2014年可以稱為工業(yè)4.0元年，特別是李克強(qiáng)總理對(duì)德國(guó)進(jìn)行訪問，在最終形成的《中德合作綱要》中，有四條關(guān)于中德工業(yè)4.0合作的內(nèi)容。這四條內(nèi)容圍繞一個(gè)主題，就是中德雙方高度認(rèn)可工業(yè)4.0對(duì)于制造業(yè)的推動(dòng)是至關(guān)重要的，希望通過技術(shù)交流與合作，制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，提升兩國(guó)制造業(yè)的發(fā)展。可以說，德國(guó)“工業(yè)4.0”給中國(guó)乃至世界制造業(yè)帶來一種新的前景，新的空間以及新的發(fā)展目標(biāo)與展望。恰恰，它與中國(guó)的兩化深度融合是一脈相承的。中國(guó)走新型工業(yè)化道路，無論從環(huán)境到技術(shù)，信息化和工業(yè)化的深度融合是發(fā)展的基礎(chǔ)與脈絡(luò)，也是中國(guó)應(yīng)對(duì)新一輪工業(yè)革命的重要舉措。
工業(yè)4.0的啟示
金融危機(jī)之后，德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略的提出，以及美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、制造業(yè)回歸戰(zhàn)略，讓世界各國(guó)意識(shí)到發(fā)展實(shí)體經(jīng)濟(jì)的重要性。北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所軟件工程中心首席專家蔣明煒指出，一個(gè)國(guó)家如果制造業(yè)空心化，這個(gè)國(guó)家是危險(xiǎn)的。美國(guó)的制造業(yè)回歸就是很好的例子，所謂的制造業(yè)回歸，最終目的是通過先進(jìn)的制造技術(shù)，奪回制造業(yè)的優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)造智能的制造環(huán)境，通過智能制造使得在高勞動(dòng)力成本的條件下獲利，為企業(yè)創(chuàng)造更多的價(jià)值。
事實(shí)上，工業(yè)4.0仍然是描繪未來工業(yè)發(fā)展的藍(lán)圖，現(xiàn)實(shí)的實(shí)現(xiàn)還需要時(shí)間的積累與沉淀。在中國(guó)制造業(yè)面臨走向何處，朝何方向發(fā)展，達(dá)到的目標(biāo)上給予了方向性的指導(dǎo)。德國(guó)工業(yè)4.0兩個(gè)核心主題是智能工廠和智能生產(chǎn)，該戰(zhàn)略旨在通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)—信息物理融合系統(tǒng)CPS(Cyber-Physical System)相結(jié)合的手段，將制造向智能化轉(zhuǎn)型。
目前，中國(guó)處于工業(yè)化的中后期，也就是說，中國(guó)在沒有完成工業(yè)化過程，便進(jìn)入了信息化社會(huì)。因此，中國(guó)制造業(yè)的信息化水平跨度是從上世紀(jì)50年代到21世紀(jì)初，各企業(yè)的發(fā)展水平相差60年。這就造成中國(guó)大量中小型企業(yè)的設(shè)備、管理以及加工能力還處于上世紀(jì)50年代的發(fā)展水平，而大型企業(yè)的信息化水平與國(guó)際先進(jìn)水平卻沒有太多差距。金航數(shù)碼科技有限公司副總經(jīng)理寧振波指出，中國(guó)制造企業(yè)制造水平參差不齊，絕大多數(shù)中小企業(yè)處于機(jī)械化階段，所以，中國(guó)制造實(shí)現(xiàn)智能制造必然是“工業(yè)2.0是提升，工業(yè)3.0是普及，工業(yè)4.0是示范”的發(fā)展戰(zhàn)略。 他表示，中國(guó)的2025制造策略，就是四化同步，三代工業(yè)并進(jìn)。
企業(yè)發(fā)展參考
工業(yè)4.0描繪了工業(yè)發(fā)展未來的藍(lán)圖，真正落實(shí)到企業(yè)內(nèi)部，最響亮的莫過于所謂的數(shù)字工廠、智能工廠， 讓企業(yè)走向數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化和智能化。基于互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)，把人、組織、設(shè)備連接，形成完整的供應(yīng)鏈，在這個(gè)供應(yīng)鏈上，客戶的任何需求，而且是個(gè)性化的需求，都可以通過一系列的數(shù)字手段來積極響應(yīng)與實(shí)現(xiàn)。
蔣明煒指出，工業(yè)4.0是制造業(yè)發(fā)展的方向，也是現(xiàn)代制造企業(yè)的發(fā)展方向。不同的企業(yè)，一定要根據(jù)自身的情況制訂企業(yè)發(fā)展策略，找出自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力，如從現(xiàn)階段的技術(shù)、資金、管理等多方面，去制定長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展的策略。如，某企業(yè)目前的產(chǎn)品創(chuàng)新缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，那就在關(guān)鍵技術(shù)的突破與創(chuàng)新上加大投入，如果企業(yè)擁有過硬的產(chǎn)品，掌握核心技術(shù)，生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)是薄弱的，那就要提高制造工藝水平。所以，每個(gè)企業(yè)一定要根據(jù)自身情況，來選擇做什么，不做什么，現(xiàn)在做什么，未來做什么，這需要一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的過程，不可能一蹴而就。
信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)
工業(yè)4.0是一種國(guó)家戰(zhàn)略，需要網(wǎng)絡(luò)、信息系統(tǒng)、硬件等多方面的高度融合與匹配，要實(shí)現(xiàn)人與物以及與不同設(shè)備之間的鏈接。對(duì)于制造業(yè)來講，要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期管理，實(shí)現(xiàn)智能設(shè)計(jì)、智能產(chǎn)品、智能經(jīng)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)供應(yīng)鏈從客戶需求到交付的協(xié)同與優(yōu)化。用智能裝備、智能物流以及智能計(jì)劃與調(diào)度，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)制造過程的智能化。
蔣明煒解釋到，在工業(yè)4.0的體系下，每一項(xiàng)信息技術(shù)都是構(gòu)成體系的重要元素，也是其中最重要的環(huán)節(jié)。如工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)云、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬仿真、PLM、電子商務(wù)等。另外，還需要硬件的強(qiáng)力支撐，如機(jī)器人、3D打印等，缺一不可，相輔相成。他指出，新的信息化技術(shù)就是一種新的生產(chǎn)模式的體現(xiàn)。以3D打印為例，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制最容易的制造模式就是3D打印，在傳統(tǒng)制造模式下，一個(gè)復(fù)雜、個(gè)性化的零件的制造過程是非常復(fù)雜的，它需要準(zhǔn)備工裝、模具、刀具、數(shù)控編程，如果是大批量生產(chǎn)，如汽車生產(chǎn)，工裝模具的費(fèi)用會(huì)被攤銷，但在定制化產(chǎn)品的需求下，就會(huì)造成昂貴的生產(chǎn)成本。如果使用3D打印技術(shù)，在最短的時(shí)間內(nèi)，3D打印可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化，最大限度的縮短生產(chǎn)周期、降低成本。
綜上所述，本期封面專題，在工業(yè)4.0的大環(huán)境下，對(duì)2014年最具影響力的工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)云、物聯(lián)網(wǎng)、PLM、虛擬仿真、機(jī)器人、3D打印、電子商務(wù)等八大信息技術(shù)進(jìn)行盤點(diǎn)與梳理，旨在為讀者總結(jié)在即將過去的一年中，新興信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的態(tài)勢(shì)及未來的發(fā)展動(dòng)向與趨勢(shì)。
工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用
過去，企業(yè)做什么，客戶就要什么；現(xiàn)在是客戶要什么(市場(chǎng)需求)，企業(yè)就做什么，同時(shí)客戶獲取信息的渠道變得很廣，且需求也越來越多樣化。那么，企業(yè)該如何精準(zhǔn)的滿足這些客戶多樣化的需求(市場(chǎng)需求)呢?中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)顧問朱森第告訴記者，互聯(lián)網(wǎng)就可以幫助企業(yè)做到這一點(diǎn)，就如大數(shù)據(jù)。企業(yè)可以通過挖掘過去若干年的數(shù)據(jù)，分析出未來會(huì)有怎樣的趨勢(shì)及市場(chǎng)需求，進(jìn)而了解自己的企業(yè)現(xiàn)在應(yīng)該做什么。
大數(shù)據(jù)，是實(shí)現(xiàn)德國(guó)“工業(yè)4.0”、構(gòu)建數(shù)字工廠的基礎(chǔ)，如果沒有大數(shù)據(jù)，企業(yè)無法及時(shí)了解最新的市場(chǎng)走向及客戶需求，更不用說跟隨時(shí)代的發(fā)展建設(shè)數(shù)字工廠了。在這里，為了使我國(guó)的制造企業(yè)快速實(shí)現(xiàn)數(shù)字工廠的搭建，我們一起來談?wù)劰I(yè)上大數(shù)據(jù)的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)數(shù)字工廠的最佳方法。
在此，也許有人會(huì)疑惑，工業(yè)大數(shù)據(jù)與其他行業(yè)的大數(shù)據(jù)有何不同?中國(guó)西電集團(tuán)公司總經(jīng)理張雅林告訴記者，工業(yè)大數(shù)據(jù)及其他行業(yè)的大數(shù)據(jù)沒什么區(qū)別，只是重點(diǎn)應(yīng)用的領(lǐng)域不同罷了。制造業(yè)的大數(shù)據(jù)重點(diǎn)使用在創(chuàng)新與流程再造上，同時(shí)在制造過程中及對(duì)客戶的總體服務(wù)上也會(huì)提供幫助。舉個(gè)簡(jiǎn)單例子，企業(yè)要研發(fā)新產(chǎn)品，首先就得通過大數(shù)據(jù)看客戶得反映，服務(wù)這塊也是如此。而其他行業(yè)的大數(shù)據(jù)，就如電子商務(wù)，更多地是運(yùn)用在銷售端上，銷售人員可以通過客戶的購(gòu)買及瀏覽記錄數(shù)據(jù)，分析出顧客的愛好及最近的購(gòu)買傾向等信息，便于銷售人員更好的銷售產(chǎn)品。
為了使制造業(yè)的同仁們能更好地運(yùn)用工業(yè)大數(shù)據(jù)，以下就把制造業(yè)企業(yè)對(duì)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用案例分享于大家，希望對(duì)大家有所幫助。
長(zhǎng)安汽車的應(yīng)用
近兩年，長(zhǎng)安汽車通過“大數(shù)據(jù)”技術(shù)，來不斷完善產(chǎn)品的價(jià)值和競(jìng)爭(zhēng)力。據(jù)記者了解，長(zhǎng)安汽車采用了“大數(shù)據(jù)”信息管理系統(tǒng)，搜集客戶反饋的數(shù)據(jù)信息，并有針對(duì)性地進(jìn)行分析和整理，進(jìn)而對(duì)不同用戶的日常使用工況和環(huán)境來為每一個(gè)消費(fèi)者做出有針對(duì)性的養(yǎng)護(hù)，同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)直接反饋到產(chǎn)品研發(fā)及前端銷售手中，既可為今后產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)保證，還可為直接面對(duì)消費(fèi)者的銷售人員做出可靠的解決方法。
今年10月23日，長(zhǎng)安輕型車攜旗下明星產(chǎn)品長(zhǎng)安睿行、長(zhǎng)安尊行亮相2014年中國(guó)沈陽國(guó)際汽車展覽會(huì)。據(jù)悉，在展會(huì)上的這兩輛車的車型及性能設(shè)計(jì)，也都是從客戶反饋回來的數(shù)據(jù)分析出來。
在汽車領(lǐng)域，美國(guó)辛辛那提大學(xué)特聘講座教授李杰于今年3月份在中國(guó)工程院的一場(chǎng)學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)中也曾分享了一個(gè)關(guān)于陜汽重卡的案例(于3月刊的關(guān)注)。他在會(huì)上說，其一輛卡車的售價(jià)在25萬元，但油一年也消耗20萬元左右，很多購(gòu)買卡車的用戶都想了解油耗是怎么產(chǎn)生的，如何降低油耗。當(dāng)陜汽重卡通過數(shù)據(jù)搜集系統(tǒng)得知用戶的這些需求后，就引用了智能系統(tǒng)，然后用數(shù)據(jù)的形式告訴用戶油是因?yàn)榕榔碌仍虮幌牡簟Ｍ瑫r(shí)，陜汽重卡還開發(fā)出各種信息平臺(tái)服務(wù)用戶，最后獲得了巨大的市場(chǎng)回報(bào)。
紅領(lǐng)集團(tuán)的應(yīng)用
在服裝行業(yè)，最值得一提的就是紅領(lǐng)集團(tuán)。紅領(lǐng)集團(tuán)原本是一個(gè)非常傳統(tǒng)的服裝企業(yè)，但因?yàn)橛辛嘶ヂ?lián)網(wǎng)后，它變成了一個(gè)高附加值的企業(yè)。
