在工业40背景下,八大新兴技术的回顾与展望39

在工业4.0背景下——八大新兴技术的回顾与展望2014年可以称为工业4.0元年，特别是李克强总理对德国进行访问，在最终形成的《中德合作纲要》中，有四条关于中德工业4.0合作的内容。这四条内容围绕一个主题，就是中德双方高度认可工业4.0对于制造业的推动是至关重要的，希望通过技术交流与合作，制定统一标准，提升两国制造业的发展。可以说，德国“工业4.0”给中国乃至世界制造业带来一种新的前景，新的空间以及新的发展目标与展望。恰恰，它与中国的两化深度融合是一脉相承的。中国走新型工业化道路，无论从环境到技术，信息化和工业化的深度融合是发展的基础与脉络，也是中国应对新一轮工业革命的重要举措。序言工业4.0的启示金融危机之后，德国工业4.0战略的提出，以及美国工业互联网、制造业回归战略，让世界各国意识到发展实体经济的重要性。北京机械工业自动化研究所软件工程中心首席专家蒋明炜指出，一个国家如果制造业空心化，这个国家是危险的。美国的制造业回归就是很好的例子，所谓的制造业回归，最终目的是通过先进的制造技术，夺回制造业的优势，创造智能的制造环境，通过智能制造使得在高劳动力成本的条件下获利，为企业创造更多的价值。事实上，工业4.0仍然是描绘未来工业发展的蓝图，现实的实现还需要时间的积累与沉淀。在中国制造业面临走向何处，朝何方向发展，达到的目标上给予了方向性的指导。德国工业4.0两个核心主题是智能工厂和智能生产，该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理融合系统CPS(Cyber-PhysicalSystem)相结合的手段，将制造向智能化转型。目前，中国处于工业化的中后期，也就是说，中国在没有完成工业化过程，便进入了信息化社会。因此，中国制造业的信息化水平跨度是从上世纪50年代到21世纪初，各企业的发展水平相差60年。这就造成中国大量中小型企业的设备、管理以及加工能力还处于上世纪50年代的发展水平，而大型企业的信息化水平与国际先进水平却没有太多差距。金航数码科技有限公司副总经理宁振波指出，中国制造企业制造水平参差不齐，绝大多数中小企业处于机械化阶段，所以，中国制造实现智能制造必然是“工业2.0是提升，工业3.0是普及，工业4.0是示范”的发展战略。他表示，中国的2025制造策略，就是四化同步，三代工业并进。企业发展参考工业4.0描绘了工业发展未来的蓝图，真正落实到企业内部，最响亮的莫过于所谓的数字工厂、智能工厂，让企业走向数字化，网络化和智能化。基于互联网和物联网，把人、组织、设备连接，形成完整的供应链，在这个供应链上，客户的任何需求，而且是个性化的需求，都可以通过一系列的数字手段来积极响应与实现。蒋明炜指出，工业4.0是制造业发展的方向，也是现代制造企业的发展方向。不同的企业，一定要根据自身的情况制订企业发展策略，找出自身的核心竞争力，如从现阶段的技术、资金、管理等多方面，去制定长期可持续发展的策略。如，某企业目前的产品创新缺乏竞争力，那就在关键技术的突破与创新上加大投入，如果企业拥有过硬的产品，掌握核心技术，生产制造环节是薄弱的，那就要提高制造工艺水平。所以，每个企业一定要根据自身情况，来选择做什么，不做什么，现在做什么，未来做什么，这需要一个长远的过程，不可能一蹴而就。信息技术实现工业4.0是一种国家战略，需要网络、信息系统、硬件等多方面的高度融合与匹配，要实现人与物以及与不同设备之间的链接。对于制造业来讲，要实现产品全生命周期管理，实现智能设计、智能产品、智能经营，实现整个供应链从客户需求到交付的协同与优化。用智能装备、智能物流以及智能计划与调度，实现整个生产制造过程的智能化。蒋明炜解释到，在工业4.0的体系下，每一项信息技术都是构成体系的重要元素，也是其中最重要的环节。如工业大数据、工业云、物联网、虚拟仿真、PLM、电子商务等。另外，还需要硬件的强力支撑，如机器人、3D打印等，缺一不可，相辅相成。