什么叫工业4.0,这篇接地气的文章终于讲懂了
笔者早年从事过工业自动化行业,后来去了几个城市,讲过《工业
互联网与工业文明史》这门课,以至于很多人以为我很懂工业互联网(其实我也**是半桶水而已)。今天早上有人问我,
工业4.0到底是个啥,本来答应给他单独讲一遍,后来一想,不如整理下材料和思路,一块分享给大家,所以今天**跟大家谈谈这个神秘的工业4.0吧。
先声明,笔者只是个知识的搬运工,我说的不一定对,不过是看了很多材料后消化理解的结果而已。事实上,工业4.0**没有标准答案,连
德国人自己都没有。
先看三个概念:
工业1.0
机械化,以蒸汽机为标志,用蒸汽动力驱动机器取代人力,从此手工业从农业分离出来,正式进化为工业。
工业2.0
电气化,以电力的广泛应用为标志,用电力驱动机器取代蒸汽动力,从此零部件生产与产品装配实现分工,工业进入大规模生产时代。
工业3.0
自动化,以PLC(可编程逻辑控制器)和PC的应用为标志,从此机器不但接管了人的大部分体力劳动,同时也接管了一部分脑力劳动,工业生产能力也自此超越了人类的消费能力,人类进入了产能过剩时代。
这三个定义都很学术,你们放心,这是我全文**学术的一段话,后面,我决定老和尚讲故事的方法来给大家讲这个故事。
要理解工业4.0,我们得先看下目前的状况,我们称之为工业3.X,用修真小说的时髦描述,也**是3.0中后期,这种状态叫做****的自动化和部分的信息化。
咱们还得从工厂的业务模式说起。
作为一个工厂,存在的目的只有两个,生产产品,然后卖出去。所以在工业企业中,通常会分为两个大的部门,一个是生产部门,一个是业务部门,前者通过MES(制造执行系统)管理,后者通过ERP(管理信息系统)来管理。
这两个系统啥区别呢?ERP更倾向于财务信息的管理,而MES更倾向于生产过程的控制,简单的说,ERP主要告诉你客户需要生产多少个瓶子,哪天下单,哪天要货,而MES主要负责监控和管理生产这些瓶子的每一个步骤和工序如何实现。
在中国工厂的很多车间里,各个生产设备之间、生产设备和控制器之间,都已经基本实现了连通。再牛逼一点的公司里,整个工厂已经通过制造执行系统(MES)连通起来,而业务部门全部通过ERP连通起来了。
发现问题了吗?
ERP和MES其实并没有连起来!
一个工业品从设计到上线量产,往往要用一两年的时间。
当然,这种事也不是****天存在的,以前因为在工业时代,产品的生命周期很长,笔者的老东家,西门子一个型号的变频器可以卖三十年,这样一两年的研发上线时间也**显得不那么长了,其余的问题,靠着人工沟通,虽然有错,倒也都相安无事。
然而,可怕的狼终于还是来了。
这两只狼,一只叫产能过剩,一只叫互联网。
全球性的产能过剩,导致企业的竞争越来越激烈,以往一款产品卖三十年的做法已经不行了,你跑不快,有的是快的。老罗的锤子手机仅仅晚上线了几个月,**从一款万众期待的爆款,成为了臭大街的过时货,产品的生命周期大大缩短了。
互联网时代的到来,撼动了工业时代的一大基础,信息不对称。工业时代里,因为生产厂家无法低成本的了解每一个客户的需求,所以往往采用一刀切的方法,**是把需求做多的性能组合到一起,成为一款产品。
比如你想要一双适合你的脚的鞋子,鞋厂是无法知道你的脚多大的,所以只能测量很多人的脚之后,把**集中的尺码分成40号,41号,42号等等,但是如果你的脚偏肥或偏瘦,对不起,概不伺候。
互联网改变了这个局面,人与人,人与厂商,可以低成本的实现连接,从而让每个人的个性需求被放大,人们越来越喜欢个性化的东西。但是个性化的东西需求量没有那么大,这**需要工业企业能够实现小批量的快速生产。
这两只狼,逼迫着传统工业必须做一件事,一件工业社会**不爱做的事,**是快速、小批量、定制化的生产。
这个时候,先得做点准备工作,**是工业3.0首先要进化为3.X,所谓工业3.X,其实**是先把ERP和MES等等信息系统****打通,让工厂原本的所有信息孤岛实现连通。这个时候,**从****的自动化和部分的信息化,进入了****的自动化和****的信息化,也**是工业3.0大圆满阶段。
别小看这个过程,单**这一条,也许我们中国**需要十年甚至更长才能完成。
好了,前面的都是现实问题,3.0大圆满之后,我们**要开始科幻烧脑之旅了,我们终于要冲击工业4.0了。这个过程中,3.0中以及****的自动化和信息化要开始做一件事,**是结婚,生孩子。
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这个过程,德国叫工业4.0,
美国叫工业互联网,我们工信部称之为两化融合,物联网的脑残粉们把它叫做万物互联。
这里我要说一下,所有的物,如果需要互联沟通时,**有一个问题,说什么语言?说英语、德语、还是
四川话?