紅領(lǐng)集團(tuán)董事長(zhǎng)張代理指出，市場(chǎng)是巨大的，但消費(fèi)者為什么不穿你的衣服呢?就是因?yàn)槟愕囊路荒軡M足于他。在這個(gè)世界上有一個(gè)硬需求，那就是穿衣服，如何使每個(gè)人能穿上他自己所需要的衣服，這就需要企業(yè)借助互聯(lián)網(wǎng)去完成。只有借助互聯(lián)網(wǎng)中的大數(shù)據(jù)才能了解客戶的需求，使客戶能穿上他自己喜歡的衣服，掌握并決定自己的穿衣風(fēng)格。
在張代理看來，商家推出一款衣服給客戶，客戶他就穿的時(shí)代已經(jīng)過去了。因此，張代理把紅領(lǐng)集團(tuán)打造成3D打印邏輯的工廠，把智能制造全面地融入到工廠的信息系統(tǒng)中，再與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行對(duì)接，以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化產(chǎn)品。據(jù)記者了解，其內(nèi)部有客戶交互系統(tǒng)、自主研發(fā)系統(tǒng)、版型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、工藝匹配系統(tǒng)、自主排程系統(tǒng)、自動(dòng)裁剪系統(tǒng)、柔性成衣制造系統(tǒng)、供應(yīng)鏈系統(tǒng)、智能服務(wù)系統(tǒng)(至于如何使用這些系統(tǒng)為紅領(lǐng)集團(tuán)創(chuàng)造價(jià)值，請(qǐng)參考今年6月刊的前沿欄目)。其中，光在版型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)就有上萬萬億的數(shù)據(jù)，可覆蓋全球99%的人體需求。
未來，紅領(lǐng)集團(tuán)將繼續(xù)利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)大批量個(gè)性化生產(chǎn)。若想快速實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的個(gè)性化生產(chǎn)，可參考尚品宅配的案例。尚品宅配根據(jù)客戶房間的格局、大小，設(shè)計(jì)出不同的安裝方案供客戶選擇，當(dāng)客戶選擇好自己喜歡的設(shè)計(jì)風(fēng)格后，工作人員就把客戶想要的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)放到信息系統(tǒng)中，并通過信息系統(tǒng)把客戶選擇相類似的數(shù)據(jù)放到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，再統(tǒng)一送到工廠進(jìn)行大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)完后進(jìn)行歸類，然后直接送到客戶的手中，并幫其安裝完畢。紅領(lǐng)集團(tuán)完全可以根據(jù)企業(yè)自身的定位，把客戶需要的同顏色等款型的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類處理，然后通過3D打印直接打印出產(chǎn)品，并送至客戶手中。
于此，記者想起了一篇點(diǎn)擊率過萬的文章，題目是“工業(yè)4.0淘汰淘寶只需10年”，看來這并不是臆測(cè)。假如企業(yè)能夠直接與客戶對(duì)接，那么淘寶的地位就岌岌可危了。
“三腿”并行
談到德國(guó)“工業(yè)4.0”，沈陽機(jī)床(集團(tuán))有限責(zé)任公司董事長(zhǎng)顧問葛興福告訴記者，德國(guó)“工業(yè)4.0”是一個(gè)廣闊的平臺(tái)，可以運(yùn)用到我國(guó)各個(gè)行業(yè)，包括制造業(yè)。它會(huì)為我國(guó)打造一個(gè)走向世界、走向全球的一個(gè)舞臺(tái)。
德國(guó)“工業(yè)4.0”雖然給我國(guó)制造業(yè)創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，但是我國(guó)制造業(yè)從原來比較原始的方式到現(xiàn)在的發(fā)展方式在各個(gè)層面上都存在問題，急需企業(yè)去改善，比如在管理、制造方式、思維與理念上。我國(guó)制造企業(yè)的管理模式較粗放；制造方式不靈活；很多管理者在思維與理念上也沒準(zhǔn)備好。現(xiàn)今，還有很多管理者都是采用價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的形式把競(jìng)爭(zhēng)者擊敗，這種思維本身就有問題，需要管理者盡快轉(zhuǎn)變。另外，我國(guó)制造企業(yè)的生產(chǎn)模式目前也開始轉(zhuǎn)變?yōu)閭�(gè)性化的定制生產(chǎn)模式，所以企業(yè)要考慮在制造過程中如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，使之最后走到智能化。同時(shí)，生產(chǎn)方式還應(yīng)是柔性的，且能夠適應(yīng)外界市場(chǎng)的變化，而不是一條線一年生產(chǎn)一百萬臺(tái)，賣不出去就壓庫(kù)存，這樣的企業(yè)很難適應(yīng)現(xiàn)在的市場(chǎng)。
除此以外，企業(yè)還要在管理上突破。朱森第笑著對(duì)記者說，現(xiàn)在很多企業(yè)都沒有基礎(chǔ)管理，做事很粗糙，所以外國(guó)人來到中國(guó)學(xué)會(huì)的第一句話就是馬馬虎虎，這對(duì)未來發(fā)展新常態(tài)的制造業(yè)構(gòu)成一定阻礙，也需管理者改進(jìn)。
據(jù)朱森第介紹，目前中國(guó)正研究制造業(yè)怎么從大走到強(qiáng)，可最后發(fā)現(xiàn)我國(guó)現(xiàn)代的工業(yè)化任務(wù)還未完成。他認(rèn)為，中央提出2020年基本實(shí)現(xiàn)工業(yè)化中的整個(gè)進(jìn)程跟制造業(yè)的發(fā)展(從大走到強(qiáng))這兩者的過程是吻合的，可我國(guó)現(xiàn)在的制造業(yè)參差不齊，水平相差很大，所以在這樣的情況下不能用一種模式要求我國(guó)上千萬家企業(yè)按照這個(gè)模式走。
面對(duì)我國(guó)制造企業(yè)發(fā)展不平衡的現(xiàn)狀，朱森第提出了“三腿”并行策略。這“三腿”并行的含義就是在“工業(yè)2.0”上補(bǔ)課、“工業(yè)3.0”上普及、“工業(yè)4.0”上示范，且“三條腿”同時(shí)走。在朱森第看來，中國(guó)制造業(yè)當(dāng)今還處于在“工業(yè)2.0”補(bǔ)課中。“工業(yè)2.0”就是運(yùn)用大批量生產(chǎn)的工業(yè)化模式進(jìn)行生產(chǎn)，可現(xiàn)今還有很多企業(yè)未做到，所以需要補(bǔ)課；“工業(yè)3.0”就是通過信息技術(shù)和機(jī)器人時(shí)代的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，可很多企業(yè)也都還未掌握，因此需要普及；“工業(yè)4.0”則需要企業(yè)做到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)化、自動(dòng)化生產(chǎn)，而這個(gè)實(shí)現(xiàn)過程需要由幾個(gè)領(lǐng)頭的企業(yè)先做，然后帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的企業(yè)發(fā)展，所以需要示范，就如上述幾個(gè)案例，企業(yè)完成可以借鑒，但不能抄襲，因?yàn)槊考移髽I(yè)的具體情況都不一樣，所以操作起來的方法、效果也會(huì)不一樣。
工業(yè)云的應(yīng)用
過去，制造業(yè)只是一個(gè)環(huán)節(jié)，但隨著互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)的融合，它的含義發(fā)生了巨大變化。因?yàn)樗梢源蚱撇⒅貥?gòu)工業(yè)生產(chǎn)的全生命周期，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)制造、營(yíng)銷、服務(wù)形成閉環(huán)，徹底改變工業(yè)的生產(chǎn)模式。如今，互聯(lián)網(wǎng)正在進(jìn)一步向制造業(yè)的每個(gè)環(huán)節(jié)滲透，網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的工業(yè)云也隨著出現(xiàn)。
所謂工業(yè)云，其與電子商務(wù)等其他行業(yè)運(yùn)用的云沒有什么區(qū)別，只是用在不同領(lǐng)域有不同的稱呼而已。不過，據(jù)貿(mào)易(蘇州)軟件有限公司全球副總裁黃曉峰介紹，國(guó)內(nèi)沒有真正意義上的商務(wù)云，就如國(guó)內(nèi)一些企業(yè)商務(wù)平臺(tái)，其運(yùn)行模式看似完美，但背后有上千名技術(shù)、市場(chǎng)和銷售人員在服務(wù)。在黃曉峰眼里，這并不是真正的云，真正的云不需要企業(yè)招聘如此多的市場(chǎng)和銷售人員服務(wù)，只需部分技術(shù)人員去開發(fā)更多的新應(yīng)用，以服務(wù)客戶。
目前，國(guó)外的云發(fā)展較快，給很多企業(yè)帶來了便利；在國(guó)內(nèi)，很多企業(yè)如今都是借助其他專業(yè)的云平臺(tái)來管理企業(yè)內(nèi)部員工和外部供應(yīng)商，因?yàn)槠髽I(yè)要做自己的云，需花費(fèi)大量的成本且需要很長(zhǎng)一段時(shí)間才能看到效益，有的企業(yè)甚至看不到效益在何方，因?yàn)樗麄儾涣私庠普嬲囊饬x及應(yīng)用，同時(shí)由于這些企業(yè)的專業(yè)強(qiáng)項(xiàng)并不在構(gòu)建云平臺(tái)上，所以很難利用云平臺(tái)來管理企業(yè)或挖掘出新應(yīng)用服務(wù)客戶，因此很多大型的制造企業(yè)往往都是采用借助的方式來實(shí)現(xiàn)協(xié)同辦公等事項(xiàng)。以下是制造企業(yè)運(yùn)用云平臺(tái)來進(jìn)行管理的相關(guān)案例，僅供大家參考。
服裝企業(yè)的應(yīng)用
云，可分共有公有云、私有云、混合云，對(duì)于該公司，其選擇了租用公有云平臺(tái)來管理供應(yīng)鏈。據(jù)記者了解，該企業(yè)在全球有十幾萬家供應(yīng)商，如果這些供應(yīng)商全都在線下給該公司提供服務(wù)的話，工作人員光輸入合同和支付信息每月都得花很長(zhǎng)的時(shí)間，假如費(fèi)用沒有及時(shí)到達(dá)供應(yīng)商手中時(shí)，僅接電話每月就需要浪費(fèi)大量沒必要的時(shí)間，這對(duì)企業(yè)來說是一大損失。經(jīng)過種種考慮，該企業(yè)也開始嘗試運(yùn)用云平臺(tái)來管理供應(yīng)商。使用不久后，該公司發(fā)現(xiàn)在自己租用的公有云平臺(tái)上有很多功能，不僅能自動(dòng)地幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化處理，還能自動(dòng)檢測(cè)訂單是否正確，如果訂單錯(cuò)誤，系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)的返回到供應(yīng)商處，讓供應(yīng)商去修改，這些操作都不需要該公司的人員參與。另外，該公司的相關(guān)人員還發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)云平臺(tái)上不僅僅便于管理供應(yīng)商，還可以把整條供應(yīng)鏈搬到該平臺(tái)上進(jìn)行管理，同時(shí)還能在云平臺(tái)上挑選自己認(rèn)為較好的供應(yīng)商；對(duì)中小型企業(yè)來說，能與較大的供應(yīng)商公平競(jìng)爭(zhēng)也是一次很大的機(jī)會(huì)。通過一系列的了解與分析，該公司把訂單、發(fā)票、支付、融資、物流等工作都搬到線上實(shí)現(xiàn)。
最值得一提的是，該公司通過在云平臺(tái)上管理，就無須了解供應(yīng)商在各個(gè)國(guó)家的各種法律及海關(guān)政策等。對(duì)公司來說，了解這些知識(shí)太復(fù)雜還浪費(fèi)時(shí)間，不如把時(shí)間都放在研發(fā)上，以便做出更多更舒適的產(chǎn)品來滿足客戶的需求。而在研發(fā)與設(shè)計(jì)方面，該公司也是通過云平臺(tái)把世界各地的研發(fā)及設(shè)計(jì)人員集合在一起，共同開發(fā)新產(chǎn)品。由于世界各地的時(shí)差不一，利用云平臺(tái)辦公使得該公司在資源利用方面得到最合理化。在生產(chǎn)方面，該公司通過云平臺(tái)的管理，成功把52條業(yè)務(wù)流程縮至37條業(yè)務(wù)流程。之后，研發(fā)人員就把剩下的15條業(yè)務(wù)流程變成應(yīng)用，放到云平臺(tái)上，供客戶使用。
不僅如此，該公司還能通過云平臺(tái)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地了解全國(guó)各地工作人員的工作任務(wù)與項(xiàng)目進(jìn)程。在網(wǎng)絡(luò)不發(fā)達(dá)的時(shí)代，如果公司上層領(lǐng)導(dǎo)想實(shí)時(shí)的了解每個(gè)分部的營(yíng)業(yè)狀況及內(nèi)部工作人員的工作情況，那么只能通過電話或者實(shí)地考察。假如通過電話了解，很難讓領(lǐng)導(dǎo)相信；假如實(shí)地考察，也不一定能看到真相，而且來回的費(fèi)用也不少。如今網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)了，還有了云平臺(tái)，該公司完全可以通過它來了解內(nèi)部工作人員的最新動(dòng)態(tài)，以及項(xiàng)目的發(fā)展?fàn)顩r。
對(duì)于銷售方面，該公司則通過云平臺(tái)把銷售人員手中的客戶數(shù)據(jù)集中在一塊，便于銷售人員管理的同時(shí)該公司也不用過于依賴銷售人員。相信不少人都知道，銷售行業(yè)是一個(gè)人員流動(dòng)性非常強(qiáng)的行業(yè)，而當(dāng)銷售人員離職時(shí)，通常都會(huì)把客戶的數(shù)據(jù)拿走，這對(duì)企業(yè)來說損失是無法估量的。有了云平臺(tái)后，即使銷售人員離職了，可客戶數(shù)據(jù)依舊還在。
石化企業(yè)的應(yīng)用
