智能工廠的三大特征
智能工廠的第一個特征是信息基礎(chǔ)設(shè)施高度互聯(lián),包括生產(chǎn)設(shè)備、機器人、操作人員、物料和成品;第二是制造過程數(shù)據(jù)具備實時性,生產(chǎn)數(shù)據(jù)具有平穩(wěn)的節(jié)拍和到達流,數(shù)據(jù)的存儲與處理也具有實時性;第二個特征是可以利用存儲的數(shù)據(jù)從事數(shù)據(jù)挖掘分析,有自學習功能,還可以改善不優(yōu)化制造工藝過程。
智能工廠的發(fā)展趨勢是從柔性化到敏捷化到智能化再到信息化。
工業(yè)4.0的五個特點
互聯(lián)
互聯(lián)工業(yè)4.0的核心是連接,當然今天移動互聯(lián)網(wǎng)的整個世界核心在連接,就像百度一樣,在連接人和信息,就像騰訊一樣,連接人和人。工業(yè)4.0要把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品和客戶緊密地聯(lián)系在一起。
數(shù)據(jù)
當傳感器無處不在,智能設(shè)備無處不在,智能中端無處不在,連接無處不在,必然的結(jié)果就是數(shù)據(jù)無處不在。
工業(yè)4.0連接和產(chǎn)品數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、研發(fā)數(shù)據(jù)、工業(yè)鏈數(shù)據(jù)、運營數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、消費者數(shù)據(jù)。
從去年到今年,馬云對微信公眾號工業(yè)智能化的記者說過,阿里巴巴本質(zhì)上是一家數(shù)據(jù)公司,雷軍也講過,小米本質(zhì)是一家數(shù)據(jù)公司,從IT到ET,未來整個社會變成大數(shù)據(jù)的社會。
從工業(yè)3.0到工業(yè)4.0,今天我提出一個自己的觀點,實際上從模具到數(shù)據(jù),過去的工業(yè),3.0的工業(yè)是以模具為核心,4.0的工業(yè)是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),所有的工廠都會變成數(shù)據(jù)工廠。
集成
集成是工業(yè)4.0的關(guān)鍵詞,也是中國推動兩化融合的關(guān)鍵詞,工業(yè)4.0將無處不在的傳感器、嵌入式中端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過CPS形成一個智能網(wǎng)絡(luò)。
通過這個智能網(wǎng)絡(luò),使人與人、人與機器、機器與機器、以及服務(wù)于服務(wù)之間,能夠形成一個互聯(lián),從而實現(xiàn)橫向、縱向和端到端的高度集成。
創(chuàng)新
工業(yè)4.0的實施過程是制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的過程,制造技術(shù)、產(chǎn)品、模式、業(yè)態(tài)、組織等方面的創(chuàng)新,將會層出不窮,從技術(shù)創(chuàng)新到產(chǎn)品創(chuàng)新,到模式創(chuàng)新,再到液態(tài)創(chuàng)新,最后到組織創(chuàng)新。
轉(zhuǎn)型
對于中國的傳統(tǒng)制造業(yè)而言,轉(zhuǎn)型實際上是從傳統(tǒng)的工廠,從2.0、3.0的工廠轉(zhuǎn)型到4.0的工廠,整個生產(chǎn)形態(tài)上,從大規(guī)模生產(chǎn),轉(zhuǎn)向個性化定制。阿里巴巴在三年前就提出,整個制造業(yè)的生產(chǎn)流程,從B2B2C,轉(zhuǎn)成C2B,他們很敏銳地看到了這樣的一個方向。實際上整個生產(chǎn)的過程更加柔性化、個性化、定制化。這是工業(yè)4.0一個非常重要的特征。
工業(yè)4.0是從生產(chǎn)型制造轉(zhuǎn)型成服務(wù)型制造。未來生產(chǎn)和服務(wù)的界限會更加模糊,按照德國工業(yè)4.0整個框架來說,未來的工廠有可能從集中式生產(chǎn)轉(zhuǎn)成分布式生產(chǎn)。3D打印會快速使用,未來工廠的概念,可能是一個全新的概念,不是我們今天所看到的,有幾百人、幾千人,然后有設(shè)備,未來的工廠可能在客戶的客廳,通過3D打印來打印,有可能每一個客戶的客廳都是一個生產(chǎn)的車間。
舉一個例子,過去生產(chǎn)一臺電飯鍋,可能在中國的廣東生產(chǎn),然后運到非洲送給客戶。但是未來,在工業(yè)4.0時代,這個廣東的電飯鍋的公司只需要電腦設(shè)計、圖紙,通過電腦傳到非洲客戶的電腦,客戶客廳有一個3D打印機,可以通過客廳的3D打印機把這臺電飯鍋打印出來,就意味著客廳已經(jīng)成為生產(chǎn)車間,所以未來工廠的概念是需要刷新我們的想象的。
