利用工业4.0技术 打造更加智能化的工厂

最近一段时间,媒体报道和政府文告上出现很多新名词,如工业4.0、大数据、互联网、物联网、智能化、云计算等等,各种各样的“风”吹来吹去,大家也许有一点迷失方向,不知道自己的企业这样做对不对,是否应该跟上新的发展趋势。
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实际上,你才是经营企业的专家,官员和媒体是外行。这些说法之所以会对你产生影响,是因为你没有运用理性去进行独立的研究和分析。
以现在流行的工业4.0为例,工业4.0是从德国开始讲起,逐渐传到中国,变成了“中国制造2025”。很多人会疑问:工业4.0到底是什么?下面和大家谈谈我的认识。
要谈工业4.0,离不开工业1.0。历史上工业技术是如何发展的?了解过去并不是为了预测未来,我个人认为未来是不可预测的,了解过去是为了更好地理解当下。
工业技术的发展,在历史上大致可分为四个阶段。简单来讲,工业1.0就是机械化和动力化,工业2.0是自动化,工业3.0是信息化,工业4.0是智能化。
每个人对这四个阶段的划分都不一样,我的划分也不一定科学正确,只是为了叙述的方便。但我要强调的是这四个阶段的发展是一个连续的过程,是不可分隔的,也是不可超越的。
工业1.0:机械化、动力化促进社会分工细化
工业1.0就是把蒸汽机应用在经济活动和工业生产中。在蒸汽机之前,矿山的排水是靠马拉动一个大轮盘、轮盘驱动齿轮、齿轮再带动一个抽水机械,从而从矿山上把水排出。博尔顿和瓦特的蒸汽机出现后,代替了人力、畜力、风力、水力等自然动力,人类第一次以可控的方式来驱动生产设备。
工业1.0要求社会分工的进一步细化,这在英国经济学家亚当·斯密的着作中有所体现。虽然那时还没有工业革命这个词,亚当·斯密本人也没有注意到工业革命正在悄无声息的发生,更没有料到工业革命对人类的经济和文明产生了如此巨大的推动作用。他只是在研究当时的一个经济现象,就是社会分工的深入和进一步细化。
他研究缝针制造的案例,发现由一个工人负责所有的工序,与把这些工序分解开由每个工人负责单一工序相比,后者会提高数十倍的生产效率。因为缝针的制作工艺分为下料、成型、钻孔、抛光等,设想一下哪有一种机器可以完成这四种工序?但把一个生产过程分解为独立的工序,就能分别实现机器生产。分工的细化和深入,是工业2.0的基础。
工业2.0:生产自动化、管理流程化
工业2.0就是把1.0放在流动生产线上,同时进行多道操作,虽然在空间上属于不同地点,但在时间上却能同时完成,提高了生产效率。而与流水生产线相适应的大型工厂随之出现,管理体系也发生了革命性的变化。
我有时常把卓别林的老电影拿出来看,他的电影就描写了在工业2.0的时期,社会结构和人类生活发生巨大变化,描述了工业化对社会形成的冲击和对平凡百姓的生活造成的影响,这个变化并不总是我们通常意义上讲的进步,因为这个变化造成了很多家庭的分离和生活的悲苦。他的电影可以作为历史来学习,也深具人文关怀。
如图所示,这是工业2.0的组织构架,以A为顶点,A可以是一个企业的CEO,向下我只画了三条线,但实际上企业管理要比这个多的多。整个管理决策体系就是树型的科层组织,它与工业2.0相适应,但也存在弊端。
科层组织下的每一个节点都形成了信息孤岛或半孤岛。设想一下,如果P1和F1之间要沟通,P1首先要向直接上级生产经理P报告,P是一个半孤岛,他如果要进入财务线,就要先向上到总经理A,由A再去联系财务经理,财务经理再去联系下面的F1。
因此尽管每一条线都是自动化和流程化的,但P1和F1之间的沟通要走很长一段路,必须由总经理出面协调两条线,而且总经理的协调一定是碰到什么问题,比如推诿扯皮不能承担责任,这个协调就充满了摩擦和讨价还价。
这就是科层组织的问题。因为上述两条线的KPI考核都是不一样的。下面的F1、F2只对上面的部门经理、财务经理负责,从来不考虑生产线,HR也从不考虑其它线上的要求以及应提供何种支持。结果导致整个系统的效率降低,反应速度非常慢。
但我们都知道,企业做大了就必须要分权,大企业要分出子公司、分公司、部门等,因此科层组织层次的增加是必不可少的。但是随着科层组织的增加,企业内部信息沟通的效率、协调的速度越来越低,原因就是存在着委托代理问题和激励问题。科层官僚制的激励是指标分解,层层负责,大家是为了完成各自的指标,而不是为了提高总体效率。只要官僚制体系存在一天,这些固有的矛盾就会继续困扰政府机构的运作和企业的经营管理。
工业3.0:信息化的网状管理顶级贵宾网站,
如何解决课程组织的问题呢?是流程打通,生产流程和财务流程打通,财务流程和人力资源流程打通,把单个流程都嵌入到一个系统里来,这就是我定义的工业3.0。
工业3.0的结构是生产经理和财务经理直接对话,财务经理和人力资源HR直接对话,下面的基层工作人员、生产线上的工人和财务人员可以直接对话,当然并不是打电话过去,是通过系统自动实现的。这就使得树型结构变成了网络,消灭了信息孤岛,信息很流畅地在网络中传输。工业3.0时代整个管理体系的指导思想也发生了根本性的变化,要利用互联网、数据技术等软硬件来实现网状管理。
举一个服装生产企业订制西服的案例。
像我的西服在外面很难买到合适的,只能订制。但订制是量体裁衣,量完之后裁缝一件一件手工操作。结果一是价格高,二是交货期长。而这家企业解决的就是这个问题。你到这里穿一件紧身衣和紧身裤经过三维扫描,数据就全都进入库里,面料和款式由你自己选,计算机设计系统的操作员根据扫描数据与数据库里存的版型进行配对,找到一个最适合你身材的版型,并使用某种核心技术进行计算调整。系统设计出来以后,数据立刻传到自动裁床,由电脑下指令,控制裁床上的切割头自动裁剪。裁好以后,每一片布挂一个IC卡就上了流水线。工人把这片布拿下来,IC卡在面前的屏幕上一扫,加工指令全部出现。最终企业订制成本降低50%以上,交货期缩短到一个礼拜。
所以不要小看自己的行业,也不要妄自菲薄。德鲁克曾在1980年写了过一本关于创新的书,叫《创新和企业家精神》,他在书中反复强调传统行业照样可以创新,并且在美国的实际案例中,有四分之三的创新来自传统行业,而非高科技行业。
这就是工业3.0,与2.0的本质区别是什么呢?是把单流程全都嵌入一个系统,客户管理、设计、生产、仓库、供应链、财务全部一体化,这个系统的核心是巨大的数据库,而且每做一件衣服都有数据回到库里。而企业最值钱就是这个数据库,以及数据支撑下的这一套生产自动管理体系、一套算法。

