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工业4.0时代商机诱人 制造业如何转变思维?

www.cechina.cn2016.12.06阅读 2129

  工业4.0控制工程网版权所有,基于人类、计算、自动化、人工智能增材制造以及多种集成通信技术和平台之间的一种新的交互方式,或者只是以数字融合为基础的第四次工业革命的前站,我们不知道它起将发展到哪里,但我们知道方向。
  随着信息技术逐渐变成一个行业,它在重塑自身的时候,也在重塑全球市场。未来,我们每一个人必须面对,有些人会受收到眷顾,而另一些人会被遗忘,出现很多创业机会同时也会有大量人失业,人做什么?人的意义何在?传统企业如何舍弃?是否需要扔掉固定资产?就像象过去的钢铁工业一样扔掉固定资产?
  全球化、平台化、第四次工业革命的发展,对社会经济制度也会有非常大的影响,新的商业模式也许会主宰世界?
  工业4.0带来新的商机
  自德国政府提出工业4.0之后,全球也开始发展CONTROL ENGINEERING China版权所有,因而为制造商、半导体元件、系统整合厂商业者等带来新的商机,其中机器人可谓是直接受惠的产业。
  根据国际机器人联合会(International Federation of Robotics,IFR)估计,2014年全球工业机器人市场销量约22万5,000台,创历史新高,未来市场需求将持续成长。而服务型机器人也深具发展潜力,大致分为专业用、个人或家庭用两类,IFR预测其2014~2017年市场总销量,可望突破3,100万台。


  拓墣产业研究所(TRI)则表示,受到工业4.0浪潮驱动,2015年全球工业机器人市场销量有望达26万4,000台,年成长约15%;2016年有机会来到29万台,年成长约10%。
  不仅机器人产业直接受惠,有鉴于工业4.0囊括的九项技术中,自主性机器人只是其中之一,包括网路技术、云端资料中心分析运算及储存设备、软体分析平台,以及半导体元件如微控制器(MCU)、感测器、网路技术元件…等等,也都因工业4.0而取得抢进新商机的门票。
  由于工业4.0新商机诱人,各家业者也都想与工业4.0“扯上关系”,以期可再扩大既有的营收规模。
  处理器业者英特尔(Intel)为抢攻工业4.0与物联网商机,早已开始布局,除购并资讯安全软体公司迈克菲(McAfee)、平台软体供应商温瑞尔(Wind River)外,目前更已透过该公司的闸道器和其他工业电脑如研华(Advantech)、凌华(ADLINK)合作,提供完整的物联网平台予客户,期可协助客户快速建构物联网应用平台,创造物联网商机价值。
  台湾瑞萨电子(Renesas Electronics)行销事业部经理黎柏均指出,工业4.0是强调更有效率的工厂与机械管理,仰赖通讯架构串连所有,但相对地必须面临资料传输安全性与网路的可靠性挑战。
  半导体元件代理商也在这波工业4.0浪潮中获得新商机。若是欲进入工业4.0市场的业者,在没有明确概念的状况下,不知该采用哪些关键元件,或是想节省时间一次购足所需,那么除原厂之外,代理商将是较佳的选择。贸泽电子(Mouser)亚洲区技术支援主管苏志伦提到,代理商不仅代理许多原厂的优质零组件以及被动元件,还建立应用与技术相关子网站,让客户可以最便利与快速的方式,构筑工业4.0的应用技术蓝图。
  安富利(AVNET)则与其合作夥伴提供完整的产品线,如多样化开发平台、各类传输协定、无线感测网路(WSN)解决方案、微机电系统(MEMS)等,协助业者最佳化工业设备,提高生产效率,并进一步节省人力资源成本。未来安富利也将进一步加入系统整合的部份,期可帮助客户选择完整的元件产品,还可满足客户高度客制化需求。
  在全球“疯”工业4.0的同时,台湾业者与政府也相当关注工业4.0。不过,台湾发展工业4.0时将遭遇何种挑战,将是台湾厂商须留意的部份。西门子(Siemens)数字工厂事业部、制程工业暨驱动科技事业部总经理郑智峰分析,事实上,台湾与德国制造业有相当相似之处,如依赖外销、制造能力强、注重机械制造发展,且皆遭遇人口老化问题,因此台湾业者借镜德国厂商的发展历程最适合不过。
  什么是德国工业4.0?
  工业4.0战略的首次提出是在2013年的德国汉诺威工业博览会。此后,工业4.0概念逐渐引人注目。