在石油化工領(lǐng)域，某國(guó)外石油公司直接購(gòu)買了Amazon提供的云平臺(tái)，形成自己的私有云。系統(tǒng)包括虛擬處理器、內(nèi)存和存儲(chǔ)空間。通過互聯(lián)網(wǎng)，技術(shù)人員完成SAP R3測(cè)試環(huán)境的安裝，并通過Amazon S3上傳測(cè)試信息和測(cè)試數(shù)據(jù)，將信息保存在EBS中，供測(cè)試程序調(diào)度使用。除此之外，在云前端設(shè)置了測(cè)試信息反饋程序，通過文本和圖形化結(jié)合的方式，實(shí)時(shí)監(jiān)控測(cè)試過程，既能監(jiān)視測(cè)試系統(tǒng)本上的運(yùn)行狀態(tài)，也能檢測(cè)云計(jì)算環(huán)境的運(yùn)行狀態(tài)。通過測(cè)試環(huán)境數(shù)據(jù)采集，為今后云的進(jìn)一步應(yīng)用打下基礎(chǔ)。(來自2013年4月刊)
某國(guó)內(nèi)企業(yè)借助虛擬化技術(shù)，在其下屬6個(gè)二級(jí)單位先實(shí)施戴爾的虛擬化方案，利用VMware虛擬軟件+Equal Logic IP SAN存儲(chǔ)陣列全面整合原有IT系統(tǒng)硬件平臺(tái)縮減系統(tǒng)規(guī)模、提升硬件設(shè)備利用效率、減少系統(tǒng)運(yùn)行與管理成本。項(xiàng)目實(shí)施后，運(yùn)行成本節(jié)省70%，IT系統(tǒng)總規(guī)模縮減90%，IT維護(hù)工作量減少50%，主機(jī)利用率比以往有較大幅度的提升。
某國(guó)內(nèi)大型企業(yè)集團(tuán)考慮打造私有云，用以解決共享業(yè)務(wù)系統(tǒng)的支撐。首先完善數(shù)據(jù)中心建設(shè)，提高標(biāo)準(zhǔn)化程度；其次逐步展開基礎(chǔ)架構(gòu)的虛擬化。虛擬化是云計(jì)算的邏輯起點(diǎn)，在該階段，將運(yùn)用虛擬技術(shù)來提高服務(wù)器的利用率，精簡(jiǎn)服務(wù)器的數(shù)量，以及提高IT基礎(chǔ)架構(gòu)的橫向擴(kuò)展能力。同時(shí)，可以運(yùn)用虛擬技術(shù)屏蔽復(fù)雜的底層硬件，幫助企業(yè)部署一個(gè)抽象的資源層，從而為云清除障礙。
云的選擇
談到此，有些人肯定會(huì)疑問：云很不安全，尤其是公有云，面對(duì)安全這個(gè)問題企業(yè)該如何解決?其實(shí)，這個(gè)問題一直受關(guān)注。
云看似很不安全，但在這個(gè)信息時(shí)代，云的存在是有價(jià)值的。就拿手機(jī)內(nèi)存來說，當(dāng)一個(gè)用戶想拿著手機(jī)拍照卻發(fā)現(xiàn)手機(jī)內(nèi)存不足時(shí)，如果有手機(jī)云端，那么這位用戶就不必為一張新拍出來的相片而把自己曾喜愛的相片給刪除了，他只需把之前或者全部的相片上傳到云端，手機(jī)的空間就會(huì)變得很大。云的價(jià)值還體現(xiàn)在協(xié)同辦公、數(shù)據(jù)積累上，以上的例子就是最典型的例子。有價(jià)值的產(chǎn)物，注定有生命力。
對(duì)于安全問題，有些做云平臺(tái)的IT企業(yè)已克服，如貿(mào)易(蘇州)軟件有限公司，他們通過與政府合作，在政府的服務(wù)器與安全機(jī)構(gòu)上搭建云平臺(tái)，通過技術(shù)手段，使每個(gè)公司的數(shù)據(jù)單獨(dú)存放并加密，從而服務(wù)國(guó)內(nèi)企業(yè)。這樣一來，我國(guó)的制造企業(yè)應(yīng)用云就能夠得到保障。
盡管如此，云在我國(guó)還有一段很長(zhǎng)的路要走，就如實(shí)現(xiàn)數(shù)字工廠一樣，任重道遠(yuǎn)。在黃曉峰看來，建設(shè)數(shù)字工廠需要制造企業(yè)做好內(nèi)外部工作，內(nèi)部則需具備兩點(diǎn)，第一點(diǎn)是生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化；第二點(diǎn)是利用傳感器搜集數(shù)據(jù)，再通過數(shù)據(jù)來做自動(dòng)監(jiān)測(cè)，然后幫助管理者做判斷、決定。在外部則要求企業(yè)與企業(yè)之間建立信息互聯(lián)，通過信息互聯(lián)不僅能幫助企業(yè)管理者做最好的判斷，還能降低成本。而云平臺(tái)是企業(yè)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)的重要要素、是企業(yè)建立內(nèi)外部關(guān)聯(lián)的必備要素，沒有云平臺(tái)，尤其是對(duì)較大型的企業(yè)而言，根本無法實(shí)現(xiàn)協(xié)同辦公、存儲(chǔ)、挖掘數(shù)據(jù)等事項(xiàng)。
實(shí)現(xiàn)數(shù)字工廠，從點(diǎn)滴做好，您做好準(zhǔn)備了嗎?
物聯(lián)開啟制造新時(shí)代
兩化融合的物聯(lián)網(wǎng)意義是互聯(lián)互通，工業(yè)4.0戰(zhàn)略的物聯(lián)網(wǎng)意義是萬物融合，從互聯(lián)互通到萬物融合是一個(gè)長(zhǎng)期的過程。不過，無論是兩化融合策略下推進(jìn)建設(shè)的數(shù)字工廠，還是工業(yè)4.0所倡導(dǎo)的智能工廠，都離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐而獨(dú)行。車聯(lián)網(wǎng)，則是近期制造領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)呼聲最高的案例，以下通過車聯(lián)網(wǎng)的部分案例或可看到物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)字工廠或智能工廠的縮影。
工業(yè)4.0背景下的物聯(lián)網(wǎng)
工業(yè)4.0目標(biāo)定位于德國(guó)制造企業(yè)，它強(qiáng)調(diào)的是制造企業(yè)在新時(shí)期的轉(zhuǎn)型問題。
在推進(jìn)工業(yè)4.0戰(zhàn)略的同時(shí)，德國(guó)不僅重視發(fā)揮大企業(yè)的龍頭作用，更高度強(qiáng)調(diào)如何使中小企業(yè)能夠應(yīng)用工業(yè)4.0的成果來解決“產(chǎn)、學(xué)、研、用”互相結(jié)合和促進(jìn)的問題。突出例證諸如德國(guó)政府不僅要求西門子、博世、庫(kù)卡等傳統(tǒng)大公司積極參與該計(jì)劃，也特別注重吸引中小企業(yè)參與，力圖使中小企業(yè)成為新一代智能制造技術(shù)的使用者和受益者，同時(shí)也成為先進(jìn)制造技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者。從而實(shí)現(xiàn)其“工業(yè)系統(tǒng)的整體躍遷”的實(shí)現(xiàn)路徑與配套體系建設(shè)。
在工業(yè)系統(tǒng)整體躍遷的過程中，物聯(lián)網(wǎng)被賦予一個(gè)更高的目標(biāo)。即通過為企業(yè)提供綜合的寬帶互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，使得企業(yè)在開發(fā)和管理工業(yè)大數(shù)據(jù)、保證工業(yè)IT系統(tǒng)與工業(yè)控制系統(tǒng)的安全、超精準(zhǔn)加工制造模式多級(jí)反饋、及跨層協(xié)同的扁平制造模式等方式下，進(jìn)行無處不在的網(wǎng)絡(luò)及機(jī)械設(shè)備之間的信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造過程中的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。 它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，是物理世界與信息世界的完整融合。物聯(lián)網(wǎng)旨在通過形成現(xiàn)實(shí)環(huán)境的完全信息化，實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)泛在化”，并因此改變制造領(lǐng)域的生產(chǎn)方式。
全國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)于海濱先生指出，工業(yè)4.0的特征是泛在網(wǎng)絡(luò)化意義下的信息垂直整合、端到端的業(yè)務(wù)組織、跨價(jià)值鏈的協(xié)同制造。而這每一流程的完善都不能脫離物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)支撐。物聯(lián)網(wǎng)之目的在于通過設(shè)備互聯(lián)與泛在信息服務(wù)的融合，達(dá)到驅(qū)動(dòng)德國(guó)制造的變革。
新奧集團(tuán)董事局副主席甘中學(xué)指出，德國(guó)工業(yè)4.0的核心是CPS，而CPS是制造領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)。德國(guó)制造，在通往物聯(lián)網(wǎng)推進(jìn)工業(yè)革命的路上，利用云計(jì)算使得通訊芯片在物理系統(tǒng)下嵌入機(jī)械系統(tǒng)，達(dá)到對(duì)機(jī)器運(yùn)行的監(jiān)測(cè)、控制。而云計(jì)算、通訊則代表虛擬世界的認(rèn)知，物理環(huán)境、機(jī)械設(shè)備則是物理系統(tǒng)。控制器通過延伸作用在其中起到了鏈接虛擬世界和物理世界的介質(zhì)作用。其延伸點(diǎn)是控制設(shè)備、人，及其他設(shè)備。這種延伸，就是CPS。
CPS起到了萬物融合的作用。這種融合，是工廠的信息技術(shù)基礎(chǔ)。正是由于通過泛在信息技術(shù)的物聯(lián)互融，使得工藝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)，以及銷售服務(wù)被充分利用起來。同時(shí)通過規(guī)模信息技術(shù)的反饋和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的泛在服務(wù)，可以從生成的成品和產(chǎn)品的服務(wù)周期等各個(gè)維度完成供應(yīng)商的原料供應(yīng)及產(chǎn)品的后續(xù)多次服務(wù)等。
數(shù)字工廠的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
德國(guó)工業(yè)4.0促使我國(guó)兩化融合的追趕步伐加大。而隨著國(guó)際大環(huán)境的影響，物聯(lián)網(wǎng)逐步推動(dòng)兩化融合走向深入。在制造領(lǐng)域內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐步加大向傳統(tǒng)制造行業(yè)滲透的力度。在生產(chǎn)過程、供應(yīng)鏈管理等環(huán)節(jié)，物聯(lián)網(wǎng)則將成為制造企業(yè)的標(biāo)配。同時(shí)，工業(yè)云平臺(tái)、工業(yè)大數(shù)據(jù)等配套服務(wù)模式將逐步完善，進(jìn)一步整合物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)資源，從而帶動(dòng)我國(guó)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的全面轉(zhuǎn)型升級(jí)。
國(guó)內(nèi)數(shù)字工廠的建設(shè)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)滲透制造企業(yè)最顯著的風(fēng)向標(biāo)。其應(yīng)用主要體現(xiàn)在制造領(lǐng)域的生產(chǎn)領(lǐng)域和物流領(lǐng)域。
在制造領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在制造過程及供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)。隨著物聯(lián)網(wǎng)的深入應(yīng)用，企業(yè)生產(chǎn)可以全面提高產(chǎn)品性能、減低生產(chǎn)損耗和提升制造企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。首先，它可以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈可視化管理，其表現(xiàn)在機(jī)械設(shè)備自動(dòng)、實(shí)時(shí)的信息傳遞及貨品位置快速獲取。其次，在生產(chǎn)車間，可實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)、提升產(chǎn)能的目的；同時(shí)流程可視化，可以做到精細(xì)化管理。最后，在產(chǎn)品生命周期監(jiān)控領(lǐng)域可實(shí)現(xiàn)單品管理、全程監(jiān)控。
在物流方面的應(yīng)用，可以從兩個(gè)層面來理解，首先是從制造企業(yè)內(nèi)部的角度，實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)物流信息化，將物流信息技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)物流中，通過信息技術(shù)與制造技術(shù)相結(jié)合，建立集成化的物流管理信息系統(tǒng)，利用信息系統(tǒng)控制制造企業(yè)產(chǎn)、供、銷各個(gè)環(huán)節(jié)的物流運(yùn)作，解決制造企業(yè)內(nèi)部的信息采集、傳輸、共享，以及各個(gè)相互獨(dú)立的信息系統(tǒng)之間互聯(lián)互通的問題，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程信息化和部門之間信息的同步溝通、共享。其次是從供應(yīng)鏈的角度，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)供應(yīng)鏈物流信息化，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得企業(yè)信息系統(tǒng)與其上、下游企業(yè)的信息系統(tǒng)對(duì)接、與外部社會(huì)物流、政府監(jiān)管部門網(wǎng)絡(luò)連接，形成以供應(yīng)鏈為基礎(chǔ)的物流信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)外部的資源共享、信息共用。而物聯(lián)網(wǎng)在諸如三一、徐工的數(shù)字工廠建設(shè)中就這兩個(gè)層面的技術(shù)應(yīng)用初見成效。