原标题:利用工业4.0技术 打造更加智能化的工厂物联网( IoT
)让各行各业采购、加工、配送材料及最终产品的方式发生了彻底改变。制造环境引入了智能传感器、关键任务型通信和自动化等技术,标志着第四次工业革命浪潮,即“工业
4.0 ”时代的到来。了解如何利用工业 4.0
开创智能制造的新时代。本文引用地址:
4.0
,顾名思义,就是第四次工业革命。第一次工业革命以蒸汽机和机械化为代表。第二次工业革命的代表是大规模生产创新。计算机的问世,掀起了第三次工业革命。第四次工业革命的特点是,企业通过应用数字技术和工作流程来优化业务流程。工业
4.0
缘起于德国政府发起的一项战略计划。该计划希望通过数字化和新技术开发推动制造业转型。在第四次工业革命中,工厂将把整个组织与战略合作伙伴的基础技术联系起来,实现效率和生产力的双双提升。这样做的好处显而易见。普华永道(
PWC
)表示:“数字领域的先行者预期,通过实施各种技术,他们能够显著节省成本和提升效率,在未来五年内节省
16% 的成本,而数字领域的后来者可以实现 10%
的节省。”数字领域的先行者指的是已经深谙工业
4.0优势的企业,而后来者则是指那些还没有打通各个孤立职能的企业。本白皮书探讨了向工业
4.0 转型的四个方面:• 工业 4.0 的驱动因素• 数据分析为智能工厂带来智慧•
大数据实现深入洞察• 大数据分析对智能工厂的影响工业 4.0
的驱动因素目前,至少有八种不同的技术驱动因素在推动着智能工厂向工业 4.0
迈进:1. 机器人自动化 —
使用自动化、互连和模块化的生产系统来提高制造设备和工艺的效率和性能。2.
工业物联网连接 — 包含嵌入式计算和传感器的设备将实现实时的响应和决策。3.
数字制造 — 也称为增材制造,指的是利用 3D
打印等技术制作设计原型或小批量定制产品。4. 产品安全性 —
随着工厂车间内的各种机器之间连接增加以及标准通信协议的使用,企业必须加强数据安全性,以保护工业系统和生产线抵御恶意攻击。5.
云技术 —
云平台为越来越多的数据业务提供支持。云可以为管理海量数据提供庞大的空间和强大的计算能力,并且可以实现轻松的数据共享,特别是在全球环境中。6.
智能传感器 —
从真实环境中获得洞察,推动企业决策者优化分析并做出重要决策。7. 增强现实
— 计算机视觉和对象识别等技术有助于优化流程和提升客户体验。8. 大数据分析