他指出，新的信息化技术就是一种新的生产模式的体现。以3D打印为例，实现个性化定制最容易的制造模式就是3D打印，在传统制造模式下，一个复杂、个性化的零件的制造过程是非常复杂的，它需要准备工装、模具、刀具、数控编程，如果是大批量生产，如汽车生产，工装模具的费用会被摊销，但在定制化产品的需求下，就会造成昂贵的生产成本。如果使用3D打印技术，在最短的时间内，3D打印可以实现设计制造一体化，最大限度的缩短生产周期、降低成本。综上所述，本期封面专题，在工业4.0的大环境下，对2014年最具影响力的工业大数据、工业云、物联网、PLM、虚拟仿真、机器人、3D打印、电子商务等八大信息技术进行盘点与梳理，旨在为读者总结在即将过去的一年中，新兴信息技术与产业发展的态势及未来的发展动向与趋势。工业大数据的应用过去，企业做什么，客户就要什么;现在是客户要什么(市场需求)，企业就做什么，同时客户获取信息的渠道变得很广，且需求也越来越多样化。那么，企业该如何精准的满足这些客户多样化的需求(市场需求)呢?中国机械工业联合会顾问朱森第告诉记者，互联网就可以帮助企业做到这一点，就如大数据。企业可以通过挖掘过去若干年的数据，分析出未来会有怎样的趋势及市场需求，进而了解自己的企业现在应该做什么。大数据，是实现德国“工业4.0”、构建数字工厂的基础，如果没有大数据，企业无法及时了解最新的市场走向及客户需求，更不用说跟随时代的发展建设数字工厂了。在这里，为了使我国的制造企业快速实现数字工厂的搭建，我们一起来谈谈工业上大数据的应用及实现数字工厂的最佳方法。在此，也许有人会疑惑，工业大数据与其他行业的大数据有何不同?中国西电集团公司总经理张雅林告诉记者，工业大数据及其他行业的大数据没什么区别，只是重点应用的领域不同罢了。制造业的大数据重点使用在创新与流程再造上，同时在制造过程中及对客户的总体服务上也会提供帮助。举个简单例子，企业要研发新产品，首先就得通过大数据看客户得反映，服务这块也是如此。而其他行业的大数据，就如电子商务，更多地是运用在销售端上，销售人员可以通过客户的购买及浏览记录数据，分析出顾客的爱好及最近的购买倾向等信息，便于销售人员更好的销售产品。为了使制造业的同仁们能更好地运用工业大数据，以下就把制造业企业对大数据的应用案例分享于大家，希望对大家有所帮助。长安汽车的应用近两年，长安汽车通过“大数据”技术，来不断完善产品的价值和竞争力。据记者了解，长安汽车采用了“大数据”信息管理系统，搜集客户反馈的数据信息，并有针对性地进行分析和整理，进而对不同用户的日常使用工况和环境来为每一个消费者做出有针对性的养护，同时通过网络直接反馈到产品研发及前端销售手中，既可为今后产品的设计提供数据保证，还可为直接面对消费者的销售人员做出可靠的解决方法。今年10月23日，长安轻型车携旗下明星产品长安睿行、长安尊行亮相2014年中国沈阳国际汽车展览会。据悉，在展会上的这两辆车的车型及性能设计，也都是从客户反馈回来的数据分析出来。在汽车领域，美国辛辛那提大学特聘讲座教授李杰于今年3月份在中国工程院的一场学术报告会中也曾分享了一个关于陕汽重卡的案例(于3月刊的关注)。他在会上说，其一辆卡车的售价在25万元，但油一年也消耗20万元左右，很多购买卡车的用户都想了解油耗是怎么产生的，如何降低油耗。当陕汽重卡通过数据搜集系统得知用户的这些需求后，就引用了智能系统，然后用数据的形式告诉用户油是因为爬坡等原因被消耗掉。同时，陕汽重卡还开发出各种信息平台服务用户，最后获得了巨大的市场回报。红领集团的应用在服装行业，最值得一提的就是红领集团。红领集团原本是一个非常传统的服装企业，但因为有了互联网后，它变成了一个高附加值的企业。红领集团董事长张代理指出，市场是巨大的，但消费者为什么不穿你的衣服呢?就是因为你的衣服不能满足于他。在这个世界上有一个硬需求，那就是穿衣服，如何使每个人能穿上他自己所需要的衣服，这就需要企业借助互联网去完成。只有借助互联网中的大数据才能了解客户的需求，使客户能穿上他自己喜欢的衣服，掌握并决定自己的穿衣风格。