數(shù)字工廠、智能工廠，依然走在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐下的愿景里，而車聯(lián)網(wǎng)部分技術(shù)的突破有望讓企業(yè)及其用戶想到物聯(lián)網(wǎng)世界里企業(yè)、用戶、市場(chǎng)三位一體的合作模式及其共贏局面。
車聯(lián)網(wǎng)：全世界呼聲最高
車聯(lián)網(wǎng)，關(guān)乎客戶最需要的貼心服務(wù)。其作用在于通過信息的融合，構(gòu)造共享的大數(shù)據(jù)。通過大數(shù)據(jù)的分析獲得實(shí)時(shí)道路交通狀況、車輛狀況的正確“語義”。目前，根據(jù)車聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)分類，可分為車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)，及車上互聯(lián)網(wǎng)。
車內(nèi)網(wǎng)，車內(nèi)網(wǎng)主要是總線通訊技術(shù)構(gòu)造，感知范圍0--200米。在車內(nèi)網(wǎng)的建設(shè)中，傳感器的作用是最大的。試舉幾例說明問題。
ADAS是車內(nèi)的關(guān)鍵零部件，它是安裝于車上各式各樣的傳感器，用以研究攝像頭、雷達(dá)等的性能要求。通過研究，做出性能調(diào)整及集成。如國(guó)際上對(duì)汽車防撞雷達(dá)可歸納為長(zhǎng)、中、短3種距離的雷達(dá)，這3種雷達(dá)主要應(yīng)用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)、預(yù)碰撞安全系統(tǒng)，及盲區(qū)檢測(cè)系統(tǒng)。而隨著數(shù)字波速技術(shù)的發(fā)展，通過數(shù)字波速賦形便可將3種模式的雷達(dá)集成為1種雷達(dá)，如目前多模電子掃描雷達(dá)正成為最新的防撞雷達(dá)模式。
同時(shí)，利用ADAS收集車內(nèi)外的環(huán)境數(shù)據(jù)，可在第一時(shí)間對(duì)車內(nèi)外的靜、動(dòng)態(tài)物體辨識(shí)、偵測(cè)與追蹤并做技術(shù)上的處理，從而能夠讓駕駛者在最快的時(shí)間察覺可能發(fā)生的危險(xiǎn)。此外安裝在車輛上的其他傳感器也可獲得車輛的速度、加速度、車輪轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、線加速度、角加速度等；同時(shí)對(duì)于溫度、濕度、照度等都有感知。
汽車線控技術(shù)也是車聯(lián)網(wǎng)著重考慮的要素。其主要是將駕駛員的操縱動(dòng)作經(jīng)過傳感器變成電信號(hào)，通過電纜直接傳輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)的一種系統(tǒng)。而車聯(lián)網(wǎng)的線控技術(shù)對(duì)于油門控制、制動(dòng)控制、轉(zhuǎn)向控制是側(cè)重關(guān)注。此外，通過對(duì)汽車動(dòng)力學(xué)所涉及的諸多器件的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改進(jìn)，可對(duì)駕駛指引、危險(xiǎn)報(bào)警等進(jìn)行主客觀評(píng)價(jià)。
車際網(wǎng) 車際網(wǎng)主要是通過射頻技術(shù)構(gòu)造，感知范圍300-1000米。車際網(wǎng)關(guān)注的是車路協(xié)同的技術(shù)。車聯(lián)網(wǎng)于其中的技術(shù)應(yīng)用主要表現(xiàn)在自動(dòng)引導(dǎo)駕駛，改進(jìn)安全性、節(jié)能駕駛等。安裝在道路上的傳感器也會(huì)獲得諸如道路交通流量、道路交通突發(fā)事件，信號(hào)燈的位置及狀態(tài)等，用以協(xié)助汽車安全行駛。
車上互聯(lián)網(wǎng) 車上互聯(lián)網(wǎng)由寬帶無線通訊技術(shù)構(gòu)造。車上互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于駕駛輔助，諸如根據(jù)實(shí)時(shí)路況智能選擇行車路線，協(xié)助預(yù)定目的地車位、飯店等，道路交通突發(fā)事件實(shí)時(shí)播報(bào)等方面所做工作較多。同時(shí)，車上互聯(lián)網(wǎng)也可用于分時(shí)租賃、物流管理方面。
車上互聯(lián)網(wǎng)的熱議話題是車輛控制，而自動(dòng)駕駛則是最大膽的想法。如2008年，上海科委承擔(dān)起無人駕駛智能電動(dòng)汽車項(xiàng)目，2011年順利結(jié)題。在模擬的復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行演示，無人工干預(yù)跑完全程。其成功之處在于通過建立無人駕駛車研究平臺(tái)，現(xiàn)實(shí)環(huán)境感知，全局路徑規(guī)劃，局部路徑規(guī)劃及底盤控制等功能的集成。通過“物聯(lián)—感知”，從而使汽車具備“思考—行動(dòng)”的能力。
無獨(dú)有偶，2014年谷歌的無人車走得更遠(yuǎn)。4月27日，谷歌宣布，開始在城市街道試驗(yàn)自動(dòng)駕駛汽車。之前，已經(jīng)在加州進(jìn)行了數(shù)千英里的試驗(yàn)。而谷歌的案例也說明，未來依賴?yán)走_(dá)、視頻、激光等傳感器和地圖信息數(shù)據(jù)庫(kù)來進(jìn)行無人駕駛，將為汽車業(yè)發(fā)展翻開新的一頁。
當(dāng)然，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用還有許多方面正待破題。尤其是受汽車行駛安全理念的制約，信息的選擇及定量化評(píng)估，信息的定量化評(píng)價(jià)、人機(jī)交互技術(shù)的研究、復(fù)雜大系統(tǒng)的安全保障都將是是制約并深刻影響車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要因素。好在，在路上的汽車有著企業(yè)及其用戶寄托的最美好的市場(chǎng)共贏前景!
工業(yè)4.0與PLM
工業(yè)4.0是完整的工業(yè)體系，它是國(guó)家行為，也是國(guó)家體系。而工業(yè)4.0實(shí)施的邊界條件，是數(shù)字化體系，數(shù)字化體系就是基于PLM的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝和制造。因此，PLM涉及方案階段、工程研制階段、批生產(chǎn)階段、服務(wù)和銷售階段等全生命周期過程。目前，隨著中國(guó)制造企業(yè)信息化的快速發(fā)展，對(duì)于PLM的應(yīng)用也逐漸向深層次滲透。這正如金航數(shù)碼科技有限公司副總經(jīng)理寧振波所說，“PLM在中國(guó)制造企業(yè)的使用并未隨著信息技術(shù)的發(fā)展而向前后端延伸，但大多數(shù)企業(yè)僅僅做了PDM應(yīng)用在工程研制和批生產(chǎn)階段應(yīng)用，成熟的全面應(yīng)用PLM技術(shù)并將其前延到方案設(shè)計(jì)，向后延伸至綜合保障階段還需要很長(zhǎng)的路要走。。”
四個(gè)階段
PLM是一個(gè)大概念，主要涉及需求工程、需求設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、方案凍結(jié)后的初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)，試制實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)品定型后的批生產(chǎn)和產(chǎn)品銷售后的保障服務(wù)等環(huán)節(jié)。眾所周知，完整的產(chǎn)品PLM應(yīng)包含四個(gè)階段：方案階段、工程發(fā)展階段、批產(chǎn)階段及保障服務(wù)階段。航空領(lǐng)域在PLM方面積累經(jīng)驗(yàn)較多。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，航空領(lǐng)域一直利用信息化技術(shù)優(yōu)勢(shì)專注于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)，但是PLM在航空領(lǐng)域的應(yīng)用依然處在局部?jī)?yōu)化階段。
以航空領(lǐng)域在PLM建設(shè)的工程發(fā)展階段為例。圍繞航空產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造要涉及設(shè)計(jì)過程中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、仿真數(shù)據(jù)管理、試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理，以及試制過程中對(duì)企業(yè)資源的調(diào)用以及流程等諸多方面的聯(lián)動(dòng)與交互。而在這期間，每一項(xiàng)技術(shù)或數(shù)據(jù)方面的管理，又細(xì)化成各自的管理流程，用以發(fā)揮其最大的作用。這些聯(lián)動(dòng)或交互的作用，確保產(chǎn)品在研制過程中的質(zhì)量和進(jìn)度。可見，PLM局部的優(yōu)化依托的是先進(jìn)技術(shù)的支撐及管理流程的順暢。
向兩端延伸
在工業(yè)4.0的體系架構(gòu)中，需要智能設(shè)計(jì)，智能制造以及交付后的智能保障。中國(guó)企業(yè)需要在原有設(shè)計(jì)、仿真、工藝和制造的基礎(chǔ)上，逐步過渡到整個(gè)工程研制過程。在這個(gè)過程中，智能制造必然要將前期的智能設(shè)計(jì)仿真落實(shí)在制造環(huán)節(jié)上。
寧振波指出，現(xiàn)階段，中國(guó)制造企業(yè)PDM已大規(guī)模使用，這是良好應(yīng)用PLM的基礎(chǔ)。大多數(shù)企業(yè)認(rèn)為PDM往前延伸就是需求階段，往后延伸就是綜合保障與服務(wù)。實(shí)際上，企業(yè)真正的延伸不是很完整，還有較大的差距。企業(yè)目前最應(yīng)該好好做的就是，將PDM的工程研制階段做精。因此，PDM兩端延伸是一個(gè)永遠(yuǎn)的課題。
他表示，站在工業(yè)4.0實(shí)施的邊界條件層面，制造企業(yè)做好數(shù)字化，就是把工程研制階段的產(chǎn)品的數(shù)字模型、仿真模型、工藝模型等建好。將指導(dǎo)制造的基礎(chǔ)模型建好，那么PDM的兩端延伸就能實(shí)現(xiàn)，否則兩端延伸永遠(yuǎn)是假的。問起原因，寧振波解釋到，制造產(chǎn)品的前沿階段，有大量的產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型的積累，才有可能指導(dǎo)方案與需求概念設(shè)計(jì)，沒有足夠的模型支撐，PDM的前端沒有完整的模型是無法延伸的，向后延伸到服務(wù)也只能是空談。
他總結(jié)到，現(xiàn)階段使用PDM的制造企業(yè)，應(yīng)該扎扎實(shí)實(shí)的做好設(shè)計(jì)模型、工藝模型、仿真模型，將基礎(chǔ)性工作做好，模型建得準(zhǔn)確、數(shù)量多、應(yīng)用越廣泛，才可能將PDM向兩端延伸，才能實(shí)現(xiàn)PLM的應(yīng)用。所以說，數(shù)字化是工業(yè)生產(chǎn)的邊界條件，最基礎(chǔ)的就是CAD、CAPP和CAM，基于三維模型走通產(chǎn)品研制的設(shè)計(jì)、工藝、制造，工程研制得走通。走不通，將全是空談。
“開放”是趨勢(shì)
現(xiàn)今，在工業(yè)4.0大趨勢(shì)與方向下，無論是信息技術(shù)還是工業(yè)軟件都在談?wù)?ldquo;開源”，這是一個(gè)敏感的詞匯，對(duì)于現(xiàn)今的制造企業(yè)信息化，開放意味著安全、標(biāo)準(zhǔn)等多方面的考慮與利益糾葛。同樣，PLM的開放性也一直是業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)。開放性不是PLM特有的，開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化是工業(yè)產(chǎn)品特有的屬性。
最早，IBM提出PLM開放的概念，主要是基于SOA，對(duì)企業(yè)服務(wù)總線(ESB)方面的一個(gè)概念。它要解決的核心問題是，將應(yīng)用精細(xì)化、插件化。寧振波表示，從硬件到軟件，模塊化可以讓工業(yè)產(chǎn)品有標(biāo)準(zhǔn)的接口。如PLM的開放體系架構(gòu)包括從需求概念、方案到初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)，試制實(shí)驗(yàn)，每個(gè)軟件模塊之間都可變成標(biāo)準(zhǔn)接口。這就變成需求和概念之間的標(biāo)準(zhǔn)接口，將軟件插入這些標(biāo)準(zhǔn)化接口后，就形成了PLM的開放性系統(tǒng)架構(gòu)。
但他同時(shí)指出，標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化對(duì)純硬件產(chǎn)品來說是一件好事，會(huì)給純軟件產(chǎn)品帶來諸多問題，他解釋說，越標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化，安全性問題越難以解決，越容易受到破壞。而牽涉其中的利益糾葛也是難以解決的。以智能手機(jī)操作系統(tǒng)為例，智能手機(jī)以iPhone系統(tǒng)和安卓系統(tǒng)為代表。其中，iPhone用的是由蘋果公司開發(fā)的iOS操作系統(tǒng)，雖然使用方便，靈活，但由于其封閉的系統(tǒng)，安裝的軟件都要從指定的官網(wǎng)購(gòu)買并下載。而Android系統(tǒng)由于是開放源代碼，所以支持使用的智能手機(jī)很多，也可安裝免費(fèi)的軟件，這就造成系統(tǒng)容易被病毒侵害。
