计到上线量产,往往要用一两年的时间。
             
                    当然,这?#36136;?#20063;不是第一天存在的,以前因为在工业时代,产品的生命周期很长,兔哥的老东家,西门子一个型号的变?#28783;?#21487;以卖三十年,这样一两年的研发上线时间也就显得不那么长了,其余的问题,靠着人工沟通,虽然有错,?#25346;?#37117;相安无事。
             
                    然而,可怕的狼终于还是来了。
             
                    这两只狼,一只叫产能过剩,一只叫互联网。
             
                    全球性的产能过剩,导致企业的竞争越来越激烈,以往一款产品卖三十年的做法已经不行了,你跑不快,有的是快的。?#19979;?#30340;锤子手机仅仅晚上线了几个月,就从一款万众期待的爆款,成为了臭大街的过时货,产品的生命周期大大缩短了。
             
                    互联网时代的到来,撼动了工业时代的一大基础,信息不对称。工业时代里,因为生产厂家无法?#32479;?#26412;的了解每一个客户的需求,所以往往采用一刀切的方法,就是?#30740;?#27714;做多的性能组?#31995;?#19968;起,成为一款产品。
             
                    ?#28909;?#20320;想要一双适合你的脚的鞋子,鞋厂是无法知道你的脚多大的,所以只能测量很多人的脚之后,把最集中的尺码分成40?#29275;?1?#29275;?2号等等,但是如果你的?#29260;?#32933;或偏瘦,对不起,概不伺候。
             
                    互联网改变了这个?#32622;媯?#20154;与人,人与厂商,可以?#32479;?#26412;的实?#33267;?#25509;,从而让每个人的个性需求被放大,人们越来越?#19981;?#20010;性化的东西。但是个性化的东西需求量没有那么大,这就需要工业企业能够实?#20013;?#25209;量的快速生产。
             
                   这两只狼,逼迫着传统工业必须做一件事,一件工业社会最不爱做的事,就是快速、小批量、定制化的生产。
             
                   这个时候,先得做点准备工作,就是工业3.0首先要进化为3.X,所谓工业3.X,其实就是先把ERP和MES等等信息系统彻底打通,让工厂原本的所有信息孤岛实?#33267;?#36890;。这个时候,就从完全的自动化和部分的信息化,进入了完全的自动化和完全的信息化,也就是工业3.0大圆满阶段。
             
                    别小看这个过程,单就这一条,?#27531;?#25105;们中国就需要十年甚至更长才能完成。
             
                   好了,前面的都是?#36136;?#38382;题,3.0大圆满之后,我们就要开始科幻烧脑之旅了,我们终于要冲击工业4.0了。这个过程中,3.0中以及完全的自动化和信息化要开始做一件事,就是结婚,生孩子。
             
             
                 
                    这个过程,德国叫工业4.0,美国叫工业互联网,我们工信部称之为两化融合
            ,物联网的脑残粉们把它叫做万物互联。
             
                    这里我要说一下,所有的物,如果需要互联沟通时,就有一个问题,说什么语言?说英语、德语、还是四川话?
             
                    通讯协议是什么,这个是一个关键问题。你可能会说,为什么不用现在互联网的通讯方式,也就是TC/PIP协议,这是个技术问题,没法给你这?#20013;?#30333;解释明白(其实我这个曾经的半桶水自动化工程师也不怎么太懂)。简单的来说,互联网的通讯方式,速度还是太慢,精准度还是不够,安全性还是不好。而工业生产中,对于速?#21462;?#31934;度和安全性的要求,要?#23545;?#39640;于你在家下德艺双馨的苍老师电影的要求。
             
                    所以万物互联,必须需要一个专门的通讯协议。
             
                    这也是德国的工业4.0,美国的工业互联网,以及中国的两化融合中国制造2025,这些时髦的名?#26102;?#21518;隐藏的核心问题,大?#20197;?#20105;这个通讯标准。美国的互联网世界第一,所以美国人希望从信息化层降维到自动化层;而德国的机械制造业最强,所以他更希望从自动化层升格到信息化层;中国嘛,制造业第一大国,互联网第二强国,所以两边都不想跟,打算自己搞个互联网+,也叫中国制造2025。
             
                   按照修真小说的习惯,每一个境界都要分成一个小境界,以突显差异?#22242;?#36924;,我按照这个方法,把工业4.0也分成六重天。
             
                   工业4.0第一重天,智能生产。
             
                    之前我们说过,生产设备和管理信息系统也各自连接起来,并且设备和信息系?#25345;?#38388;也连接起来了。你有没有觉?#27809;?#32570;点什么?没错,就是生产的原材料和生产设备还没有连接起来。
             
                    这个时候,我们就需要一个东西,叫做RFID,射频识别技术。估计你听不懂,简单来说,这玩意儿就相当于一个二维码,可以?#28304;?#19968;些信息,他比二维码牛叉的地方,在于他可以无线通讯。
             
                    我还是来描述一个场景,百事可乐的生产?#23548;?#37324;,生产线上连续过来了三个瓶子,每个瓶子都?#28304;?#19968;个二维码,里面记录着这是为张三、李四和王二麻子定制的可乐。
             
                    第一个瓶子走到灌装处时,通过二维码的无线通讯告诉中控?#19994;目?#21046;器,说张三?#19981;短?#19968;点的,多放糖,然后控制器就告诉灌装机器手,“加二斤白糖!”(张三真倒霉……)。
             
                    第二个瓶子过来,?#36947;?#22235;是糖尿病,不要糖,控制器就告诉机器手,“这货不要糖!”
             
                    第三个瓶子过来,说王二麻子要的是芬达,控制就告诉灌可乐的机械手“你歇会”,再告诉灌芬达的机械手,“你上!”
             
