个性化定制企业智能制造

最近,关于工业4.0、 智能制造 的争论特别多:运七是不是工业4.0? 工业4.0是不是一场革命?钢铁行业首先要追求个性化生产吗?我觉得,产生这些争论的原因,部分是对理论的本质理解不深、容易陷入邯郸学步。

古人云:名不正则言不顺,言不顺则事不成。笔者认为,推进工业4.0、智能制造的阻力之一,就是对概念缺乏本质性的理解。理解不深,就会贴标签、走歪路,就不能理解理论和实践的矛盾、就会迷茫和困惑。

为了阐明本质,我首先用最简短的方式给工业4.0工厂一个定义:

理想的工业4.0就是:在(自动化)流水线上经济性地生产定制化产品。

这里,笔者在自动化上加了一个(),意识是理想的状况应该是自动化产线。后面会详细说明。与常见说法不同的是:我的这个定义不是用互联网、CPS等技术要素来定义的。这个定义很可能会引起争议。为此,需要说明一下定义的依据。我认为:在理想状态下,工业4.0的工厂应该以自动化流水线(工业3.0)为基础。这个观点的依据来自于对白皮书的理解:每一次的工业革命都是对上一次工业革命继承基础上的延伸:工业1.0是机器生产,工业2.0是机器生产基础上的流水线;工业3.0是流水线基础上的自动化流水线。按照这个逻辑,工业4.0应该是工业3.0的自然延伸、集成基础上的延伸,所以应该以自动化流水线为基础。

这种认识可能引发的争议,是把“工业4.0”的外延缩小了;工业4.0的主流企业可能非常少:未必采用个性化定制的生产方式,甚至也未必采用自动化流水线。

把“工业4.0”的外延缩小是不是有道理呢?我们还是要看看现状:即便是在工业最发达的西方国家,也不是所有的工业企业都用自动化流水线(工业3.0)组织生产。这些情况包括:特殊的产品(如科研设备、高档奢侈品,艺术品可以看成一种极端情况),体积特别大或特别重要的产品(特别是工程项目,如工厂的生产线、飞船、大坝等)。这些行业没有发展到到工业3.0的阶段,恐怕未必适合延伸到工业4.0。另外,还有些3.0的行业未必需要升级到工业4.0,如零部件的生产企业。在零部件层面,更加重视标准化而不是个性化。

如果上述观点是成立的,则无论运七火箭的数字化设计水平再高,都不能算是以工业4.0的方式生产的——在笔者看来,像火箭这样的产品,本身是个工程项目。工程项目与普通的工业品生产是有本质区别的、其复杂程度完全不是一个量级。而工业4.0主要还是针对普通工业产品的。当然,尽管我不认为运七火箭不属于工业4.0,但这无损于其高大上的形象。而且,很多技术显然属于智能制造的范畴。

从某种意义上说,工业的进化与生物进化有相似之处。所以,我们可以用生物进化的道理说一说工业技术的发展。人是地球上最高级的动物,人的出现标志着生物进化进入了一个新的高度。但是,这并不意味着所有的动物都进化成人。按照这个道理,工业4.0可能是个别企业的事情,但标志着工业进入了新的阶段。

长期以来,LED电子看板 定制化和自动化流水线两种方式是共存的,却很少结合在一起。工业4.0的目标,是试图将两者结合在一起。导致两者难以结合的矛盾在于:流水线本身的成本是靠批量生产来摊薄的。所以,要实现工业4.0,要有两个基本的条件:大量的定制化需求、能够生产定制化产品的自动化流水线。这样才能实现经济性、超越工业3.0。

在笔者看来,工业4.0本质上要解决两类问题:1、让流水线具备实现定制化生产的能力;2、提高定制化生产的性价比、降低负面因素。其中,第一类问题是前提。但是,当前提实现以后,后面的问题是持续性的、长期性的。当工业4.0的经济效益高于工业3.0时,时机就成熟了,就可以实现转型。这样看来,转型是个量变到质变的过程。

网络化、数字化的作用是提高了工业4.0的经济性。这一点至少体现在如下四点

首先,互联网扩大定制化的市场。如果没有互联网,个性化需求的收集就很困难,本质是增加了成本。对于普通的民用产品,经济上是不合理的。如果市场不大,工业4.0也就是失去了经济可行性。

其次,MES系统 数字化保证了定制化生产的交货期。在定制化的背景下,设计、采购周期都面临新的挑战、交货期可能会大大延长。而数字化的设计和采购,则可用来解决这个问题。

第三,信息集成和CPS解决了定制化的生产组织问题。在全自动化流水线上生产定制化产品时,生产组织与调度可能成为最大的困难:一个局部的问题,可能引发整个产线的混乱。在很多场合,浙江MES 如果没有信息的纵向集成和CPS,人工的实时应对是根本来不及的、产线的效率就替补上去。另外,在流水线上的定制化生产,产品质量可能会下降、能耗可能会上升,信息集成和CPS可以用来解决这些问题。

第四,数字化、网络化,有效地解决了产品的维修维护问题,解决了用户的后顾之忧。

工业4.0在现在提出,是有道理的。以笔者的亲身经历,即便在10多年前,计算机的性能不足以维持众多数字化模型的运转。互联网的普及程度也要低得多。所以,随着互联网的发展、计算机性能的提高,工业4.0的经济可行性不断增强。

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