18世紀(jì)從英國發(fā)起的技術(shù)革命是技術(shù)發(fā)展史上的一次巨大革命,它開創(chuàng)了以機(jī)器代替手工工具的時代,。以機(jī)械化,蒸汽機(jī)為標(biāo)志,。19世紀(jì)最后30年和20世紀(jì)初,,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的高漲,被稱為近代歷史上的第二次工業(yè)革命,,世界由“蒸汽時代”進(jìn)入“電氣時代”,。從20世紀(jì)四五十年代以來,在原子能,、電子計算機(jī),、微電子技術(shù)、航天技術(shù),、分子生物學(xué)和遺傳工程等領(lǐng)域取得重大突破,,標(biāo)志著新的科學(xué)技術(shù)革命的到來。第三次科技革命是人類文明史上繼蒸汽技術(shù)革命和電力技術(shù)革命之后科技領(lǐng)域里的又一次重大飛躍,。
工業(yè)1.0至3.0
先看工業(yè)革命的前三個階段:
工業(yè)1.0
機(jī)械化,,以蒸汽機(jī)為標(biāo)志,用蒸汽動力驅(qū)動機(jī)器取代人力,,從此手工業(yè)從農(nóng)業(yè)分離出來,,正式進(jìn)化為工業(yè)。
工業(yè)2.0
電氣化,,以電力的廣泛應(yīng)用為標(biāo)志,,用電力驅(qū)動機(jī)器取代蒸汽動力,從此零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配實現(xiàn)分工,,工業(yè)進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)時代,。
工業(yè)3.0
自動化,以PLC(可編程邏輯控制器)和PC的應(yīng)用為標(biāo)志,,從此機(jī)器不但接管了人的大部分體力勞動,,同時也接管了一部分腦力勞動,,工業(yè)生產(chǎn)能力也自此超越了人類的消費能力,人類進(jìn)入了產(chǎn)能過剩時代,。
工業(yè)制造面臨的挑戰(zhàn)
工業(yè)1.0,,、2.0,、3.0時代里,,因為生產(chǎn)廠家無法低成本的了解每一個客戶的需求,所以往往采用一刀切的方法,,就是把需求做多的性能組合到一起,,成為一款產(chǎn)品,工業(yè)3.0時代從機(jī)械化,、規(guī)?;?biāo)準(zhǔn)化和自動化方面大幅度地提升了生產(chǎn)力,,然而這類規(guī)?;a(chǎn)模式導(dǎo)致當(dāng)前的全球性的產(chǎn)能過剩,企業(yè)的競爭越來越激烈,,以往一款產(chǎn)品賣三十年的做法已經(jīng)逐步不行,,互聯(lián)網(wǎng)時代的到來進(jìn)一步成為催化劑,撼動了工業(yè)時代的基礎(chǔ),,信息不對稱問題解決了,,你跑不快,有的是快的,。
比如你想要一款適合你的體型的衣服,,服裝廠是無法知道你的體型多大的,所以只能測量很多人的體型之后,,把最集中的尺碼分成40號,,41號,42號等等,,但是如果你的體型偏肥或偏瘦,,對不起,概不伺候,。
互聯(lián)網(wǎng)改變了這個局面,,人與人,人與廠商,,可以低成本的實現(xiàn)連接,從而讓每個人的個性需求被放大,,人們越來越喜歡個性化的東西,。但是個性化的東西需求量沒有那么大,這就需要工業(yè)企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)小批量的快速生產(chǎn),多品種,、小批量,、定制生產(chǎn)成為工業(yè)化4.0一個核心驅(qū)動因素。
另外一個核心因素則是雖然工業(yè)產(chǎn)品是當(dāng)前制造業(yè)主要銷售收入,,但一旦銷售完畢,,則意味著企業(yè)跟客戶聯(lián)系的結(jié)束,賣設(shè)備這種服務(wù)模式無法讓企業(yè)獲得持續(xù)的增長,,如何延伸制造業(yè)的價值鏈,,實現(xiàn)產(chǎn)品價值的最大化,是工業(yè)化4.0另一個核心驅(qū)動要素,。
工業(yè)4.0的概念