工業(yè)產(chǎn)品的開放性是發(fā)展的必然趨勢(shì)，每一件工業(yè)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化會(huì)為大規(guī)模的工業(yè)產(chǎn)品使用帶來便捷，如用戶界面的開放會(huì)讓用戶在統(tǒng)一的界面下進(jìn)行操作，便捷、高效。實(shí)際上，在PLM開放性的條件下，企業(yè)要處理好核心工藝產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，同時(shí)要解決好安全性和可靠性問題。但這永遠(yuǎn)是矛盾的，這也是開放性產(chǎn)品必然帶來的一個(gè)永恒的話題。
虛擬贏得市場(chǎng)
德國(guó)為什么會(huì)提出工業(yè)4.0?答案是新技術(shù)使制造企業(yè)的生產(chǎn)形態(tài)發(fā)生重大變化。變化在于：過去的工業(yè)生產(chǎn)過程都是線性的，而現(xiàn)在的新型生產(chǎn)呈現(xiàn)出復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)化特征。
在全球競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境下，制造企業(yè)必須要有更加靈活的制造和生產(chǎn)。如近期國(guó)內(nèi)提出在民航研制前，有必要聽取駕駛員的意見。而在生產(chǎn)制造的前期，因網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突破也使得制造企業(yè)可以直接關(guān)注客戶需求，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上客戶的創(chuàng)意正成為企業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分。諸多因素決定，產(chǎn)品的生產(chǎn)前期就須滿足客戶需求，而解決這樣的問題，借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支撐的虛擬制造被推上了市場(chǎng)的前沿。
虛擬制造滿足復(fù)雜需求
西門子首席技術(shù)官魯思沃指出，今天的制造業(yè)企業(yè)只有滿足客戶更加復(fù)雜的需求，才能贏得市場(chǎng)。這樣的發(fā)展趨勢(shì)使得制造業(yè)面臨著前所未有的快速變化。網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)和數(shù)字化的制造正在成為決定成敗的關(guān)鍵。這也意味著信息技術(shù)和虛擬制造將越來越多地深入到制造企業(yè)當(dāng)中，而且和各種各樣的其他技術(shù)去實(shí)現(xiàn)集成。
以船舶制造為例。在船舶設(shè)計(jì)過程中，不僅要從大的方面著手關(guān)注船體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而且還要滿足客戶日益嚴(yán)格的振動(dòng)方面所要求的標(biāo)準(zhǔn)等。因?yàn)檫@些方面影響著乘客的乘坐舒適度、環(huán)境噪聲或者武器和雷達(dá)平臺(tái)的穩(wěn)定性等要求。
其實(shí)，客戶的更復(fù)雜需求遠(yuǎn)不止于此。對(duì)于虛擬制造環(huán)境下的船體模型畫出網(wǎng)格這樣的技術(shù)難題，客戶也需參與其中并驗(yàn)證其虛擬技能的高低。船體模型的網(wǎng)格設(shè)計(jì)需要較高的虛擬技術(shù)。基于虛擬環(huán)境下的船體有限元建模，采用默認(rèn)的網(wǎng)格參數(shù)和理想化的模型是一個(gè)特別復(fù)雜的過程。而在這個(gè)過程中，還得滿足客戶理解設(shè)計(jì)者的真實(shí)意圖。磨合過程，可能涉及網(wǎng)格參數(shù)的調(diào)整和網(wǎng)格密度的增加。甚或，過濾船體結(jié)構(gòu)上可以忽略的小孔特征及切口特征等。
虛擬制造涉及諸多層面
虛擬制造，既然要滿足客戶復(fù)雜的需求，那么就須解決制造領(lǐng)域，以及領(lǐng)域內(nèi)諸多技術(shù)層面的問題。為了便于說明問題，以企業(yè)用戶關(guān)注層面較多的復(fù)合材料為例講述虛擬制造涉及技術(shù)層面的問題，同時(shí)有望起到觸類旁通的效果。
眾所周知，復(fù)合材料在航空航天、汽車等領(lǐng)域具有巨大的市場(chǎng)空間。8月，上海航天技術(shù)研究所副院長(zhǎng)孟光指出，如果航天領(lǐng)域炭炭復(fù)合材料按照目前傳統(tǒng)材料均實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代的樂觀預(yù)計(jì)，航天發(fā)動(dòng)機(jī)、航天器/翼/艙體等市場(chǎng)價(jià)值將達(dá)到20億元。但是復(fù)合材料在制造工藝的環(huán)節(jié)，較普通產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生更大的影響。舉例來說，普通鋼經(jīng)過鈑金、焊接，對(duì)于最后產(chǎn)品包括屈曲、斷裂等方面的性能影響有限。而復(fù)合產(chǎn)品由于它本身材料的復(fù)雜性，在制造工藝的環(huán)節(jié)所帶來的性能差異就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通鋼。
可見，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度，復(fù)合材料會(huì)帶來諸多問題。但是面對(duì)產(chǎn)品要求精細(xì)化的市場(chǎng)，不僅需要可靠性的設(shè)計(jì)，更需創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)，這樣就對(duì)虛擬仿真提出更多的需求和要求。只有對(duì)材料的工藝性能有更深入的了解，并通過多學(xué)科的性能仿真，以及多領(lǐng)域的集成優(yōu)化，方能讓產(chǎn)品達(dá)到綜合性能的提高。
而在對(duì)復(fù)合材料的虛擬仿真的研究過程中，因不同領(lǐng)域有不同的應(yīng)用層面，涉及到的技術(shù)問題不盡相同。針對(duì)此類問題，ANSYS日本技術(shù)公司本部總經(jīng)理王曉指出，因復(fù)合材料在制造諸多領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì)，所以復(fù)合材料的工藝仿真平臺(tái)就備受企業(yè)及其用戶推崇。
復(fù)合材料工藝平臺(tái)以復(fù)合材料設(shè)計(jì)和工藝流程為研究對(duì)象。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鋪層設(shè)計(jì)、工藝仿真、工藝優(yōu)化等方面對(duì)復(fù)合材料工藝流程進(jìn)行仿真分析。諸如其仿真分析涉及復(fù)合材料鋪層設(shè)計(jì)、壓力成型仿真分析、力學(xué)性能分析、熱壓罐工藝仿真等多個(gè)方面。以熱壓罐工藝仿真平臺(tái)分析，其難點(diǎn)在于涉及復(fù)雜的流固耦合環(huán)境和材料固化相變過程。基于這種情況，應(yīng)推出諸如企業(yè)的熱壓罐仿真算法與客戶化定制的材料數(shù)據(jù)庫(kù)和模型庫(kù)相結(jié)合的半定制專業(yè)復(fù)合材料熱壓罐仿真平臺(tái)的市場(chǎng)運(yùn)作機(jī)制。
在具體的仿真分析過程中，某企業(yè)的案例是：基于流固耦合與流場(chǎng)、溫度場(chǎng)及樹脂固化動(dòng)力學(xué)多場(chǎng)耦合分析，通過笛卡爾網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)對(duì)罐內(nèi)復(fù)雜結(jié)構(gòu)環(huán)境的流固網(wǎng)格快速生產(chǎn)，用以模擬熱壓罐內(nèi)的空氣流動(dòng)、罐內(nèi)流固區(qū)域的溫度分布及預(yù)浸料固化歷程等。并通過笛卡爾網(wǎng)格向結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的映射，可將溫度場(chǎng)結(jié)果傳遞給復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行預(yù)浸料翹曲變形的分析。
推而廣之，虛擬制造是源于多向價(jià)值鏈的集成。它的愿景應(yīng)是協(xié)同于制造企業(yè)的所有項(xiàng)目包括與產(chǎn)品開發(fā)的整個(gè)參與者的方案。其集成的多物理場(chǎng)(集流動(dòng)、傳熱、電磁、結(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)分析耦合于一身)、多向方案(碰撞安全解決方案、振動(dòng)噪聲仿真方案、鈑金沖壓仿真方案、熱處理與焊接仿真方案、流體動(dòng)力學(xué)仿真方案等)將是發(fā)展戰(zhàn)略。而多向研究方案還將融入用戶的最優(yōu)方法工作流。
試看今日，在虛擬制造的落地案例逐漸增多，虛擬模塊集成化程度逐漸增高、虛擬現(xiàn)實(shí)可視化設(shè)計(jì)制造決策平臺(tái)能融用戶于企業(yè)的愿景逐漸呈現(xiàn)之時(shí)，PLM因虛擬制造的助力將在產(chǎn)品研發(fā)前端發(fā)揮的作用越來越大，數(shù)字工廠的生產(chǎn)優(yōu)化、智能工廠的全局優(yōu)化都將因此受益。反過來，受此影響虛擬制造將會(huì)贏得更強(qiáng)勢(shì)的市場(chǎng)。
機(jī)器人“元年”的真正意義
中國(guó)制造企業(yè)使用工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)有20余年的歷史了。但由于人口紅利的持續(xù)存在，它一直處于不溫不火的狀態(tài)。但到了2013年，這種情況有了逆轉(zhuǎn)，機(jī)器人大規(guī)模地進(jìn)入國(guó)內(nèi)制造企業(yè)。2014年中國(guó)也成為機(jī)器人的全球第一大市場(chǎng)。所以，2014也被稱為中國(guó)工業(yè)機(jī)器人“元年”。“元年”背后的指向，并非單純的是“機(jī)器換人”，而意味著中國(guó)的制造業(yè)有了深刻的、不可逆轉(zhuǎn)的變革。在新一輪的工業(yè)革命來到時(shí)，在中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)過程中，機(jī)器人的廣泛使用，將根本性地改變世人對(duì)“中國(guó)制造”的刻板印象。
很多人把2014年稱為“中國(guó)工業(yè)機(jī)器人元年”。這是很有道理的。從銷售量來看，中國(guó)是全球增長(zhǎng)最快的機(jī)器人市場(chǎng)，已經(jīng)超過日本，成為全球第一大機(jī)器人市場(chǎng)。而且，中國(guó)在制造領(lǐng)域中的工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，還有巨大的提升空間。以機(jī)器人密度而論，國(guó)際每萬名工人擁有機(jī)器人臺(tái)數(shù)平均為55臺(tái)，韓國(guó)為347臺(tái)，日本為339臺(tái)，德國(guó)為251臺(tái)，美國(guó)為135臺(tái)(以上皆為2011年數(shù)據(jù))，2013年已增至23臺(tái)。
可以預(yù)見，未來幾年中，工業(yè)機(jī)器人的浪潮會(huì)向中國(guó)制造業(yè)全方位襲來。有人把這種現(xiàn)象歸因?yàn)椋阂皇?ldquo;人口紅利”的消失，用工成本的上漲導(dǎo)致的勞動(dòng)力市場(chǎng)倒逼來工業(yè)機(jī)器人的快速替代；二是由于技術(shù)成熟導(dǎo)致的工業(yè)機(jī)器人價(jià)格的大幅下降；三是國(guó)家政策對(duì)工業(yè)機(jī)器人的大力扶持。
改變制造模式
以上的觀點(diǎn)固然正確，但還未切中要害。實(shí)際上，中國(guó)機(jī)器人井噴式發(fā)展的背后是制造模式的轉(zhuǎn)變，讓機(jī)器人走上中國(guó)制造業(yè)的舞臺(tái)，越來越成為“主角”，并最終發(fā)展為無法撼動(dòng)的“臺(tái)柱子”。用新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司總裁曲道奎的話來說，就是：工業(yè)機(jī)器人加速了中國(guó)制造模式的變革，沒有機(jī)器人，未來中國(guó)的制造模式就會(huì)缺少一個(gè)核心支撐。在“2014中國(guó)數(shù)字工廠推進(jìn)大會(huì)(DFC’2014)”的演講中，曲道奎強(qiáng)調(diào)指出：機(jī)器人有望成為第三次工業(yè)革命的切入點(diǎn)。
固然現(xiàn)在越來越多的年青人固然不愿意選擇艱苦的制造業(yè)，但另一方面，在中國(guó)制造向智能制造、數(shù)字制造的升級(jí)中，越來越多超精細(xì)化的、苛刻條件下的、極度復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)節(jié)也不適宜人工完成。很多工作人完成不了，即使勉強(qiáng)完成，也費(fèi)時(shí)費(fèi)力，所以只能由機(jī)器人來出馬。
今年來，中國(guó)制造的高鐵很受關(guān)注。人們形象地把高鐵的車頭稱為“子彈頭”，透露出一種喜愛之情。但是要給“子彈頭”裝上玻璃，則是一件非常令人頭疼的事情。據(jù)天津智通機(jī)器人有限公司總工程師齊玉哲在“2014中國(guó)數(shù)字工廠推進(jìn)大會(huì)(DFC’2014)”上介紹說，它需要一套格外復(fù)雜的自動(dòng)化安裝系統(tǒng)。其中的難點(diǎn)在于玻璃和窗框的匹配。給汽車裝玻璃很簡(jiǎn)單，直接裝上即可。但是高鐵車頭由于必須要考慮到復(fù)雜的速度、強(qiáng)度、精度、弧度、曲率等方面影響，給它安裝玻璃是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，先要采用視覺技術(shù)進(jìn)行三維測(cè)量，再建模后并進(jìn)行偏差修正，然后進(jìn)行規(guī)劃程序。等這幾個(gè)準(zhǔn)備步驟都完成了，實(shí)施安裝步驟時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)人工無法保障精度和準(zhǔn)確性。因?yàn)閷?duì)玻璃和車框的加工精度所提出的要求是非常高，人工操作無法保證，必須借助機(jī)器人。程序把交互柔性加工系統(tǒng)的三維測(cè)量數(shù)據(jù)傳遞給機(jī)器人，并控制機(jī)器人讓它正確地抓取玻璃和精準(zhǔn)的放至窗框上。
