工業(yè)4.0的四大實(shí)踐領(lǐng)域

文／德國(guó)工業(yè)智庫(kù)

工業(yè)4.0的四大實(shí)踐領(lǐng)域

文／德國(guó)工業(yè)智庫(kù)

每個(gè)企業(yè)都必須根據(jù)自身情況，決定工業(yè)4.0在企業(yè)中的實(shí)施。但是對(duì)所有企業(yè)來(lái)說(shuō)，各部分的互聯(lián)是實(shí)施工業(yè)4.0至關(guān)重要的基礎(chǔ)。

工業(yè)4.0并沒(méi)有一個(gè)指定的路線圖。關(guān)鍵是企業(yè)如何根據(jù)自身情況選擇切入點(diǎn)。這個(gè)概念正讓整個(gè)生產(chǎn)世界為之轉(zhuǎn)動(dòng)：這其中產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)發(fā)展是新思想、新流程、新的商業(yè)模式的基礎(chǔ)。

有了全自動(dòng)化流程，生產(chǎn)工人無(wú)須再為開機(jī)準(zhǔn)備或設(shè)定值等步驟操心。每個(gè)企業(yè)都必須根據(jù)自身情況，決定工業(yè)4.0在企業(yè)中的實(shí)施。但是對(duì)所有企業(yè)來(lái)說(shuō)，各部分的互聯(lián)是實(shí)施工業(yè)4.0至關(guān)重要的基礎(chǔ)。這種互聯(lián)可以在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中體現(xiàn)，從工程流程到生產(chǎn)，再到具體的產(chǎn)品使用。它也可以體現(xiàn)在產(chǎn)品生命周期中的個(gè)別階段。就生產(chǎn)而言有以下實(shí)踐領(lǐng)域：

集成

第一個(gè)重要的實(shí)施領(lǐng)域是圍繞生產(chǎn)鏈和企業(yè)內(nèi)部軟硬件架構(gòu)的融合。作為制造執(zhí)行系統(tǒng)MES供應(yīng)商，為了達(dá)到最佳表現(xiàn)，我們必須基于ERP的粗略計(jì)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行構(gòu)建。為了給使用者真正創(chuàng)造價(jià)值，我們生成的信息必須無(wú)縫且符合要求地回流。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)在這里有舉足輕重的地位，它需要與機(jī)器進(jìn)行無(wú)縫無(wú)差的溝通。工業(yè)4.0最理想的狀態(tài)是由OPC-UA標(biāo)準(zhǔn)來(lái)支持這種溝通。只有共同協(xié)作才能使各個(gè)部件發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)創(chuàng)造工業(yè)4.0所追求的更多價(jià)值。

數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)當(dāng)然占據(jù)著核心地位。這也產(chǎn)生了一個(gè)重要的“雞生蛋，蛋生雞”的問(wèn)題：利用工業(yè)4.0收集數(shù)據(jù)，還是首先需要數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，才能開始實(shí)施工業(yè)4.0的相應(yīng)措施？當(dāng)然，這兩個(gè)方面都很重要。豐富的生產(chǎn)、機(jī)器、人、流程、產(chǎn)品數(shù)據(jù)有不同的來(lái)源，并且可以運(yùn)用在各種領(lǐng)域。

憑借全自動(dòng)化的生產(chǎn)流程——這里我們以一個(gè)輪輞的生產(chǎn)為例，可以很直觀地看到工業(yè)4.0衍生出的各種可能：由ERP進(jìn)行生產(chǎn)任務(wù)和預(yù)設(shè)值的規(guī)劃，然后轉(zhuǎn)交給MES。第一道工序產(chǎn)生的胚料經(jīng)由X光檢查識(shí)別其形狀和大小，然后歸類到某個(gè)輪輞型號(hào)，再被打上清楚的系列號(hào)。接著，輪輞又被自動(dòng)劃分到一個(gè)生產(chǎn)任務(wù)中，預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)被傳送到相應(yīng)的工位。根據(jù)輪輞上的系列號(hào)，每個(gè)工位存儲(chǔ)下實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)并傳輸?shù)较乱还の唬@些數(shù)據(jù)又會(huì)繼續(xù)影響機(jī)器的預(yù)設(shè)值。這一切都發(fā)生在一個(gè)全自動(dòng)流程中，數(shù)據(jù)既是下一道工序的基礎(chǔ)，同時(shí)也是生產(chǎn)過(guò)程的產(chǎn)物。

各個(gè)工位根據(jù)系列號(hào)調(diào)整產(chǎn)品的要求，生產(chǎn)者會(huì)從這樣的高度靈活的生產(chǎn)中受益。機(jī)器工具的全自動(dòng)、及時(shí)更換是實(shí)現(xiàn)靈活生產(chǎn)的前提。生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化傳輸，是下一工序預(yù)設(shè)值的基礎(chǔ)，也為生產(chǎn)過(guò)程提供了一定程度的質(zhì)量保障。質(zhì)量不再需要事后控制，而是在事前生產(chǎn)過(guò)程中即可控制和確保。