工業(yè)4.0是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命,。其利用信息物理系統(tǒng)(Cyber-PhysicalSystem)將生產(chǎn)中的供應(yīng)、制造,、銷售信息數(shù)據(jù)化,,智慧化,形成有效的的網(wǎng)絡(luò),,信息共享和交流,,最后達(dá)到快速、有效,、個性化的產(chǎn)品供應(yīng),。”工業(yè)4.0是德國人談的,,其實和美國談的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”,,以及中國談的“兩化融合”信息化與工業(yè)化有機(jī)融合都是殊途同歸的,中國還有一個目標(biāo),,就是中國制造2025,,也是這個意思。
大數(shù)據(jù)與工業(yè)4.0
工業(yè)4.0的內(nèi)容非常豐富,,筆者僅僅從大數(shù)據(jù)的角度談?wù)勏嚓P(guān)看法,,讓大家對于其內(nèi)涵有更深的認(rèn)識。
智能生產(chǎn)-基于大數(shù)據(jù)連接進(jìn)行生產(chǎn)控制
傳統(tǒng)工廠存在的目的只有兩個,,生產(chǎn)產(chǎn)品,,然后賣出去。所以在工業(yè)企業(yè)中,,通常會分為兩個大的部門,,一個是生產(chǎn)部門,一個是業(yè)務(wù)部門,,前者通過MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))管理,,后者通過ERP(管理信息系統(tǒng))來管理,。這兩個系統(tǒng)啥區(qū)別呢?ERP更傾向于財務(wù)信息的管理,,而MES更傾向于生產(chǎn)過程的控制,,簡單的說,ERP主要告訴你客戶需要生產(chǎn)多少個產(chǎn)品,,哪天下單,,哪天要貨,而MES主要負(fù)責(zé)監(jiān)控和管理生產(chǎn)這些產(chǎn)品的每一個步驟和工序如何實現(xiàn),。
但是,,大多數(shù)企業(yè)里面,ERP和MES其實并沒有連起來,,所以當(dāng)ERP給MES下達(dá)生產(chǎn)計劃指令后,,MES在生產(chǎn)過程中發(fā)生了與計劃偏差的事項(比如設(shè)備壞了,原料不合格等等),,MES會根據(jù)車間的實際情況進(jìn)行調(diào)整,。但是ERP是不知道的!所以它會繼續(xù)按照原本的計劃執(zhí)行訂單,,時間久了,,財務(wù)系統(tǒng)和工廠的實際情況就會出現(xiàn)非常大的偏差,也就是ERP這個大腦與生產(chǎn)是脫鉤的,,信息的不貫通導(dǎo)致一線的決策精細(xì)化控制實際是無法做到的,。
即使生產(chǎn)設(shè)備和管理信息系統(tǒng)各自連接起來,但現(xiàn)在生產(chǎn)的原材料和生產(chǎn)設(shè)備也還沒有連接起來,,因此實際的個性化生產(chǎn)也是無法達(dá)到的,,舉個例子你就明白了:
百事可樂的生產(chǎn)車間里,生產(chǎn)線上連續(xù)過來了三個瓶子,,每個瓶子都自帶一個二維碼,,里面記錄著這是為張三、李四和王二麻子定制的可樂,。
第一個瓶子走到灌裝處時,,通過二維碼的無線通訊告訴中控室的控制器,說張三喜歡甜一點的,,多放糖,,然后控制器就告訴灌裝機(jī)器手,“加二斤白糖,!”(張三真倒霉……),。
第二個瓶子過來,說李四是糖尿病,,不要糖,,控制器就告訴機(jī)器手,,“這貨不要糖!”
第三個瓶子過來,,說王二麻子要的是芬達(dá),控制就告訴灌可樂的機(jī)械手“你歇會”,,再告訴灌芬達(dá)的機(jī)械手,,“你上!”
看到了,,多品種,、小批量、定制生產(chǎn),,每一灌可樂從你在網(wǎng)上下單的那一刻起,,他就是為你定制的,他所有的特性,,都是符合你的喜好的,。但有個前提,生產(chǎn)的原材料,、生產(chǎn)設(shè)備,、管理信息系統(tǒng)及相關(guān)系統(tǒng)必須是貫通的。
要實現(xiàn)貫通,,就必須依賴互聯(lián)網(wǎng),、物聯(lián)網(wǎng)(比如射頻識別技術(shù))、大數(shù)據(jù)等技術(shù),,現(xiàn)在工業(yè)4.0有一個標(biāo)準(zhǔn)之爭,,就是設(shè)備之間的接口標(biāo)準(zhǔn),這個接口可不是什么TCP/IP等協(xié)議能解決得了的,,比如實時性要求,。當(dāng)然,核心是需要實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的有效采集和整合,。