  之所以被称为工业4.0控制工程网版权所有,主要相对于前三次工业革命而言:工业1.0指的是18世纪开始的第一次工业革命,实现了机械生产代替手工劳动;第二次工业革命始于20世纪初,依靠生产线实现批量生产;工业3.0则为现代人所熟悉,指的是20世纪70年代后,依靠电子系统和信息技术实现生产自动化。
  过去20年来,美国引领的互联网革命深深改变了人类的生活方式,其他国家纷纷仿效。有分析认为,为了与工业3.0时代的集大成者美国竞争控制工程网版权所有,德国迫切希望阻止信息技术对制造业的支配,进而引领新一轮工业革命,成为新游戏规则的制定者。
  德国有着和美国不一样的竞争优势:制造业。无论是质量还是技术,德国制造在全世界范围都是优秀的代名词。德国70%左右的制造业产品都用于出口到世界各地。也正是因为这一点,在最近几年的经济危机中,德国经济才能保持强劲的稳定性,和美国、欧洲其他国家形成了鲜明对比。
  与美国相比,德国有一点不同,德国拥有强大的制造业,它从另一个基础开始起步。德国联邦外贸与投资署驻华代表韩佩德表示,德国现在的目标是把传统制造业转型成电子型制造业,并在制造业中加入新的服务,纯粹是靠制造业推动。我们的支柱产业,在我看来,就是制造业。他补充说。
  在这一背景下,结合传统的制造业优势,德国最终在国家层面推出了工业4.0战略,并由总理默克尔出面背书。工业4.0概念的提出者、德国工程院院长孔翰宁(Hen NIng Kagermann)表示,工业4.0为德国提供了一个机会,进一步巩固其作为生产制造基地、生产设备供应商和IT业务解决方案供应商的地位。
  从某种意义上说,工业4.0是德国针对自身特点推出的超越计划。他们不走美国互联网的路径,而是根据自身在制造研发领域的优势,力图实现弯道超车。
  有着浓厚德国特色的工业4.0其实是个庞大工程。根据德国工业巨头西门子公司官网的介绍,工业4.0的核心是智能制造,通过嵌入式的处理器、存储器、传感器和通信模块,把设备、产品、原材料、软件联系在一起,使得产品和不同的生产设备能够互联互通并交换命令。


  换句话说,未来工厂能够自行优化并控制生产过程。而根据业界进一步的设想,除了产品和机器的互联外,工业4.0还将在未来实现工厂、消费者、产品、信息数据的互联,最终实现万物互联,从而重构整个社会的生产方式。从德国的制造业基础来说,很多条件已经具备,缺得就是如何实现智慧联接。
  关于工业4.0的四个神话
  1、数字化工厂

  位于硅谷的思科公司是一家基础设施领先的公司,在它的总部,你可以在大屏幕上看见思科分布于全世界的工厂,点击一个工厂的图标,就可以看见工厂的具体情况,发现工厂遇到的问题;工厂里的工人佩戴增强现实眼镜,如果机器有问题,增强现实眼镜可以提示工人如何修理;远程仪表盘可让一切都视觉化。
  未来的工厂里几乎看不到工人,都由机器手臂进行操作,两年前全球最大的机器人制造商之一的KUKA公司推出了一款只有24公斤重的轻型机器人LBR IIWA R 800控制工程网版权所有,体重轻意味着灵活,可以随时移动,身体带有传感器,遇到障碍物时还可以停下来,不会对人类造成伤害。
  2、数字化制造
  增材制造就是一种数字化制造,更具体地说就是3D打油4D打印制造。3D打印有很多好处,它可以制造出很多传统工艺制造不出的复杂部件;相对于锻造,它的冷却效果更佳,因而可以提高效率,缩短投放市场的时间;内部的蜂窝结构,使得3D打印产品的重量更轻;还能减少组装元件的数量。
  在Gartner曲线上,3D打印在B2B领域已经是比较可行的技术,但目前还比较小众,航天、奢侈品、医疗等高端制造业已经开始使用3D打印
  制造业最大的成本在于模具成本,汽车厂如果要生产一款新车,必须首先制作一批新的车身、引擎盖等模具,耗资不菲,需要卖出一定数量的车才能挣回模具成本,模具成本收回以后,汽车卖得越多,收益越多,这就是规模经济。3D打印对规模经济要求不高,它的主要成本在于工艺成本和材料成本,其材料成本大约是普通制造材料成本的4倍至100倍。如果生产量低于某个点,3D打印更合适;而如果产量远远高于某个点,传统制造业则更有效。


