最接地气的通俗解说:什么叫工业4.0(秒懂)

早年从事过工业自动化行业,后来为了赚点讲课费做零花钱,去几个城市,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(其实我也就是半桶水而已)。 今天早上乐视网的好基友问我,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,所以今天就跟大家谈谈这个神秘的工业4.0吧。 先声明,兔哥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就没有标准答案,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,这是我全文最学术的一段话,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,也就是3.0中后期,这种状态叫做完全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! 所以当ERP给MES下达生产计划指令后,MES在生产过程中发生了与计划偏差的事项(比如设备坏了,原料不合格等等),MES会根据车间的实际情况进行调整。但是ERP是不知道的!所以它会继续按照原本的计划执行订单,时间久了,财务系统和工厂的实际情况就会出现非常大的偏差。 至于为啥没连起来,两个原因,首先是ERP和MES的开发公司通常是两拨人,搞财务的和搞生产的合作,不但互相不懂对方的职业术语,鸡同鸭讲,而且互相看不上对方。另外,业务部门和生产部门在公司里通常是分开运营,各自的领导有各自喜欢的供应商(原因你懂的)。 当然,人民群众的智慧是无穷的,他们是断然不会干等着两个系统的偏差越来越大的,既然系统不给力,咱人工上,咱们工人有力量。所以工厂车间通常会定期把MES的调整项做成一个表,交给业务部门,然后由业务部门手动在ERP中调整过来。 ERP和MES的问题只是工厂内系统断层的一个问题缩影,事实上工厂里还有非常多的其他系统,设计、制造、采购、办公等等,这些系统都是一个个的信息孤岛,互相都不知道对方在干啥,干到哪一步了。其中一个部分出了特殊情况,其他部分都不知道,只有等到问题出现了,才能退回来,所有系统再一个个改。 插一句,老罗的锤子手机之所以难产,就是因为在设计的时候,生产人员并没有实时了解情况,所以实际生产时发现原本的牛逼设计会导致良品率很低,只能退回去重新设计。这样每一个产品都要改来改去,所以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,这种事也不是第一天存在的,以前因为在工业时代,产品的生命周期很长,兔哥的老东家,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就显得不那么长了,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,就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,就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,把最集中的尺码分成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,这就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,一件工业社会最不爱做的事,就是快速、小批量、定制化的生产。 这个时候,先得做点准备工作,就是工业3.0首先要进化为3.X,所谓工业3.X,其实就是先把ERP和MES等等信息系统彻底打通,让工厂原本的所有信息孤岛实现连通。这个时候,就从完全的自动化和部分的信息化,进入了完全的自动化和完全的信息化,也就是工业3.0大圆满阶段。 别小看这个过程,单就这一条,也许我们中国就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,我们就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中以及完全的自动化和信息化要开始做一件事,就是结婚,生孩子。 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,就有一个问题,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,也就是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,精准度还是不够,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,要远远高于你在家下德艺双馨的苍老师电影的要求。 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隐藏的核心问题,大家在争这个通讯标准。美国的互联网世界第一,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最强,所以他更希望从自动化层升格到信息化层;中国嘛,制造业第一大国,互联网第二强国,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。

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原文发布于微信公众号 - 机器人网(robot_globalsources)

原文发表时间:2016-01-12

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