工業(yè)4.0是從過去要素驅(qū)動向未來的創(chuàng)新驅(qū)動。過去是基于人口紅利,是基于整個生產(chǎn)的大規(guī)模化、定制化,基于匯率低估,破壞環(huán)境所導致的要素驅(qū)動,未來工業(yè)4.0時代,整個生產(chǎn)制造業(yè)向4.0工廠轉(zhuǎn)型、向創(chuàng)新驅(qū)動,實際上科技的含量會變的越來越多,工廠人數(shù)在急劇減少,過去藍領(lǐng)工人會轉(zhuǎn)向黑領(lǐng)工人,是由電腦操作人員在操作整個機器,車間里面會大量使用低成本自動化裝備,啟用工業(yè)機器人,生產(chǎn)過程當中機器可以實現(xiàn)德國4.0所定義的自己生產(chǎn)自己,機器生產(chǎn)機器。
工業(yè)4.0的九大技術(shù)支柱
工業(yè)4.0九大技術(shù)支柱包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計算、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)機器人、3D打印、知識工作自動化、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全、虛擬現(xiàn)實和人工智能。這九大支柱中會產(chǎn)生無數(shù)的商機和上市公司。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)4.0的核心基礎(chǔ),有無處不在的傳感器,這些傳感器進行互聯(lián)以后就形成了大量的數(shù)據(jù),然后回到數(shù)字中樞,進行數(shù)據(jù)的清洗、整理、挖掘,數(shù)據(jù)再增值。過去的大數(shù)據(jù)在這個服務(wù)業(yè)企業(yè)運用比較多,工業(yè)企業(yè)很多數(shù)據(jù)是沒有被完全挖掘出來,實際上現(xiàn)在一個新的
市場正在形成,就是通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)來形成的大量數(shù)據(jù),來進行重新產(chǎn)生價值,所以第一個技術(shù)領(lǐng)域是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。
云計算
在云計算里面分為公有云和私有云。過去中國,包括全球的一些大企業(yè)都希望建立自己的云計算平臺,所以說在中國形成這樣的趨勢,中國電信、中國銀行希望自己來建立云計算平臺,中小型企業(yè)用公有云。
過去三年,美國的花旗銀行慢慢把自己上千人的IT隊伍給裁掉,把自己的公有云轉(zhuǎn)成亞馬遜和或者IBM私有云。中國這個技術(shù)趨勢也在呈現(xiàn),未來云計算是一個互聯(lián)網(wǎng)里面的基礎(chǔ)設(shè)施,是水電煤,是高速公路,一個企業(yè)沒有必要養(yǎng)幾千人IT隊伍,而且在安全防衛(wèi)上也不能達到企業(yè)級的安全方位。所以交給專業(yè)的云服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商來服務(wù),是最好的選擇。
云計算這個基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商在美國,亞馬遜拿了很多美國國防部的訂單,超過了IBM,中國阿里巴巴提供云計算的服務(wù),都是非常出色。所以在云計算這一塊,全球的趨勢來說,大家都是通過把自己數(shù)據(jù)存儲到云端來進行運算,所以說基于大數(shù)據(jù)的云計算,也是工業(yè)4.0最核心的ID技術(shù)。而這些技術(shù)最強的地方,在硅谷。
通過以上這些案例可以看到,工業(yè)4.0雖然發(fā)源于德國,但和美國硅谷是密不可分的,因為硅谷的大數(shù)據(jù)、云計算,包括未來人工智能、虛擬現(xiàn)實這些技術(shù),也對工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合有著巨大的影響。
工業(yè)大數(shù)據(jù)
馬云講過,未來所有的企業(yè)都會變成數(shù)據(jù)企業(yè),未來是一個從IT到DT轉(zhuǎn)變的時代,即數(shù)據(jù)科技。工業(yè)大數(shù)據(jù)在整個工業(yè)4.0里面也是一個至關(guān)重要的技術(shù)領(lǐng)域,現(xiàn)在的硅谷,包括德國的很多新的工業(yè)大數(shù)據(jù)公司,提供工業(yè)數(shù)據(jù)的分析、采集,還有數(shù)據(jù)采集器。這些工業(yè)數(shù)據(jù)會在云端保存,通過工業(yè)數(shù)據(jù)的分析,可以重新來分析機器的運行以及效率提升。
五年前,德國一所州立大學的一個
臺灣教授,叫雷潔。這位教授給海爾做顧問服務(wù),研究智慧的設(shè)備管理。今天的機器很多是來自于事后的保養(yǎng)和維護,而他們研究智慧的機器,是在研究這個機器的參數(shù)、性能,例如它在什么時間會壞掉?在什么時間可能會發(fā)生故障?