                    看到了,多品种、小批量、定制生产,每一灌可?#25191;?#20320;在网上下单的那一刻起,他就是为你定制的,他所有的特性,都是符合你的喜好的。
             
                    这就是智能生产。
             
                    工业4.0第二重天,智能产品。
               
                    生产的过程智能化了,那么作为成品的工业产品,也同样可以智能化,这个不难理解,你们看到的什么智能?#21482;貳?#26234;能自行车、智能跑鞋等等智能硬件都是这个思路。就是把产品作为一个数据采集端,不?#31995;?#37319;集用户的数据并上传到云端去,方便用户进行管理。
             
             
                    德美工业4.0和工业互联网的核心?#21046;?#20043;一,就是先干智能工厂,还是先搞智能产品。德国希望前者,美国希望后者。至于中国,我们就搞加,还是加这个东西好,正加反加都行,反正能糊弄住大家就行。
             
                    工业4.0第三重天,生产服务化。
             
                    刚才说了,智能产品会不?#31995;?#37319;集用户的数据和状态,并上传给厂商,这个就?#25346;恢中?#30340;商业模式成为可能,向服务收费。我好多年前在西门子的时候,西门子就提出来向服务收费,当时我觉得这是德国?#20449;哪源?#24819;出来的傻×决定,但是现在我才明白这是若干年前就已经开始为工业4.0的生产服务化布局了。你对西门子的印象是什么?冰箱?你个糊涂蛋,西门子这些年已经悄然并购了多家著名软件公司,成为仅次于SAP的?#20998;?#31532;二大软件公司了。
             
             
             
             
                    这个服务是什么呢??#28909;?#35199;门子生产一台高铁的牵引电机,以往就是直接卖一台电机而已,现在这台电机在运行过程中,会不?#31995;?#25226;数据传回给西门子的工厂,这样西门子就知道你的电机现在的运行状况,以及什么时候需要检修了。高铁厂商以往是怎么做的?一刀切,定一个时间,到时间了不管该不该修都去修一下,更我们汽车保养没什么差别。现在西门子可以告诉你什么时候需要修什么时候需要养护,你要想知道,对不起,给钱。
             
                    再举个例子,智能产品实现后,每一辆汽车都会不?#31995;?#37319;集周边的数据,来决定自己的行驶路线,整个运输系统会完全服务化,任何人都不需要再买车,有一天?#27531;?#33258;己开车会成为?#29616;?#30340;违法行为,因为设备是智能的,而人确是不可控的。
             
                    在这个阶段,所有的生产厂商都会向服务商转型。
             
                    工业4.0第四重天,云工厂。
             
                    当工厂的两化融合进一步深入的时候,另一?#20013;?#30340;商业模式就有要孕育而生了,这就是云工厂。
             
                    工厂里的设备现在也是智能的了,他们也在不?#31995;?#37319;集自己的数据上传到工业互联网上,此时我们就可以看到,哪些工厂的哪些生产线正在满负荷运转,哪些是有空闲的。那么这些存在空闲的工厂,就可以出卖自己的生产能力,为其他需要的人去进行生产。
             
                    互联网行业为什么发展的这么快,就是因为创业者只需要专注于产品和模式创新,不需要自己去买一个服务器,而是直接租用云端的服务就行了。而目前工业的创业者,还是要不?#31995;?#32416;结于找OEM代工还是自建工厂中,这个极大地限制了工业领域的创新。当云工厂实现的时候,?#20197;?#35328;中国的工业领域将出现一个比互联网大百倍以?#31995;?#21019;新和创业浪?#20445;?#37027;个时候这个社会的一切都将被深刻的改变。
             
                    兔哥之所以坚定地要做工业互联网领域的投资和创业服务,就是在等这个风口。但愿我是先辈,不是先烈。就算是先烈也没关系,咱思想觉悟高,是一个?#30475;?#30340;人,一个脱离了?#22270;度?#21619;的人...(此处略去一万字广告,领会精神即可)
             
                    工业4.0第五重天,跨界打击。
             
                    互联网行业天天?#21040;?#32500;打击传统行业,什么谷歌小?#35013;?#37324;?#26742;屠质櫻?#21487;是我告诉你,当工业4.0进入第五重天时,工业企业的跨界打击将比这些互联网企业猛烈百倍。这个过程将从根本上撼动?#25191;?#32463;济学和管理学的根基,重塑整个商业社会。
             
                    举个例子,一个生产手表的厂商,这个表每天贴着你的身体,采集你身体的各项数据,这些数据对于手表厂商?#27531;?#27809;啥用,但是对于保险公司就是个金库,这个时候,手表厂商摇身一变,就能成为最好的保险公司。
             
                    当自动化和信息化深?#28909;諍系?#26102;候,跨界竞争将成为一种常态,所有的商业模式都将被重塑。
             
                    工业4.0大圆满,黑客帝国。
             
                    整个工业4.0过程,就是自动化和信息化不?#20808;諍系?#36807;程,也是用软件重新定义世界的过程。
             
                    在未来,多元宇宙将在虚拟世界成为?#36136;擔?#19968;个?#36136;?#30340;世界将对应无数个虚拟世界。改变?#36136;?#19990;界,虚拟世界会改变;改变虚拟世界,?#36136;?#19990;界?#19981;?#25913;变。一切都在基于数据被精确的控制当中,人类的大部分体力劳动和脑力劳动都将被机器和人工智能所取代,所有当下的经济学原理都将不再试用。
             
                    但是有一些东西是不会变的,我相信。
             
                    人类的爱、责任、勇敢,对未来和自由的向往,以及永无止境的奋斗。
             
                   
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