通讯协议是什么,这个是一个关键问题。你可能会说,为什么不用现在互联网的通讯方式,也**是TC/PIP协议,这是个技术问题,没法给你这种小白解释明白(其实我这个曾经的半桶水自动化工程师也不怎么太懂)。简单的来说,互联网的通讯方式,速度还是太慢,****度还是不够,安全性还是不好。而工业生产中,对于速度、精度和安全性的要求,要远远高于你下载一部电影的要求。
所以万物互联,必须需要一个专门的通讯协议。 这也是德国的工业4.0,美国的工业互联网,以及中国的两化融合中国制造2025,这些时髦的名词背后的核心问题,大家在争这个通讯标准。美国的互联网世界****,所以美国人希望从信息化层降维到自动化层;而德国的机械制造业**强,所以他更希望从自动化层升格到信息化层;中国嘛,制造业****大国,互联网****强国,所以两边都不想跟,打算自己搞个互联网+,也叫中国制造2025。
按照修真小说的习惯,每一个境界都要分成一个小境界,以突显差异和牛逼,我按照这个方法,把工业4.0也分成六重天。
工业4.0****重天,智能生产。 之前我们说过,生产设备和管理信息系统也各自连接起来,并且设备和信息系统之间也连接起来了。你有没有觉得还缺点什么?没错,**是生产的原材料和生产设备还没有连接起来。
这个时候,我们**需要一个东西,叫做RFID,射频识别技术。估计你听不懂,简单来说,这玩意儿**相当于一个二维码,可以自带一些信息,他比二维码牛叉的地方,在于他可以无线通讯。
我还是来描述一个场景,百事可乐的生产车间里,生产线上连续过来了三个瓶子,每个瓶子都自带一个二维码,里面记录着这是为张三、李四和王二麻子定制的可乐。
****个瓶子走到灌装处时,通过二维码的无线通讯告诉中控室的控制器,说张三喜欢甜一点的,多放糖,然后控制器**告诉灌装机器手,“加二斤白糖!”(张三真倒霉……)。
****个瓶子过来,说李四是糖尿病,不要糖,控制器**告诉机器手,“这货不要糖!”
第三个瓶子过来,说王二麻子要的是芬达,控制**告诉灌可乐的机械手“你歇会”,再告诉灌芬达的机械手,“你上!”
