柯曼认为物流智能化可以分对内物流和对外物流两类来看。对内物流举例来说,物流公司可以根据货轮运载的集装箱上安装的传感器传送的地理位置等信息预测货轮到港时间,合理安排货车进港时间,从而减少货车等待时间,缓解码头的拥堵状态。吞吐能力达到1.4万吨、可容纳5500辆卡车的德国汉堡港已经做了示范。此前,为了合理安排每天进出港口的5500辆货车,汉堡港要做很多协调、调度工作。现在汉堡港通过与轮船进行信息交互,根据货船的到港时间或者货轮上装载的货物特性来为货车进出港的时间排序。这样,货车平均在港口停留30分钟即可完成作业,大大缓解了港口交通拥堵的状态。汉堡港口未来还希望连通所有运输领域,从水路到公路一直到铁路。对外物流举例来说,整车生产厂家可以预测整车生产还需要多长时间,从而合理安排货运,减少货车的等待时间。
夯实信息化基础
国家新材料产业发展战略咨询委员会副主任邵立勤近日在一次公开的会议发表言论称,欧美已经开始工业4.0革命,而中国还在为淘宝买卖廉价次品而沾沾自喜,这样即将到来的工业革命很可能会把中国抛弃掉。这一言论引起了业界的热议。
工业4.0看起来很美,但是确实似乎离我们有点远。记者在近年的采访过程中走访不少工厂发现,尽管我国不乏非常先进的工业企业,但是很多工厂的自动化程度都比较低,信息化应用水平还比较低。甚至可以说,有些工业企业可能还处于工业2.0时代。
中国工程院院士、中国互联网协会理事长邬贺铨在2014年举办的中国国际工业博览会上坦言,我国的工厂差别很大,在落实工业4.0过程中的关键难点是在于,目前有些工厂实现内部数据共享都很难,更别说要在企业之间打通信息孤岛了。
现在说拥抱工业4.0是否为时过早?
事实并非如此。现实正在驱动中国工业转型变革。波士顿咨询集团(BostonConsultingGroup)最近进行的一项研究发现,过去十年中国劳动力的工资涨幅超过4倍,再加上人民币升值,使得中国的制造成本直逼美国。低廉的劳动力成本不能再作为中国制造在全球市场上的优势标签,中国制造企业要最大化利用资源,将生产变得更加高效;要尽可能地缩短产品上市时间,对市场的响应更加快速,从而快速满足不断变化的客户需求;还要快速实现各环节的灵活变动,将生产变得更加柔性。
拥抱被普遍认为是工业发展方向的工业4.0无疑是一条可行之路。拷贝了德国工业4.0示范工厂——德国安贝格电子工厂的西门子成都工厂为未来中国制造的变革方向提供了一个良好的参考。数据显示,通过数字化的工厂规划,可以减少产品上市时间至少30%;通过优化规划质量,可以降低制造成本13%。
来自西门子的资料称,数字化企业平台是实现数字制造的载体,它可以实现从产品设计、生产规划、生产工程,到生产执行和服务的全生命周期的高效运行。西门子成都工厂所应用的数字化企业平台涵盖五个层面:第一层企业层,主要指由PLM软件和ERP系统构建的企业顶层结构,用于提供统一的生产数据、工艺路线、设计清单等;第二层管理层,主要包括MES(制造执行系统)等生产管理软件,用于对重要的数据流和生产管理进行控制;第三层操作层,主要包含西门子集散数据系统(DCS)数据采集与监视控制(SCADA)系统设备状态管理系统,用于监控生产过程、设备状态;第四层现场控制层,主要包含西门子可编程逻辑控制器(PLC);第五层,设备控制层。第四层和第五层为上层的MES等系统提供各种数据并进行交换。
但是,对于多数传统制造企业来说,信息化水平要达到西门子成都工厂那样的水平并不容易。SAP中国研究院院长李瑞成近日撰文称,实现工业4.0并不是短期内可以一蹴而就的,这是一个长期、渐进的过程。在此过程中,软件是重中之重。目前,基本的技术和现有制造体系的核心价值等均需要调整才能适应工业4.0的具体要求。
如此可见,对于我国生产制造来说,当前向智能制造、工业4.0迈进的很重要的一点,就是在信息化方面参考西门子成都工厂的五层架构查缺补漏,最终建成一个完善的数字化企业平台。
中国电子信息产业发展研究院院长罗文在《工业4.0中国启示录》一文中指出,德国工业4.0战略与我国提出的“两化”深度融合有很多相通之处,我国应该把“两化”深度融合作为主要着力点。
从某种角度来看,工业4.0是由新技术驱动的,因此在迈向工业4.0的过程中,新技术的引入至关重要。
注重标准和平台建设
工业4.0强调由集中式控制向分散式增强型控制模式的转变,从而建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式,这需要大量的新技术作为支撑。柯曼认为,大数据、云计算和移动互联等将技术在工业4.0中大有作为:在海量终端实现互联后,需要大数据技术对海量结构化数据进行存储和分析处理;而云计算则是将不同利益相关者通过同一套数据进行互联的最好途径;移动互联技术可以将具有可预见特性的维修信息推送到终端,还可以帮助用户通过移动终端实时了解工厂的运行情况,而不一定在工厂的控制中心。