波音公司贊助了這種研究,因為播音希望通過智能的設(shè)備管理來知道這家飛機運行多久時間可能會發(fā)生故障,有可能會從空中掉下來。所以說在大數(shù)據(jù)時代,通過智慧的數(shù)據(jù)來進行分析,一個機器什么時候有可能會發(fā)生故障,這就是大數(shù)據(jù)在這個機器運行當中的一個應(yīng)用。
工業(yè)機器人
中國有8000萬制造業(yè)從業(yè)工人,日本有1100萬,日本軟件銀行總裁孫正義在2013年向日本政府提出建議,希望到2040年,日本能夠增加到五千萬工業(yè)機器人,讓這些工業(yè)機器人在車間進行工作,加上1100萬的從業(yè)人員,大概有6000萬的可使用勞動力。他認為這樣做,日本制造業(yè)可以重新成為全球制造第一強國。
大概兩周之前,阿里巴巴的馬云和臺灣的富士康郭臺銘共同投資了日本一家做服務(wù)機器人的公司。國家主席習近平在二月份曾經(jīng)在一個文件上批示,機器人非常重要,中國三、四月份產(chǎn)生了一百七十多家機器人公司。在未來,工業(yè)機器人在工廠應(yīng)用的廣度和深度非常大。東莞、
浙江等部分省市已經(jīng)提出:機器換人,政府給予獎勵。
工業(yè)機器人在全球有三大公司,第一個是德國的庫卡公司,第二是瑞典ABB公司,第三是日本發(fā)那科公司,現(xiàn)在中國工業(yè)機器人領(lǐng)域最好的公司是中科院沈陽所下署的公司——新松機器人公司,已在
深圳創(chuàng)業(yè)板上市,用將近700億以上的市值。
所以工業(yè)4.0領(lǐng)域,會有很多非常出色的上市公司。以后可以投資這種跟工業(yè)4.0相關(guān)的硬件、軟件公司,這個在中國有著巨大的發(fā)展前景。工業(yè)4.0為大家展開的未來十年,是數(shù)十萬億智能制造轉(zhuǎn)型市場,有國家
政策支持,也有移動互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型的必要性,這一塊是剛剛開始的黃金的金礦。
3D打印
3D打印是制造史上最大的技術(shù)突破。3D打印在美國、德國有很多新的技術(shù)突破,可以看到3D打印的衣服、汽車、甚至心臟支架。
過去的3D打印有缺點。第一打印速度太慢,第二是逼真性離實際物品還有距離。但是現(xiàn)在技術(shù)進步非??欤F(xiàn)在從3D打印到快速3D打印,再到4D打印。在3D打印這一塊,整個技術(shù)上會有非常巨大的突破,今年1月份我參加CES的電子展,看到很多技術(shù)突破,3D打印的快速應(yīng)用時代很快就會到來。
3D打印的快速發(fā)展和現(xiàn)在整個中國推的“創(chuàng)客”的背后有一致的邏輯性,給無數(shù)個人制造者提供了一種可能,所以說無數(shù)一個人、兩個人的工廠會產(chǎn)生。未來是自由工作者的聯(lián)合,對組織機構(gòu),對大公司的組織挑戰(zhàn)都將是一個新的
問題,但這已經(jīng)是被確定了的趨勢。
知識工作自動化
在過去,我們講究生產(chǎn)流程的標準化、生產(chǎn)設(shè)備的自動化。其實,未來社會是一個知識工作者聯(lián)合作戰(zhàn)的時代,知識工作者的工作會變得更加自動化,這是一個數(shù)萬億的新的市場。工業(yè)時代的管理模式、大師、理論在互聯(lián)網(wǎng)時代大部分都將不復存在,針對互聯(lián)網(wǎng)的管理模式尚未形成。知識工作者的形態(tài)、標準還未形成。
過去工業(yè)3.0時代所形成的工業(yè)生產(chǎn)流程、價值鏈會被摧毀,新的管理模式、價值鏈還沒有形成,借用李三友的話:未來是不確定的,現(xiàn)在只是用不確定去確定未來的不確定。
