工業(yè)4.0：無(wú)憂(yōu)慮地制造 李杰 美國(guó)辛辛那提大學(xué)講座教授

工業(yè)4.0的概念有三個(gè)支撐點(diǎn)：一是制造本身的價(jià)值化，不僅僅是做好一個(gè)產(chǎn)品，而且是把產(chǎn)品生產(chǎn)制造過(guò)程做到浪費(fèi)最少，制造過(guò)程與設(shè)計(jì)者配合；二是制造過(guò)程中，根據(jù)加工產(chǎn)品的差異、加工狀況的改變能自動(dòng)做出調(diào)整，達(dá)到具有所謂的“自省”能力，也就是整個(gè)系統(tǒng)，包括設(shè)備機(jī)器本身，在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中能根據(jù)變化的情況，及時(shí)做出調(diào)整；三是在整個(gè)制造過(guò)程中達(dá)到零故障、零憂(yōu)慮、零意外、零污染，至少要低憂(yōu)慮、低污染，使制造過(guò)程達(dá)到最小憂(yōu)慮化，這就是制造業(yè)的最高境界。

以工業(yè)制造業(yè)的基礎(chǔ)裝備機(jī)床來(lái)說(shuō)，以物理形態(tài)存在的機(jī)床大家早已熟悉，但是工業(yè)4.0時(shí)代的機(jī)床和我們?cè)葘?duì)機(jī)床的理解是有很大差異的。譬如它工作時(shí)和停機(jī)時(shí)是不一樣的，機(jī)床工作時(shí)其內(nèi)置的傳感儀器將機(jī)床的狀態(tài)通過(guò)信號(hào)的形式發(fā)送出來(lái)并轉(zhuǎn)換成信息，這些信息可以用于對(duì)機(jī)床狀態(tài)的分析。

同樣，4.0時(shí)代的螺桿，可以提前顯示什么時(shí)候需要做潤(rùn)滑保養(yǎng)。機(jī)床性能減退，造成精度失準(zhǔn)，這是制造業(yè)需要竭力避免的事情，但是過(guò)去人們只是憑經(jīng)驗(yàn)推斷，很多時(shí)候其實(shí)是不知道所謂的機(jī)器性能衰退時(shí)間的。從這個(gè)意義上來(lái)講，工業(yè)4.0時(shí)代就是預(yù)測(cè)制造的時(shí)代，比如飛機(jī)的起落架，出廠前出廠后，我們會(huì)幫生產(chǎn)廠家做一個(gè)測(cè)試，然后就可以算出來(lái)，螺桿一旦處于使用狀態(tài)就會(huì)自動(dòng)反饋機(jī)械運(yùn)行信息，這樣企業(yè)就能實(shí)時(shí)了解這臺(tái)設(shè)備的健康情況如何。

以此類(lèi)推，4.0時(shí)代的輪胎，那些一直在接貨送貨的輪胎，哪個(gè)輪胎變化特別大，哪個(gè)輪胎的健康在衰退，什么時(shí)候應(yīng)該翻胎，都是可以分析預(yù)知的。4.0時(shí)代的汽車(chē)，開(kāi)到一個(gè)地方突然會(huì)接到提示說(shuō)，前面50米處有一個(gè)坑，這是因?yàn)榍懊娴能?chē)也有傳感器，而它經(jīng)過(guò)后產(chǎn)生了感應(yīng)信息，把這個(gè)信息分享給了相近的車(chē)輛。諸如此類(lèi)的案例我們有100多個(gè)。

工業(yè)4.0時(shí)代制造業(yè)追求的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)“無(wú)憂(yōu)慮地制造”。達(dá)到這一境界，有賴(lài)于運(yùn)用自動(dòng)化手段、使控制器的軟件能預(yù)測(cè)裝備、設(shè)備的衰退狀況，并加以及時(shí)調(diào)整。譬如一條生產(chǎn)線上有很多傳感器，但傳感器本身如果衰退（這是經(jīng)常會(huì)發(fā)生的）了，設(shè)備只能在出了問(wèn)題后才去處理；而“自省功能”就能讓員工知道哪個(gè)傳感器不穩(wěn)了，這樣可提前更換，或是跳過(guò)這個(gè)傳感器。這就是一種所謂的自省式的智能化，而非單純的智能化，工業(yè)3.0時(shí)代的智能化就是控制系統(tǒng)、控制器加上計(jì)算機(jī)。而工業(yè)4.0是具有自省功能的智能化，是能根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備狀況隨之作出調(diào)整的預(yù)測(cè)制造系統(tǒng)。

中國(guó)制造現(xiàn)在還是以低端制造為主。德國(guó)、美國(guó)則相對(duì)來(lái)說(shuō)，以高端制造為主。無(wú)論工業(yè)4.0，還是CPS，都是帶動(dòng)信息化和智能化，能夠讓社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)得更好。中國(guó)直接從低端制造，躍遷到德國(guó)、美國(guó)所追求的目標(biāo)，顯然是有非常大的跨度的。所以我的看法是：中國(guó)要跳出現(xiàn)在的制造業(yè)模式，跳出現(xiàn)在的制造過(guò)程去思考如何將制造的價(jià)值提升；跳出之后再跳回來(lái)去改變制造的基礎(chǔ)。

區(qū)別于過(guò)去的制造，現(xiàn)在我們談的是基于數(shù)據(jù)分析的制造。通過(guò)分析數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)需求，預(yù)測(cè)制造，這就是我們希望倡導(dǎo)的工業(yè)4.0的思維。在數(shù)據(jù)方面的機(jī)會(huì)，中國(guó)比德國(guó)要好很多，因?yàn)楦哞F在這邊，風(fēng)力發(fā)電在這邊，數(shù)據(jù)中國(guó)要比德國(guó)多很多。如果遵循傳統(tǒng)的制造過(guò)程，而不是去發(fā)展大數(shù)據(jù)，發(fā)展基于數(shù)據(jù)的分析，中國(guó)的制造永遠(yuǎn)趕超不了。我們所有做的工業(yè)大數(shù)據(jù)，跟制造的重要關(guān)聯(lián)，就是價(jià)值創(chuàng)造。中國(guó)去實(shí)現(xiàn)自己的基于數(shù)據(jù)分析的制造，分析的目的是什么？一定要是創(chuàng)造未來(lái)生活的價(jià)值。包括健康保障，國(guó)民的健康應(yīng)該放置在制造業(yè)的一個(gè)重要目的上，包括可持續(xù)性，中國(guó)產(chǎn)品很多，制造很多，但浪費(fèi)很多，如何不浪費(fèi)、不出意外，而且環(huán)保，就是數(shù)據(jù)分析的目標(biāo)所在。

所以，我對(duì)中國(guó)制造有這么幾個(gè)建議。第一，更深入了解制造過(guò)程，知道別人如何設(shè)計(jì)制造。第二，了解裝備，然后從裝備的角度去做差異化，去尋求能夠達(dá)到更大價(jià)值的方法。第三，思考如何去提高產(chǎn)品價(jià)值、發(fā)現(xiàn)新的價(jià)值。