未來的數(shù)字制造中，智能化成套裝備將會(huì)大規(guī)模廣泛使用，因其具備精細(xì)制造、精細(xì)加工以及柔性生產(chǎn)等技術(shù)特點(diǎn)，人工作業(yè)在很多時(shí)候無法與之協(xié)同生產(chǎn)，所以，人的工作會(huì)由機(jī)器人來接管。作業(yè)人工生產(chǎn)的替代者，機(jī)器人不是競(jìng)爭(zhēng)中的獲勝者，而是繼動(dòng)力機(jī)械、計(jì)算機(jī)之后，出現(xiàn)的全面延伸人的體力和智力的新一代生產(chǎn)工具，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)字化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化的重要手段。它會(huì)大大改變制造模式，把人從枯燥、繁瑣的勞動(dòng)中解放出來，從而去做更富有意義的事情。
擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域
目前，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人的保有量占全球保有總量的1%，但每年增量卻很大。近兩年來年增長(zhǎng)率都在30%以上，國(guó)產(chǎn)品牌增長(zhǎng)率甚至高達(dá)60%。與此同時(shí)，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用已也從過去幾個(gè)集中的行業(yè)向更廣泛的行業(yè)擴(kuò)張。
汽車行業(yè) 由于生產(chǎn)方式的特點(diǎn)十分吻合機(jī)器人的功能，汽車行業(yè)一直是我國(guó)機(jī)器人應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，其占比高達(dá)38%，同時(shí)也是機(jī)器人使用密度最高的行業(yè)。根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)(IFR)估算，2012年我國(guó)汽車工業(yè)每萬名工人擁有機(jī)器人臺(tái)數(shù)約為213臺(tái)，約為我國(guó)制造業(yè)平均水平的10倍。
雖然我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)整體水平有待提升，自主品牌還有很長(zhǎng)的一段路要走，但是這并不能阻礙一些具有國(guó)際水平的工廠的涌現(xiàn)。這些工廠都有相似的特點(diǎn)，就是：其生產(chǎn)設(shè)備——機(jī)器人的品質(zhì)和應(yīng)用水平也都是國(guó)際領(lǐng)先的。
汽車制造廠一般分為幾大車間：沖壓車間、焊裝車間、動(dòng)力總成車間和總裝車間。工業(yè)機(jī)器人均起了“頂梁柱”的作用。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，一些制造業(yè)強(qiáng)國(guó)寧可相信機(jī)器，也不相信人。所以，機(jī)器人作為一種高端自動(dòng)化裝備，在汽車制造領(lǐng)域有了寬廣的用武之地。而人，反倒被邊緣化了，成了配角。例如寶馬沈陽鐵西工廠的車身車間，是整個(gè)工廠中自動(dòng)化率最高的車間，高達(dá)95%，除返修工位之外，已全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。工人的角色除了通過工業(yè)電腦下達(dá)生產(chǎn)指令外，就是做一些機(jī)器人的輔助性工作，比如，一個(gè)重達(dá)幾十噸的模具的更換工作僅需要三人完成，其中一人負(fù)責(zé)操作電子遙控桿(控制模具在空中的運(yùn)行軌跡)，另外兩人負(fù)責(zé)安裝吊纜和模具夾緊器。
近10余年來，隨著我國(guó)汽車產(chǎn)量的大幅提升，汽車企業(yè)應(yīng)用機(jī)器人的數(shù)量也有了幾何級(jí)數(shù)的增長(zhǎng)。2000年前后，上海大眾途安的車間，90多臺(tái)機(jī)器人是一個(gè)非常大的應(yīng)用。現(xiàn)在，一汽大眾佛山工廠一個(gè)焊裝車間就用了1000余臺(tái)機(jī)器人。將來，隨著自動(dòng)化水平和人們對(duì)國(guó)產(chǎn)汽車品質(zhì)需求的提高，車企機(jī)器人的應(yīng)用還會(huì)大幅攀升。
家電行業(yè) 我國(guó)的家電行業(yè)在國(guó)際上有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，其中機(jī)器人的功勞不小。包括電視機(jī)、冰箱等的制造，現(xiàn)在幾乎全機(jī)器人化。國(guó)內(nèi)著名的大家電廠商為保證質(zhì)量、降低成本、保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，在引進(jìn)、購(gòu)買機(jī)器人方面不惜重金。
量大面廣制造業(yè) 據(jù)中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)執(zhí)行副會(huì)長(zhǎng)、中國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)宋曉剛介紹，未來一兩年間，量大面廣的制造業(yè)，如冶金、建材、輕工、紡織為實(shí)現(xiàn)自身產(chǎn)業(yè)升級(jí)，完成自動(dòng)化改造，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)及機(jī)器人有著旺盛的需求。機(jī)器人的使用，可以大幅提高這些行業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)水平。機(jī)器人有一個(gè)人無法比擬的特點(diǎn)，如：它可以24小時(shí)不停工作，沒有休假，不需要養(yǎng)老保險(xiǎn)。從工藝精度角度講，機(jī)器人明顯高于人工操作，而且重復(fù)性強(qiáng)。這是上述行業(yè)準(zhǔn)備應(yīng)用機(jī)器人的另一個(gè)重要考慮。對(duì)此，宋曉剛提醒到，機(jī)器人本身能發(fā)揮什么作用，比如說它各種各樣的動(dòng)作，能否滿足生產(chǎn)過程需求，需要集成商解決這個(gè)問題。機(jī)器人不像一般產(chǎn)品，買回來就能用。而是投入使用前，要與生產(chǎn)流程、生產(chǎn)工藝、前后端設(shè)備、過程的動(dòng)作環(huán)節(jié)，要結(jié)緊密地融合在一起。才能起到預(yù)期作用。集成應(yīng)用技術(shù)尤其是對(duì)這些量大面廣的制造業(yè)更為重要。
物流業(yè) 機(jī)器人本身具有重復(fù)性高、精度高、節(jié)拍準(zhǔn)、工作范圍較廣等特點(diǎn)，從這些特點(diǎn)來說，機(jī)器人一個(gè)比較大的發(fā)展空間的行業(yè)是物流業(yè)。舉例來說，網(wǎng)上購(gòu)物會(huì)面臨一個(gè)很大問題：物流配送。絕大多數(shù)人都希望送貨上門。這背后會(huì)有一個(gè)很大問題：分揀和配送。送貨還需人和車；但是機(jī)器人加上一個(gè)視覺系統(tǒng)或者是特殊的傳感器來進(jìn)行物流的分揀。它的出錯(cuò)率比人工分揀低很多。
在物料庫(kù)里面，用機(jī)器人提貨非常準(zhǔn)確性，它可以結(jié)合整個(gè)物流的控制，比方說所有的物料都有磁性條形碼，從分揀的角度來說機(jī)器人很快。從搬運(yùn)的角度來說，都比人工效率提高許多倍。
目前，工業(yè)機(jī)器人替代人工的趨勢(shì)已不可逆轉(zhuǎn)。汽車行業(yè)是機(jī)器人應(yīng)用需求最大的行業(yè)，電子行業(yè)則是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用快的行業(yè)，而其他行業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用已經(jīng)成熟，處于大規(guī)模應(yīng)用的前夜。
融入智能制造
目前，工業(yè)機(jī)器人也到了一個(gè)轉(zhuǎn)型升級(jí)換代的時(shí)候。過去50年的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人是作為高端設(shè)備而發(fā)展起來，以后，它將朝著非生物人工智能的方向發(fā)展。這與現(xiàn)在方興未艾的“智能制造”、工業(yè)4.0這些制造新理念一拍即合。可以預(yù)見，工業(yè)機(jī)器人將在未來仍然會(huì)扮演著骨干的角色。
現(xiàn)代化的汽車生產(chǎn)制造不僅要滿足批量化、自動(dòng)化的要求，而且也要具備可配置的、靈活的、能傳遞信息的、可變化的生產(chǎn)單元。以前一條生產(chǎn)線只能生產(chǎn)一種車型，現(xiàn)在則要求一條生產(chǎn)線上要同時(shí)并線生產(chǎn)五六種甚至更多的車型。在這個(gè)單元里，機(jī)器人也被要求可以編程，并與操控單元通訊，為適應(yīng)生產(chǎn)要能根據(jù)程序更換各種工具及改變生產(chǎn)節(jié)拍。
長(zhǎng)安福特的車身的焊裝生產(chǎn)線上有超過500臺(tái)機(jī)器人，它們分別為福克斯、蒙迪歐、翼博等車型提供全部的高效率的焊裝工作，在一條生產(chǎn)線可以完成六種車型的生產(chǎn)，它們使用的工具是根據(jù)編程要求而可以改變的。正是有這樣的基礎(chǔ)才能夠保證有工廠下一個(gè)不同車型訂單，產(chǎn)線能夠按時(shí)、按質(zhì)、按量生產(chǎn)出來。
無獨(dú)有偶，在寶馬鐵西工廠處處可見機(jī)器人在不知疲倦的運(yùn)轉(zhuǎn)和工作，它們的工作精準(zhǔn)，高效，似乎永遠(yuǎn)也不會(huì)停下來。寶馬把生產(chǎn)流程切分成非常細(xì)小的片段，每個(gè)片段都遵循嚴(yán)格的順序加工，片段之間用自動(dòng)化傳動(dòng)機(jī)制聯(lián)系起來。它們還充分利用廠房空間，變傳統(tǒng)的地面運(yùn)輸為空中運(yùn)輸，在鐵西工廠的車間里，整個(gè)運(yùn)輸分樓上樓下三層，將每個(gè)工位緊密銜接在一起。
據(jù)工廠的工作人員介紹，整個(gè)工廠各處布滿了數(shù)不清的物聯(lián)網(wǎng)傳感器，它們?cè)谑占鞣N生產(chǎn)數(shù)據(jù)和參數(shù)，同時(shí)，每臺(tái)機(jī)器人背后都是有一套復(fù)雜的生產(chǎn)編程軟件及設(shè)備控制的工業(yè)電腦，所有這些組成了一個(gè)看不見的高度復(fù)雜的電子網(wǎng)絡(luò)體系。因此，鐵西工廠物流得以智能化，生產(chǎn)線得以高度柔性化。目前，在鐵西工廠可以生產(chǎn)BMWX1，BMW3系標(biāo)準(zhǔn)軸距和長(zhǎng)軸距，3個(gè)車型全部實(shí)現(xiàn)并線生產(chǎn)。不僅如此，3個(gè)車型都可以接受個(gè)性化定制生產(chǎn)，這對(duì)生產(chǎn)方式及作為其支撐的機(jī)器人提出了更高的要求。
如果說第一次和第二次工業(yè)革命重點(diǎn)是擴(kuò)大產(chǎn)能、提高效率、保證質(zhì)量，那么第三次工業(yè)革命更多的是智能化生產(chǎn)及快速的反應(yīng)，這與上兩次工業(yè)革命帶來的制造模式完全不一樣。
在第三次工業(yè)革命中，機(jī)器人將改變制造模式，它不是簡(jiǎn)單地提高質(zhì)量降低成本或者是提高效率，最本質(zhì)的改變是對(duì)人工重大的替代，完成人無法勝任的非常態(tài)下的工作，并極大滿足個(gè)性化的需求。與其說這是機(jī)器人肩上的使命，勿寧說這人類在數(shù)百年的工業(yè)化過程中，終于“培養(yǎng)”出了可以替代自已的助手，并通過它，讓自已的智能得以延伸。
對(duì)中國(guó)而言，機(jī)器人的“元年”，標(biāo)志著中國(guó)制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的一次美好開始。它的影響，人們現(xiàn)在尚無法準(zhǔn)確預(yù)估，但是可以肯定的是，今后的中國(guó)制造肯定會(huì)以更加美麗的面貌出現(xiàn)在世人面前。
3D打印：打印美好明天
從近代社會(huì)的發(fā)展看，任何新興產(chǎn)業(yè)的興起與技術(shù)的革新都是首先從學(xué)術(shù)界的爭(zhēng)論和輿論界的熱炒開始。對(duì)于3D打印的作用，目前尚存在一些爭(zhēng)論。有人認(rèn)為3D打印是“雷聲大，雨點(diǎn)小”，但雷打一分鐘，可能是小雨，雷打十分鐘，可能是中雨，雷打一小時(shí)，雨水肯定是小不了。爭(zhēng)論本身就是一種證明，證明人們意識(shí)到了這一新技術(shù)的價(jià)值，以及新的制造方式將對(duì)現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)生的巨大影響。Wohlers報(bào)告顯示過去26年來全球3D打印技術(shù)領(lǐng)域復(fù)合年均增長(zhǎng)27%， 2013年更達(dá)到34.9%，有人估計(jì)這個(gè)數(shù)字會(huì)在2014年高達(dá)60%以上。
2014年，人們對(duì)3D打印技術(shù)的關(guān)注達(dá)到了空前的程度。這其中，除了媒體的炒作外，還有核心技術(shù)專利保護(hù)的到期使3D打印得到了廣泛的普及，更重要的是，3D打印在制造業(yè)各領(lǐng)域的成功案例令人驚嘆。國(guó)內(nèi)外不時(shí)有3D打印的“杰出表現(xiàn)”被媒體呈現(xiàn)在人們眼前。全世界各大媒體對(duì)3D打印技術(shù)的報(bào)道就從未間斷過且越來越熱，航空航天、軍工、能源、醫(yī)療、文化創(chuàng)意甚至食品、服裝等大眾消費(fèi)品領(lǐng)域的應(yīng)用報(bào)道幾乎是逐月倍增。
同時(shí)，大量的社會(huì)精英、各國(guó)政府都不斷對(duì)這一新技術(shù)發(fā)聲，IBM、微軟、谷歌等跨國(guó)公司的相繼高調(diào)進(jìn)入。3D打印技術(shù)所引起的已經(jīng)不僅僅是制造業(yè)本身的變革，甚至將對(duì)整個(gè)工業(yè)文明都將帶來影響且比想象中的更深入、更寬廣。
現(xiàn)存的短板
目前，我國(guó)3D打印在應(yīng)用層面并不比國(guó)外落后，在有些領(lǐng)域在國(guó)際上還是領(lǐng)先的。近一兩年來，在軍工、航天領(lǐng)域，雖然一些專家團(tuán)隊(duì)的成功案例頻頻傳來，但是在其良好的發(fā)展勢(shì)頭下，也不能忽視存在的一些短板。
3D打印技術(shù)本身并不復(fù)雜，從設(shè)備控制的角度看甚至與數(shù)控機(jī)床并沒有太大的區(qū)別，甚至更簡(jiǎn)單。雖然配套工藝軟件目前稍顯薄弱，只是國(guó)內(nèi)專業(yè)從事這類軟件開發(fā)的人偏少且時(shí)間較短。所以，現(xiàn)在這3D打印軟件與存在較大差距，但是假以時(shí)日，應(yīng)該會(huì)趕上來。