通過共享經(jīng)濟可以看到,羅振宇也講過,組織雇傭的界線正在模糊,很多人成為自由工作者,不再被雇傭于一家公司,會因為某個項目而集合,項目結(jié)束就分開,這可能是未來整個企業(yè)變革的一個重大方向。
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全
在過去可以看到,在服務(wù)業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全里面,實際上現(xiàn)在有企業(yè)級的網(wǎng)絡(luò)安全,是有一定的防范和有一定的安全指數(shù)。但是在工業(yè)里面,過去的數(shù)據(jù)是基于PC和PC的互聯(lián),那么未來機器和機器互聯(lián),第一個存在接口兼容問題,第二這些數(shù)據(jù)保存在云端,這些數(shù)據(jù)之間的安全防范性變成至關(guān)重要的選擇。所以工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全是工業(yè)4.0技術(shù)里面一個非常重要,也是近些年來中國增長最快的一類服務(wù)公司。
虛擬現(xiàn)實
目前在美國硅谷,包括波音飛機一直在做增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實,怎樣把虛擬的場景放在研發(fā)當中、放在新生產(chǎn)之前的測試中。過去我們是用圖紙把產(chǎn)品生產(chǎn)出來,然后再不斷的進行迭代和改善,未來通過虛擬現(xiàn)實,整個產(chǎn)品在生產(chǎn)前在電腦前就經(jīng)過幾千萬次的改善,整個生產(chǎn)的效率會急劇的提高。
人工智能
美國硅谷有一個未來學家預測,2045年機器的智能超過人工的智能。所以把2045年定位為起點來講,硅谷產(chǎn)生了奇點大學。2045是獨特的年份,如果機器智能超過人工智能,就意味著機器的智能化反過來推倒人的機器化。當機器智能超過人的智能,整個社會的形態(tài)、生產(chǎn)方式、生活方式、生產(chǎn)關(guān)系都會發(fā)生巨大的變化。
中國的百度現(xiàn)在把未來戰(zhàn)略壓在兩個點上:一個是建立人和信息的連接。另一個是人工智能。
安徽的科大訊飛把整個業(yè)務(wù)范圍也壓在人工智能上。人工智能是一個萬億級的市場,。硅谷、加拿大,很多人工智能的公司在陸續(xù)產(chǎn)生,過去是人來操作機器,機器智能化之后,機器可以主導、指揮生產(chǎn),人工智能將對世界產(chǎn)生巨大改變。
在未來的工業(yè)4.0時代,軟件重要還是硬件重要,這個答案非常簡單:軟件決定一切,軟件定義機器。所有的工廠都是軟件企業(yè),都是數(shù)據(jù)企業(yè),所有工業(yè)軟件在工業(yè)4.0時代,是至關(guān)重要的,所以說軟件定義一切。
這一輪的工業(yè)革命是由科技革命所導致的,在我國的“互聯(lián)網(wǎng)+”里,工業(yè)4.0是互聯(lián)網(wǎng)+的一個組成部分,互聯(lián)網(wǎng)+制造就是德國版的工業(yè)4.0,也就是中國制造2025。
工業(yè)時代4.0這條路剛剛開始,但給了我們大概的方向,未來會變成一個數(shù)據(jù)的企業(yè)、創(chuàng)新的企業(yè)、集成的企業(yè)、不斷快速變化的企業(yè)。對于整個制造業(yè)來說,是一個巨大的顛覆,稱之為工業(yè)革命,是毫不為過的。