在张代理看来，商家推出一款衣服给客户，客户他就穿的时代已经过去了。因此，张代理把红领集团打造成3D打印逻辑的工厂，把智能制造全面地融入到工厂的信息系统中，再与互联网进行对接，以实现个性化产品。据记者了解，其内部有客户交互系统、自主研发系统、版型数据库系统、工艺匹配系统、自主排程系统、自动裁剪系统、柔性成衣制造系统、供应链系统、智能服务系统(至于如何使用这些系统为红领集团创造价值，请参考今年6月刊的前沿栏目)。其中，光在版型数据库系统内就有上万万亿的数据，可覆盖全球99%的人体需求。未来，红领集团将继续利用互联网、大数据实现大批量个性化生产。若想快速实现大规模的个性化生产，可参考尚品宅配的案例。尚品宅配根据客户房间的格局、大小，设计出不同的安装方案供客户选择，当客户选择好自己喜欢的设计风格后，工作人员就把客户想要的设计数据放到信息系统中，并通过信息系统把客户选择相类似的数据放到一个数据库中，再统一送到工厂进行大批量生产，生产完后进行归类，然后直接送到客户的手中，并帮其安装完毕。红领集团完全可以根据企业自身的定位，把客户需要的同颜色等款型的数据进行归类处理，然后通过3D打印直接打印出产品，并送至客户手中。于此，记者想起了一篇点击率过万的文章，题目是“工业4.0淘汰淘宝只需10年”，看来这并不是臆测。假如企业能够直接与客户对接，那么淘宝的地位就岌岌可危了。“三腿”并行谈到德国“工业4.0”，沈阳机床(集团)有限责任公司董事长顾问葛兴福告诉记者，德国“工业4.0”是一个广阔的平台，可以运用到我国各个行业，包括制造业。它会为我国打造一个走向世界、走向全球的一个舞台。德国“工业4.0”虽然给我国制造业创造了机会，但是我国制造业从原来比较原始的方式到现在的发展方式在各个层面上都存在问题，急需企业去改善，比如在管理、制造方式、思维与理念上。我国制造企业的管理模式较粗放;制造方式不灵活;很多管理者在思维与理念上也没准备好。现今，还有很多管理者都是采用价格竞争的形式把竞争者击败，这种思维本身就有问题，需要管理者尽快转变。另外，我国制造企业的生产模式目前也开始转变为个性化的定制生产模式，所以企业要考虑在制造过程中如何实现自动化、数字化、网络化，使之最后走到智能化。同时，生产方式还应是柔性的，且能够适应外界市场的变化，而不是一条线一年生产一百万台，卖不出去就压库存，这样的企业很难适应现在的市场。除此以外，企业还要在管理上突破。朱森第笑着对记者说，现在很多企业都没有基础管理，做事很粗糙，所以外国人来到中国学会的第一句话就是马马虎虎，这对未来发展新常态的制造业构成一定阻碍，也需管理者改进。据朱森第介绍，目前中国正研究制造业怎么从大走到强，可最后发现我国现代的工业化任务还未完成。他认为，中央提出2020年基本实现工业化中的整个进程跟制造业的发展(从大走到强)这两者的过程是吻合的，可我国现在的制造业参差不齐，水平相差很大，所以在这样的情况下不能用一种模式要求我国上千万家企业按照这个模式走。面对我国制造企业发展不平衡的现状，朱森第提出了“三腿”并行策略。这“三腿”并行的含义就是在“工业2.0”上补课、“工业3.0”上普及、“工业4.0”上示范，且“三条腿”同时走。在朱森第看来，中国制造业当今还处于在“工业2.0”补课中。“工业2.0”就是运用大批量生产的工业化模式进行生产，可现今还有很多企业未做到，所以需要补课;“工业3.0”就是通过信息技术和机器人时代的生产技术进行生产，可很多企业也都还未掌握，因此需要普及;“工业4.0”则需要企业做到网络系统化、自动化生产，而这个实现过程需要由几个领头的企业先做，然后带动整个行业的企业发展，所以需要示范，就如上述几个案例，企业完成可以借鉴，但不能抄袭，因为每家企业的具体情况都不一样，所以操作起来的方法、效果也会不一样。工业云的应用过去，制造业只是一个环节，但随着互联网和工业的融合，它的含义发生了巨大变化。因为它可以打破并重构工业生产的全生命周期，使产品的设计、研发、生产