看到了,多品种、小批量、定制生产,每一灌可乐从你在网上下单的那一刻起,他**是为你定制的,他所有的特性,都是符合你的喜好的。
这**是智能生产。
工业4.0****重天,智能产品。 生产的过程智能化了,那么作为成品的工业产品,也同样可以智能化,这个不难理解,你们看到的什么智能手环、智能自行车、智能跑鞋等等智能硬件都是这个思路。**是把产品作为一个数据采集端,不断的采集用户的数据并上传到云端去,方便用户进行管理。
德美工业4.0和工业互联网的核心分歧之一,**是先干智能工厂,还是先搞智能产品。德国希望前者,美国希望后者。至于中国,我们**搞加,还是加这个东西好,正加反加都行。
工业4.0第三重天,生产服务化。 刚才说了,智能产品会不断地采集用户的数据和状态,并上传给厂商,这个**使一种新的商业模式成为可能,向服务收费。我好多年前在西门子的时候,西门子**提出来向服务收费,当时我觉得这是德国佬拍脑袋想出来的傻×决定,但是现在我才明白这是若干年前**已经开始为工业4.0的生产服务化布局了。你对西门子的印象是什么?冰箱?你个糊涂蛋,西门子这些年已经悄然并购了多家****软件公司,成为仅次于SAP的欧洲****大软件公司了。
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这个服务是什么呢?比如西门子生产一台高铁的牵引电机,以往**是直接卖一台电机而已,现在这台电机在运行过程中,会不断的把数据传回给西门子的工厂,这样西门子**知道你的电机现在的运行状况,以及什么时候需要检修了。高铁厂商以往是怎么做的?一刀切,定一个时间,到时间了不管该不该修都去修一下,更我们汽车保养没什么差别。现在西门子可以告诉你什么时候需要修什么时候需要养护,你要想知道,对不起,给钱。
再举个例子,智能产品实现后,每一辆汽车都会不断地采集周边的数据,来决定自己的行驶路线,整个运输系统会****服务化,任何人都不需要再买车,有一天也许自己开车会成为严重的违法行为,因为设备是智能的,而人确是不可控的。
在这个阶段,所有的生产厂商都会向服务商转型。
工业4.0第四重天,云工厂。 当工厂的两化融合进一步深入的时候,另一种新的商业模式**有要孕育而生了,这**是云工厂。
工厂里的设备现在也是智能的了,他们也在不断地采集自己的数据上传到工业互联网上,此时我们**可以看到,哪些工厂的哪些生产线正在满负荷运转,哪些是有空闲的。那么这些存在空闲的工厂,**可以出卖自己的生产能力,为其他需要的人去进行生产。
互联网行业为什么发展的这么快,**是因为创业者只需要专注于产品和模式创新,不需要自己去买一个服务器,而是直接租用云端的服务**行了。而目前工业的创业者,还是要不断地纠结于找OEM代工还是自建工厂中,这个极大地限制了工业领域的创新。当云工厂实现的时候,我预言中国的工业领域将出现一个比互联网大百倍以上的创新和创业浪潮,那个时候这个社会的一切都将被深刻的改变。
工业4.0第五重天,跨界打击。 互联网行业天天说降维打击传统行业,什么谷歌小米阿里巴巴乐视,可是我告诉你,当工业4.0进入第五重天时,工业企业的跨界打击将比这些互联网企业猛烈百倍。这个过程将从根本上撼动现代经济学和管理学的根基,重塑整个商业社会。
举个例子,一个生产手表的厂商,这个表每天贴着你的身体,采集你身体的各项数据,这些数据对于手表厂商也许没啥用,但是对于
保险公司**是个金库,这个时候,手表厂商摇身一变,**能成为****的保险公司。
当自动化和信息化深度融合的时候,跨界竞争将成为一种常态,所有的商业模式都将被重塑。
工业4.0大圆满,黑客帝国。 整个工业4.0过程,**是自动化和信息化不断融合的过程,也是用软件重新定义世界的过程。
在未来,多元宇宙将在虚拟世界成为现实,一个现实的世界将对应无数个虚拟世界。改变现实世界,虚拟世界会改变;改变虚拟世界,现实世界也会改变。一切都在基于数据被****的控制当中,人类的大部分体力劳动和脑力劳动都将被机器和人工智能所取代,所有当下的经济学原理都将不再试用。
但是有一些东西是不会变的,我相信。
人类的爱、责任、勇敢,对未来和自由的向往,以及永无止境的奋斗。
生生不息。