當(dāng)前最大的短板是結(jié)構(gòu)性的。
其一是3D設(shè)備的功能多樣化不足，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重。特別是從2012年起，大量的桌機(jī)FDM機(jī)，甚至還有低成本的DIY型機(jī)型在市場(chǎng)上涌現(xiàn)，這種情景讓自然會(huì)令人想起當(dāng)年在學(xué)會(huì)深圳華強(qiáng)北繁榮一時(shí)的山寨手機(jī)工廠，低價(jià)同質(zhì)化的結(jié)果就是最終集體淘汰。中國(guó)由制造大國(guó)走向創(chuàng)造大國(guó)，需要具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高端裝備支撐，像多頭功能復(fù)合打印機(jī)、真彩色實(shí)體打印機(jī)、大型快速工業(yè)級(jí)打印機(jī)的研發(fā)，不論是眼前的技術(shù)需要還是未來的產(chǎn)業(yè)預(yù)期都是可觀的，但國(guó)內(nèi)研發(fā)力量在這些高端技術(shù)領(lǐng)域的投入?yún)s相對(duì)不足。
其二是適用原材料的種類不足且材料工藝的研發(fā)相對(duì)滯后。由于尚屬于產(chǎn)業(yè)培育期，耗材量份額較小，國(guó)內(nèi)專門針對(duì)3D打印技術(shù)進(jìn)行適用材料及其工藝研發(fā)的材料生產(chǎn)廠家屈指可數(shù)，大量的工藝研究工作還是由打印機(jī)的設(shè)計(jì)或制造單位完成；再比如像碳纖維改性ABS等的高性能材料，很難從國(guó)外直接買到，國(guó)內(nèi)自身卻缺乏相應(yīng)地適應(yīng)性工藝研究，這些都需要時(shí)間與投入；此外還存在一下營(yíng)銷策略的問題， 3D打印機(jī)是一次銷售，耗材卻是長(zhǎng)期銷售，所以有些國(guó)外打印機(jī)采取了材料、工藝對(duì)設(shè)備的捆綁支持策略，設(shè)備可以成本價(jià)銷售甚至免費(fèi)送，但用設(shè)備就得買指定的適用材料。這種壟斷銷售的做法也在一定程度上不利于材料廠家的競(jìng)爭(zhēng)性研發(fā)投入。
第三是新的制造產(chǎn)業(yè)模式還未成熟，國(guó)內(nèi)潛在產(chǎn)業(yè)力量沙化分散。3D打印技術(shù)本質(zhì)上并不復(fù)雜，既不需要高大上的基礎(chǔ)理論，也不存在不可攀的技術(shù)門檻，更適合于作為草根創(chuàng)業(yè)的平臺(tái)。但從線下合同、專業(yè)設(shè)計(jì)、集中制造的傳統(tǒng)模式走向線上合同、創(chuàng)客設(shè)計(jì)、分散實(shí)現(xiàn)的集散制造模式的轉(zhuǎn)變，還需要完成大量的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化制訂，模式完善及規(guī)模成長(zhǎng)也需要時(shí)間。全行業(yè)力量的融合將在競(jìng)爭(zhēng)與合作中完成，但在力量沙化的當(dāng)前需要國(guó)家和政府的對(duì)全行業(yè)的統(tǒng)一規(guī)劃、集中引導(dǎo)和政策扶持。
第四是國(guó)內(nèi)的3D打印技術(shù)要經(jīng)過市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的嚴(yán)峻考驗(yàn)。從全世界大量3D打印成熟案例出現(xiàn)，到全行業(yè)容量的穩(wěn)步擴(kuò)大，在世界范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)說已經(jīng)進(jìn)入了發(fā)展期。但鑒于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上設(shè)備所占份額進(jìn)口要高于國(guó)產(chǎn)，專利保有量國(guó)內(nèi)要遠(yuǎn)少于國(guó)外，尖端技術(shù)上國(guó)內(nèi)國(guó)外獨(dú)立發(fā)展，更形象地看，國(guó)內(nèi)是作為3D打印產(chǎn)業(yè)主要的潛在市場(chǎng)而“被”進(jìn)入了發(fā)展期。國(guó)產(chǎn)化技術(shù)與自主科技產(chǎn)品發(fā)展將在國(guó)際化競(jìng)爭(zhēng)中被加速，也要經(jīng)受競(jìng)爭(zhēng)中的考驗(yàn)。
從主力到伙伴
北京航天航空大學(xué)的王華明教授在中科院的一次演講被傳至網(wǎng)絡(luò)后引起一陣轟動(dòng)。該視頻分享了一系列我國(guó)在激光3D打印的成果，詳細(xì)地介紹了我國(guó)3D打印在大飛機(jī)上的大部件上的應(yīng)用。據(jù)王華明介紹，我國(guó)在大件3D打印方面已經(jīng)是世界領(lǐng)先。部分部件被用在C919大型民用客機(jī)和各型軍用飛機(jī)上。王教授分別用美國(guó)F-22和F-35戰(zhàn)斗機(jī)部件和我國(guó)自制3D打印部件進(jìn)行了對(duì)比，指出我國(guó)在各項(xiàng)指標(biāo)都明顯超過美國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)上的部件，尤其是在重量方面優(yōu)勢(shì)明顯。要知道，對(duì)于軍用機(jī)而言，每一克重量的降低都有巨大的價(jià)值。
王華明教授的團(tuán)隊(duì)固然很厲害，但是其應(yīng)用范圍集中在航空及軍工領(lǐng)域，這與3D打印的特點(diǎn)(如少量化、定制化)有關(guān)。而在更為廣泛的規(guī)模制造業(yè)領(lǐng)域，3D打印還有很長(zhǎng)一段路要走。對(duì)于源自于航空航天和軍工需要的尖端3D打印技術(shù)而言，當(dāng)前走向民用領(lǐng)域還必須以一種更巧妙的方式。
首先從國(guó)防的角度講，一些高精尖技術(shù)在民間的流傳是不可能被允許的，會(huì)受到嚴(yán)格的管制；其次從使用成本的角度講，能使用3D打印制備像鈦合金等高性能材料的部門基本不會(huì)是草根出身，高大上的東西滿足的也是高大上的需求；第三從未來的發(fā)展看，軍工技術(shù)的民用化發(fā)展，前提是要看市場(chǎng)，要等高大上產(chǎn)品的需方市場(chǎng)出現(xiàn)。
但是這并意味著3D打印對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)一點(diǎn)助益也沒有。在大多數(shù)情況下，二者更多是互補(bǔ)，競(jìng)爭(zhēng)不多。3D打印主要是滿足個(gè)性化的需求，而傳統(tǒng)制造業(yè)主要是滿足大眾化的需求，出發(fā)點(diǎn)不同；3D打印簡(jiǎn)化了工藝，只有想不到，沒有做不到，傳統(tǒng)制造固化了工藝，只要不變的重復(fù)，不可一絲的不符，過程不同；3D打印讓每個(gè)人可輕松參加到創(chuàng)造的過程中，傳統(tǒng)制造則只讓最專業(yè)的人做專業(yè)的事，目標(biāo)不同。
從成本的角度看，個(gè)性化產(chǎn)品量小工藝復(fù)雜，傳統(tǒng)制造方式不值得去生產(chǎn)或無法實(shí)現(xiàn)；同質(zhì)產(chǎn)品量大工藝嚴(yán)格，3D打印無法成本無法承受且產(chǎn)量受限。所以，3D打印與目前的制造業(yè)關(guān)系最好的定性應(yīng)是互補(bǔ)關(guān)系，在合作中依存。
分布式制造的骨干
3D打印技術(shù)必將引起工業(yè)生產(chǎn)的巨大革新，特別是為一些以前無法想象更無法實(shí)現(xiàn)的零件找到了實(shí)現(xiàn)的途徑，為設(shè)計(jì)創(chuàng)新開辟了巨大的空間。2012年4月，英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》刊文認(rèn)為，3D打印技術(shù)是第三次工業(yè)革命最具標(biāo)志性的生產(chǎn)工具，該技術(shù)與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式結(jié)合，將會(huì)推動(dòng)第三次工業(yè)革命的實(shí)現(xiàn)。人們可以將多種零件的組裝件設(shè)計(jì)成一個(gè)零件，既省掉了裝配過程，也不需要各組成零件之間的制造精度要求、裝配精度要求。采用3D打印技術(shù)的一體化設(shè)計(jì)，工藝簡(jiǎn)單化、成本更低且性能更穩(wěn)定。
而在國(guó)內(nèi)，盧秉恒院士也提出了“集散制造”的全新理念。(詳見本刊2014年第9期和第11期)。盧院士的“集散制造”，相當(dāng)于一種依托于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化平臺(tái)、以3D打印為骨干的分布式制造。
在集散制造平臺(tái)上，任何人即使不具備建模的知識(shí)，但只要有產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)意，就可以和設(shè)計(jì)師及時(shí)進(jìn)行溝通，設(shè)計(jì)出自己想要的數(shù)字模型，然后通過3D打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)。這樣，互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)就可以徹底打通。有了完善的平臺(tái)，在人群聚集的互聯(lián)網(wǎng)上，創(chuàng)新思想就可以得到實(shí)現(xiàn)；有了以3D打印機(jī)為工具的分布式制造點(diǎn)，可以為制造點(diǎn)周邊的普通用戶提供個(gè)性化定制的產(chǎn)品。
但是，要想建成3D打印支撐下的集散制造模式，首要的前提是要建立起一個(gè)為全社會(huì)共同接受的質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)督機(jī)制，且由監(jiān)督與交易過程均需經(jīng)由第三方實(shí)現(xiàn)。具體的主要工作包括: 一，建立統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括:適用材料、設(shè)備、過程工藝、產(chǎn)品性能評(píng)價(jià)及費(fèi)用構(gòu)成等； 二、建立合理的第三方管理機(jī)制，包括從設(shè)計(jì)委托、方案認(rèn)可、耗材供應(yīng)、設(shè)備使用到物流送達(dá)的全過程控制機(jī)制，以及追責(zé)機(jī)制和委托交付機(jī)制等；三，建立基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的開放式集散制造平臺(tái)，分行業(yè)如生物醫(yī)療、文化創(chuàng)意、工業(yè)工裝、能源電力等，實(shí)現(xiàn)全行業(yè)的資源整合。
未來的改寫者
可以大膽預(yù)期，未來的二三年內(nèi)：一，3D打印技術(shù)的基本概念將在全社會(huì)普及，并成為新產(chǎn)品開發(fā)的主要制樣方式之一，開始出現(xiàn)大批量的工業(yè)級(jí)同質(zhì)個(gè)性化產(chǎn)品；二，年輕人成為3D打印行業(yè)的主力軍，創(chuàng)客文化伴隨創(chuàng)客群的擴(kuò)大而成為時(shí)代標(biāo)簽，涌現(xiàn)出一批草根創(chuàng)業(yè)的財(cái)富神話；環(huán)保3D打印耗材成為材料生產(chǎn)企業(yè)最大的增加長(zhǎng)點(diǎn)，開始出現(xiàn)材料企業(yè)與設(shè)備制造企業(yè)的相互并購(gòu)；四、3D封裝行業(yè)開始出現(xiàn)，通信產(chǎn)品、家電及家居等行業(yè)開始推出個(gè)性化外裝定制支持服務(wù)；五、集散制造平臺(tái)開始出現(xiàn)，并迅速發(fā)展出新的電商經(jīng)濟(jì)模式。
而在更遠(yuǎn)一些的未來，作為重要生產(chǎn)工具的3D打印機(jī)，不會(huì)再被少數(shù)企業(yè)占有，每一個(gè)個(gè)體勞者擁有極大的生產(chǎn)工業(yè)化產(chǎn)品的能力，并且會(huì)極大地提升他們的創(chuàng)新創(chuàng)意能力，這種模式是對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)化大生產(chǎn)、特別是勞動(dòng)密集型制造業(yè)的重要突破，將會(huì)極大的提升人類社會(huì)的生產(chǎn)力，會(huì)改變當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，甚至社會(huì)結(jié)構(gòu)。
這種設(shè)想，我們現(xiàn)在覺得有些遠(yuǎn)，甚至?xí)X得不可思議。但是僅僅在15年前，我們可曾想到互聯(lián)網(wǎng)會(huì)像今天這樣大規(guī)模、深層次地被廣泛應(yīng)用嗎?甚至僅在5年前，我們會(huì)想到像今天這樣智能手機(jī)深刻地改變了我們的閱讀方式、信息獲取方式、表達(dá)方式、交往方式甚至是支付方式。所以，遠(yuǎn)與近，并不以我們的主觀設(shè)想為尺度，而且技術(shù)的推動(dòng)力量。
3D打印，就是改變我們生活方式的下一個(gè)主要角色。
“中國(guó)制造”的電商契機(jī)
當(dāng)比爾蓋茨提出，“21世紀(jì)要么電子商務(wù)，要么無商可務(wù)”的大膽預(yù)言后，一個(gè)屬于電子商務(wù)的時(shí)代已經(jīng)拉開序幕。今天，每年的“雙11”都成為中國(guó)電商競(jìng)爭(zhēng)白熱化的紀(jì)念日。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)的最新數(shù)據(jù)顯示，到2015年，我國(guó)電子商務(wù)交易額預(yù)計(jì)有望超過18萬億。由此，網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)與電子商務(wù)相融合的新的商業(yè)模式逐漸滲透到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，并打造出新的經(jīng)濟(jì)平臺(tái)，新的業(yè)態(tài)。中國(guó)電子商務(wù)創(chuàng)新推進(jìn)聯(lián)盟秘書長(zhǎng)徐經(jīng)緯指出，未來，沒有電子商務(wù)這個(gè)詞匯，所有的商務(wù)行為都在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下進(jìn)行，商務(wù)形式電子化已是常態(tài)。