  3、数字化配送
  以前,在每年忙乱的圣诞季,亚马逊在商品配送方面总会出岔子,2012年,亚马逊收购了位于美国东海岸的Kiva系统公司,2014年,亚马逊将这种系统在其美国所有配送中心推广开来。
  Kiva系统是一种外形像冰球的机器人,会扫描地上条码前进,能根据无线指令的订单将货物所在的货架从仓库搬运至员工处理区,这样工作人员每小时可挑拣、扫描300件商品CONTROL ENGINEERING China版权所有,效率是之前的三倍,并且Kiva机器人准确率达到了99.99%。它有三大好处,首先,减少人力浪费,员工无需在仓库中四处走动;其次,用传送带取代传统的运输装置;第三控制工程网版权所有,有助于更快扩展升级。
  亚马逊正在做的一件事是无人机快递服务(Amazon Prime Air)。当仓库员工将商品装入一个类似午餐盒的黄色箱子后,便由传送带及机械手臂自动装载于无人机上,通过平板电脑即可控制无人机,无人机从仓库起飞,在客户家门口着陆后卸下货物。
  4、数字化商业模式
  纽约曼哈顿有一家名叫Shapeways的3D打印公司,采用的是一种全新的商业模式。如果你想给自己的朋友送一件礼品,例如袖扣或小茶几,你可以自行设计,然后把设计方案发送给该公司,Shapeways把设计打印出来,快递给你的朋友。当然,这样的礼品价格不菲,因此你可以把自己的设计上传到Shapeways的网站上,如果有人觉得好,就可以直接下单打印,利润由Shapeways和设计者分成。
  企业应该如何转变思维?
  不论是工业4.0还是生产力4.0控制工程网版权所有,当我们谈起这个话题,第一个想到的可能会是机器人,而脑中浮现的场景则是工厂。然而在这样的设定下,第四次工业革命似乎与你、我,与我们的中小企业都没有太大关联,但这恐怕不是事实!工业4.0时代的我们究竟应该如何转变思维呢?
  一直以来,工业革命的重点都在于解决人跟社会跟经济之间的矛盾:第一次革命解决的是人与动力之间的问题;第二次是用生产线解决人跟生产的问题;第三次则用网络解决人跟距离的问题;而正在发生的第四次革命,待解决的问题则是,人跟看不见的世界的问题。
  其实工业4.0也不是什么玄妙的东西,公子义也不是有法力的巫师或道士,所谓看不见的世界,区属指的是一直存在,但过去因技术能力限制,而无法察觉而且解决的问题。
  举例来说,单纯生产鞋垫,你不会知道每个人使用的感受,这时候你是看不见的。但如果能在鞋垫加上传感器,再搭配APP,实时传送并接收每个人行走时,对脚和关节带来的压力分布信息,透过这些数据分析,就可以知道什么样的减震设计,最能够减轻对关节的冲击,进而提高顾客的舒适性与健康,那就是真正的价值所在。
  假如耐克就跟公子义谈这个事情,但我们的企业没人跟我谈,因为想都没想到阿!我会替许多工厂感到可惜,今天耐克想到了,我们还有没有市场?如果今天是你想到鞋垫市场,那么耐克是属于你的,你可以跟任何人合作,阿迪达斯也可以。
  以麦克风的制造商为例,应该思考的或许是,既然使用麦克风的人的目的是为了传播信息,那如果能将麦克风说出来的内容直接转换成可编辑的文字,甚至可以转换成多国语言,如此,当一个作家说完话,几乎就可以编辑出一本书。这就是改变社会的速度。
  而要想学会如何主动找出看不见的价值,或许我们的真、善、美理论可以作为参考。所谓的真,指得是要做自己相信的事。如果你的思想都不是真的,只是跟着别人走,就不会有用户思维;而从用户端去解决问题,让用户的价值更好,就是善;如此一来,最后得到的市场自然也就是是美的。

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