从生产、材料、仓储和其他管理系统收集分析数据,使管理者能够获得更好的洞察并做出更明智的决策。点击查看全部内容…..

以这个数据库为核心,我认为它已经做到了3.0,或者3.2,但不是工业4.0,因为它整个管理流程中的自动优化功能还是很粗浅的。

工业4.0:每一个节点有一个WIFI
工业4.0是什么?就是在3.0网络化管理的基础之上实现每一个节点的智能化,智能就是具有反馈、学习、自我调整、决策功能。4.0和3.0没有什么区别,只是每一个节点有一个WIFI,每一个节点都可以和其它节点对话,把它自己的调整和决策系统自动告诉其它节点。
按照这个标准,大多数的中国企业,今天不仅做不到工业4.0,而且绝大多数的企业根本不需要工业4.0。工业4.0是要花钱和投资的,你的开支是多少?能回收吗?不能回收为什么要做工业4.0?4.0和3.0只是我们提高企业效率的手段,而不是追求的目标,我们要运用理性,从自己的企业和行业发出,来决定采用什么样的技术,而不是为技术而技术。
德国的汽车生产线到处都是机器人,完全自动化,可这是工业4.0吗?不是4.0,虽然实现了生产自动化,但是不是信息化的生产呢?从表面看我认为还没有达到,这只是一条生产线完全自动化。而我们对3.0的定义是流程打通、消灭信息孤岛、网状化的管理,但3.0绝不意味着生产线上全是机器人,而更多的是指软件、组织框架和企业结构。
立足行业现实,首先要把面临的问题讲清楚。从我最近调研企业的情况来看,很多制造业企业还没有完成工业2.0。因此传统制造业改造应该以工业2.0为切入点,在中期实现工业3.0,工业4.0在近期暂无可能,也没有必要。
工业技术的发展阶段是不可超越的,没有2.0做基础就不可能到3.0,没有3.0也不可能升级到4.0。我们常讲弯道超车,但实际上往往是弯道翻车,因为弯道是不可以超车的,弯道要减速而不能加速。所谓的弯道超车,所谓的跨越式发展,都是似是而非的说法。每个企业最终应该根据自己的情况来决定采用什么样的生产技术和管理技术。

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