用戶互動(dòng)

如上述輪輞生產(chǎn)這樣的全自動(dòng)流程帶來(lái)的結(jié)果是，生產(chǎn)工人不再需要為生產(chǎn)過(guò)程的開機(jī)準(zhǔn)備和預(yù)設(shè)值操作操心。手動(dòng)操作的反饋將失去意義。將生產(chǎn)過(guò)程的結(jié)果和指標(biāo)結(jié)合生產(chǎn)情況直觀地展示出來(lái)，并為之后的用戶互動(dòng)做好準(zhǔn)備就顯得尤為重要。簡(jiǎn)單地說(shuō)，工人們需要在正確的時(shí)間和地點(diǎn)得到正確的信息。如何處理生產(chǎn)企業(yè)的海量數(shù)據(jù)信息并定制解決方案是個(gè)必須克服的難題。

Industrie Informatik公司憑借cronetwork平臺(tái)為企業(yè)提供可根據(jù)需求定制的靈活的操作盤，輕松通過(guò)拖放功能完成定制?？纱┐髟O(shè)備如數(shù)據(jù)眼鏡將在未來(lái)開啟更多可能和應(yīng)用領(lǐng)域。這些技術(shù)目前為止還有些虛幻，但是完全可以看到未來(lái)的潛力。

除了要根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況做信息準(zhǔn)備，根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景進(jìn)行的互動(dòng)也是工業(yè)4.0的特征。也就是說(shuō)僅僅將正確的信息用于信息準(zhǔn)備是不夠的，更重要的是與用戶進(jìn)行基于直覺的、符合實(shí)際情況和期待的互動(dòng)。

優(yōu)化

這種互動(dòng)為流程優(yōu)化提供了可能。在生產(chǎn)計(jì)劃中可以找到很恰當(dāng)?shù)睦印Ｒ瓶厣a(chǎn)環(huán)境中時(shí)常出現(xiàn)的變化，需要及時(shí)了解計(jì)劃的可行性。一個(gè)好的計(jì)劃工具應(yīng)該可以實(shí)時(shí)地傳遞數(shù)據(jù)，保證靈活性。計(jì)劃工具要在短時(shí)內(nèi)提取重要信息并直接按情況處理，從而優(yōu)化開機(jī)時(shí)間、縮短生產(chǎn)時(shí)間等。通過(guò)處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，一個(gè)好的計(jì)劃工具將為工業(yè)4.0做出巨大貢獻(xiàn)。

一種分散的、可自我控制的計(jì)劃工具尤為重要。在未來(lái)的一些領(lǐng)域應(yīng)該可以看到這種模式，但是就整個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，我們認(rèn)為這種模式還很難想象。人作為計(jì)劃者和計(jì)劃過(guò)程最后一步的決策者將在生產(chǎn)過(guò)程中保持其關(guān)鍵地位。

除了以上提到的幾個(gè)實(shí)踐領(lǐng)域，通往工業(yè)4.0的道路上不可放棄的原則是：一個(gè)清晰的，定義準(zhǔn)確的數(shù)字化戰(zhàn)略。數(shù)字化戰(zhàn)略的核心元素是用戶和可追溯的用戶使用情況。商家要賣給客戶的早已不是產(chǎn)品，而更多的是服務(wù)和使用。商家為客戶解決了維修、服務(wù)、工廠資源等方面的問(wèn)題，使客戶可以更多關(guān)注新資源的開發(fā)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是為客戶真正創(chuàng)造了附加價(jià)值。在這種理念下還會(huì)產(chǎn)生意料之外的新流程、新商業(yè)模式等形式的潛力。

總結(jié)

工業(yè)4.0的應(yīng)用領(lǐng)域多元且靈活。企業(yè)可以從其中的幾個(gè)領(lǐng)域出發(fā)研究現(xiàn)有系統(tǒng)，比如引入一個(gè)“簡(jiǎn)單”的機(jī)器數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)軟硬件層面的集成，企業(yè)就擁有了全新高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。這樣也為工業(yè)4.0其他舉措的實(shí)施也打下了基礎(chǔ)。然而，要實(shí)現(xiàn)飛躍性的發(fā)展需要依靠整條價(jià)值鏈的重新布局。一家企業(yè)不應(yīng)該在這條變革路徑上尋求固定方案，而應(yīng)該將工業(yè)4.0看作是一個(gè)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力，它以現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)為企業(yè)開啟新的可能。

責(zé)任編輯：孫俊杰

sunjunjie@ccidmedia.com