與工業(yè)4.0息息相關(guān)
目前，我國(guó)制造業(yè)的電子商務(wù)大都以消費(fèi)類產(chǎn)品為主，而在工業(yè)4.0的體系中，電子商務(wù)是其中的銷售與服務(wù)環(huán)節(jié)。因此，在網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)與電子商務(wù)的逐漸深度融合的過程中，傳統(tǒng)的制造模式已發(fā)生了根本的改變。在傳統(tǒng)制造模式下，企業(yè)銷售是銷售庫(kù)存，也就是企業(yè)先生產(chǎn)出產(chǎn)品進(jìn)行儲(chǔ)存再進(jìn)行銷售，這種方式是以產(chǎn)定銷。現(xiàn)在，電子商務(wù)可以對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行快速的反饋，并將產(chǎn)業(yè)鏈上、下游企業(yè)串聯(lián)起來。企業(yè)可以快速的依據(jù)市場(chǎng)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造也就是以銷定產(chǎn)。如海爾，其制造的很多產(chǎn)品可以通過電子商務(wù)，將客戶個(gè)性化需求整合。在設(shè)計(jì)與制造階段，通互聯(lián)組織全球化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并在全球進(jìn)行采購(gòu)，最終進(jìn)行制造。
目前，在很多設(shè)計(jì)型與工程型制造企業(yè)中，都在采取全球化的設(shè)計(jì)模式，將全球最優(yōu)秀的設(shè)計(jì)工程師進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)簽約，招入麾下。在這種模式下，企業(yè)的設(shè)計(jì)已不簡(jiǎn)單的局限在企業(yè)內(nèi)部，而是調(diào)動(dòng)了全球的資源為企業(yè)服務(wù)，增加了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，更大的提升了產(chǎn)品的價(jià)值。
徐經(jīng)緯表示：工業(yè)電子商務(wù)的發(fā)展，要滿足小批量多批次的生產(chǎn)需求。在工業(yè)4.0的標(biāo)準(zhǔn)下，大批量的產(chǎn)品生產(chǎn)已經(jīng)逐漸消失，人們的需求越來越趨于個(gè)性化。這種需求必然產(chǎn)生C2B(Customers to business)電子商務(wù)模式，即消費(fèi)者對(duì)企業(yè)。他解釋到，無論是工業(yè)4.0還是數(shù)字化工廠，最基本的要求是要滿足需求而設(shè)計(jì)、制造，企業(yè)要以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向。電子商務(wù)正是企業(yè)的市場(chǎng)前端，通過前端連通市場(chǎng)得到反饋，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全流程采購(gòu)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)。在以銷定產(chǎn)的趨勢(shì)下，中國(guó)的制造企業(yè)再也無法在圍墻內(nèi)自娛自樂，要保持良好而持續(xù)的發(fā)展，關(guān)注客戶需求進(jìn)而制造產(chǎn)品、完善服務(wù)是贏得客戶的關(guān)鍵所在。企業(yè)要意識(shí)到客戶需求即市場(chǎng)，電子商務(wù)正是企業(yè)與用戶之間的溝通平臺(tái)。目前，電子商務(wù)正在中國(guó)制造業(yè)大范圍推廣之中。
理性對(duì)待電子商務(wù)
2014年，中國(guó)制造業(yè)有大量的制造型企業(yè)，開始了電子商務(wù)的研究與實(shí)施，這樣的企業(yè)如雨后春筍般破土而出。對(duì)于中國(guó)制造企業(yè)大膽探索電子商務(wù)的態(tài)度與行動(dòng)，徐經(jīng)緯指出，企業(yè)在發(fā)展電子商務(wù)時(shí)容易出現(xiàn)盲目跟風(fēng)現(xiàn)象，電子商務(wù)模式有待完善。在狂熱的現(xiàn)狀中，企業(yè)還需要多一些理性，要根據(jù)企業(yè)實(shí)際狀況，弄清企業(yè)需要的電子商務(wù)模式，一定要讓電子商務(wù)匹配企業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展需要。
導(dǎo)致企業(yè)電子商務(wù)失敗的主要原因是對(duì)電子商務(wù)的模式的混淆清晰。他解釋說，電子商務(wù)分為使用電子商務(wù)與建立電子商務(wù)兩個(gè)層次，電子商務(wù)的初期模式是使用電子商務(wù)也就是消費(fèi)類電子商務(wù)B2C(Business-to-Customer)“商對(duì)客”模式，如阿里巴巴、京東等電子商務(wù)平臺(tái)都可助推企業(yè)拓寬傳統(tǒng)的銷售渠道。但在工業(yè)體系中，消費(fèi)類電子商務(wù)模式是不可行的。工業(yè)類電子商務(wù)模式被很多業(yè)內(nèi)人士稱之為產(chǎn)業(yè)電子商務(wù)，也可以稱為B2B(Business To Business)電子商務(wù)，是指企業(yè)對(duì)企業(yè)之間的營(yíng)銷關(guān)系，它將企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，通過B2B網(wǎng)站與客戶緊密結(jié)合起來，通過網(wǎng)絡(luò)的快速反應(yīng)，為客戶提供更好的服務(wù)，從而促進(jìn)企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展。它與B2C的電子商務(wù)模式是截然不同的。
他表示，企業(yè)一定要明晰電子商務(wù)模式。首先，電子商務(wù)模式一定是商務(wù)化的，它是以商務(wù)以及實(shí)現(xiàn)商務(wù)目的為出發(fā)點(diǎn)。其次企業(yè)要充分利用電子商務(wù)自身扁平化、快捷化、精準(zhǔn)化的特質(zhì)，良好的與業(yè)務(wù)進(jìn)行匹配。同時(shí)，企業(yè)要在涉及大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的電子商務(wù)平臺(tái)上，與供應(yīng)鏈企業(yè)進(jìn)行無縫對(duì)接。當(dāng)然這也是電子商務(wù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
找準(zhǔn)企業(yè)切入點(diǎn)
在電子商務(wù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展下，傳統(tǒng)制造企業(yè)面臨著資源和環(huán)境的困境，以及過高的勞動(dòng)力成本。如何發(fā)揮電子商務(wù)的作用，拓寬企業(yè)商品銷售流通渠道，改變產(chǎn)品生產(chǎn)方式，推動(dòng)企業(yè)轉(zhuǎn)型、升級(jí)，這值得每個(gè)企業(yè)深入思考。徐經(jīng)緯指出，每個(gè)企業(yè)都需要電子商務(wù)，電子商務(wù)將成為一種環(huán)境與業(yè)態(tài)，企業(yè)找準(zhǔn)切入點(diǎn)才是關(guān)鍵。
2014年大批制造企業(yè)進(jìn)入電子商務(wù)領(lǐng)域，開始電子商務(wù)工作部署與實(shí)施。主要存在兩種方式，一種方式是企業(yè)加入到行業(yè)的電子商務(wù)平臺(tái)中，進(jìn)行產(chǎn)品銷售，拓寬了企業(yè)產(chǎn)品的銷售途徑。第二種方式是企業(yè)自建電子商務(wù)平臺(tái)，在企業(yè)所處行業(yè)，將產(chǎn)業(yè)鏈中的供、需鏈進(jìn)行銜接與整合。如在整個(gè)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過剩，市場(chǎng)疲軟的環(huán)境下，江蘇沙鋼集團(tuán)，這家全國(guó)最大的民營(yíng)鋼鐵企業(yè)通過自身自有的電子商務(wù)平臺(tái)，擴(kuò)展的銷售渠道，產(chǎn)品行銷海外，正是因?yàn)殡娮由虅?wù)對(duì)外的銷售出口，讓今年的市場(chǎng)份額較2013年遞增了30%。在增加企業(yè)自身盈利的情況下，還帶動(dòng)了處于同一產(chǎn)業(yè)鏈上的其他企業(yè)產(chǎn)生盈利。
他解釋到，在鋼鐵行業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈涉及上游的原材料采購(gòu)，如鐵礦石的采購(gòu)，在鐵礦石的采購(gòu)過程中又涉及到進(jìn)口、運(yùn)輸?shù)戎T多環(huán)節(jié)。原材料進(jìn)入鋼鐵企業(yè)中進(jìn)行冶煉、生產(chǎn)，生產(chǎn)出的產(chǎn)成品會(huì)進(jìn)入到下游的銷售環(huán)節(jié)，最終由中間商銷售到客戶手中。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈模式下，產(chǎn)業(yè)鏈的下游環(huán)節(jié)中，鋼鐵制造企業(yè)與終端客戶之間存在中間商——鋼鐵貿(mào)易商。所以，鋼鐵制造企業(yè)的客戶是鋼鐵貿(mào)易商而不是最終的終端用戶。
鋼鐵貿(mào)易商的存在說明，在產(chǎn)業(yè)鏈上，鋼鐵制造企業(yè)與最終用戶信息的不對(duì)稱，雖然中間商可以幫助企業(yè)解決資金、物流等問題，但也給本就利潤(rùn)不高的鋼鐵行業(yè)加重了負(fù)擔(dān)，對(duì)制造企業(yè)與最終客戶也沒有太多好處可言。現(xiàn)在，在電子商務(wù)模式下，鋼鐵企業(yè)完全可以繞過中間商，企業(yè)可以將物流委托于第三方物流公司，這些專業(yè)公司憑借專業(yè)優(yōu)勢(shì)可以為鋼鐵企業(yè)提供更好的服務(wù)。當(dāng)鋼鐵企業(yè)直接面對(duì)最終客戶時(shí)，信息是實(shí)時(shí)對(duì)稱的，也讓管理與銷售扁平化、快捷化。在這種環(huán)境中，企業(yè)的生產(chǎn)與銷售成本會(huì)降低，終端客戶自然也是受益的。
沙鋼這樣的電子商務(wù)實(shí)例說明，全產(chǎn)業(yè)鏈模式的電子商務(wù)也就是全程式電子商務(wù)，可以帶動(dòng)鋼鐵鏈整個(gè)環(huán)節(jié)的采購(gòu)、生產(chǎn)、銷售以及在線供應(yīng)鏈金融的快速發(fā)展。徐經(jīng)緯表示，目前，在在線供應(yīng)鏈金融這方面，銀行和企業(yè)之間的信用借貸，辦理時(shí)間最快三分鐘就可完成，這讓企業(yè)的財(cái)務(wù)流更加快捷與透明。
電子商務(wù)最大的特點(diǎn)是將整個(gè)社會(huì)的各種資源進(jìn)行有效地調(diào)配與組合，為產(chǎn)業(yè)鏈以及企業(yè)創(chuàng)造巨大的效益。站在企業(yè)角度，消費(fèi)類電子商務(wù)模式比較簡(jiǎn)單，也較容易實(shí)現(xiàn)。企業(yè)引入消費(fèi)類電子商務(wù)，可以打破企業(yè)從采購(gòu)到銷售的單一性。這種電子商務(wù)模式并不涉及生產(chǎn)與制造環(huán)節(jié)，只涉及采購(gòu)與銷售，而且它與生態(tài)鏈的關(guān)系較松散，與上、下游的關(guān)系也相對(duì)獨(dú)立。產(chǎn)業(yè)鏈的電子商務(wù)模式相對(duì)復(fù)雜，它要求企業(yè)從采購(gòu)、設(shè)計(jì)、制造、銷售、服務(wù)等整個(gè)流程與產(chǎn)業(yè)鏈緊密配合，企業(yè)初試電子商務(wù)這種模式需要高成本的投入，實(shí)現(xiàn)也較困難。
生態(tài)鏈競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)
針對(duì)2014年電子商務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)，徐經(jīng)緯表示，一方面中國(guó)制造業(yè)各行業(yè)的龍頭企業(yè)將對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行整體驅(qū)動(dòng)。電子商務(wù)將會(huì)形成帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈整體驅(qū)動(dòng)的態(tài)勢(shì)，成為巨大的驅(qū)動(dòng)力。以各行業(yè)的龍頭企業(yè)為核心形成若干個(gè)電子商務(wù)的骨干網(wǎng)絡(luò)。另外，電子商務(wù)將與多元素集成創(chuàng)新，集成多種商業(yè)要素。如，電子商務(wù)與金融相結(jié)合產(chǎn)生的供應(yīng)鏈金融；與物流相結(jié)合形成電子商務(wù)物流配送的實(shí)體網(wǎng)絡(luò)；與工業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合、與產(chǎn)業(yè)鏈等相結(jié)合都會(huì)產(chǎn)生新的生態(tài)環(huán)境。因此，電子商務(wù)的多元化集成已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。
在這種趨勢(shì)下，企業(yè)通過多元化電子商務(wù)的互通互聯(lián)，讓各種資源共享，有效的而快速的進(jìn)行配制，使得電子商務(wù)，也就是骨干化電子商務(wù)，形成良性的生態(tài)圈。在未來，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)不是單獨(dú)的平臺(tái)、企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，而是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的競(jìng)爭(zhēng)，也是電子商務(wù)的生態(tài)圈的競(jìng)爭(zhēng)。
核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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本文標(biāo)題：在工業(yè)4.0背景下——八大新興技術(shù)的回顧與展望
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