在工业4.0时代,人们热议的智能工厂究竟怎么“智能”?既然什么都“智能”来还需要工人吗?我们的日常生活在智能化时代会是什么样子?工业4.0真的就只是一个升级版的工业概念么?不要着急,现在就带你体验和探究一把工业4.0时代的工作与生活。CPS:机器互相喊话,智能处理订单,直接满足客户需求 网购达人最有体会,想在网上淘个东西,可经常对着网页上一片花花绿绿的选项找不到自己想要的那款。在工业4.0时代,“工厂”的概念已不再是工人+流水线+批量生产这么简单,你的购物体验也不再是像在淘宝上那样只能有什么选什么,而是你想要什么工厂就生产什么,而且交货很快。
在工业4.0的带动下,未来的智能工厂能实现大规模的个性化定制生产,生产内容高度灵活,整个过程都能根据需要进行实时监控和调整,这样一来,生产效率和资源利用率大大提高,更重要的是,智能生产所带来的灵活性,将充分满足客户的不同需求,你甚至可以绕过中介平台直接联系厂家,根据你的个性化需求生成订单。 比如想买辆宝马,厂家将在生产之前和客户通过在线服务进行深度交流,根据客户对车的外观、内饰、配置等个性化要求确定参数,生成订单然后进行生产。这样一来,生产将更有规划,也避免了浪费和过度生产。 但工厂毕竟是工厂,除了个性化定制服务,工业4.0时代的它们也需要同时保持产量、进行批量化生产。这样,生产线面临的挑战就会大大增加,而工业4.0就是来解决这个复杂问题的。 未来的工厂,可能广泛采用CPS(Cyber-Physical System)技术,即“信息物理系统”,其中有个智能化成果——EGrain(电子谷物)。这种大小和谷子差不多的设备里,配有处理器、传感器、天线、电池等各种部件。嵌入了电子谷物的工件,将能够包含生产过程中所需要的全部信息,并可以对信息进行智能处理,然后传输到其他系统里去。也就是说,通过电子谷物,机器与机器间将能够进行交流,从而优化了整个生产流程。 比如,某个工件需要进行下一步处理,它就会用自己的IP在整个CPS系统里“发帖”:“接下来谁过来加工一下!马上就需要!”如果旁边的一台机器答复说:“我可以加工,但是要等半个小时之后,我手头还有活儿,”那么工件就会自动去联系另外的机器。 现在,西门子工厂的气涡轮生产过程就采用了工业4.0的理念。工人只需通过电脑输入信息,然后信息会通过电子谷物传递给机器,自动生成订单。生产时系统全程进行自我组织和自我检测。生产结束后,电子谷物会进行测量,告知机器采用哪种技术按照什么标准来测试产品性能。 上述例子体现了工业4.0时代一个非常重要的理念:分散式系统。产品品种越丰富,批量越小,集中控制的成本就越高,分散式系统有助于帮助降低复杂程度,增强工厂生产的灵活性和智能化。 那么,当机器都能互动“喊话”了,工人还有存在感吗?别担心,在未来工厂中,工人依然处于中心地位。任何生产过程中,缺陷总是难以避免,而高素质的工人就负责排除被检测出的缺陷,把自己多年的评估和解决紧急状况的经验运用到生产中去。事实上,新技术将为工人提供难以想象的发挥空间,人在更大程度上变成了工厂的指挥者和协调者。 回到标题的问题,工业4.0时代智能生产所带来的灵活性将能极大地满足客户的不同需求,这对类似淘宝的中介电商平台的确冲击不小。至于这类电商平台最终会否被淘汰,答案还是留给未来吧。 如今,“云计算”“云物流”等概念方兴未艾,而在未来的工业4.0时代,生活里的“云”将无处不在。 比如你想上个厕所,公共卫生间入口投币处的闸机会配备计数器并联网,洗手台的洗手液容器也会装有记录剩余量的感应芯片,擦手纸的感应器会显示剩余多少纸,连每间厕所的厕纸用量都会实时监控……一切信息都会被纳入联网,并上传到云端,然后实时显示到采购人员的手持设备上,并能实现和日用品商店进行数据互通。比如:“4号公厕今天的人流量为xx,洗手液还剩xx,擦手纸还剩xx,厕纸还剩xx”。这样,整个卫生间将随时保持上佳的卫生标准,也让采购者的工作更有针对性。 再举个开车的例子。在未来日常生活中,如果一台车的限速是180码,而你一时兴起开到了200码,那么车的内置传感器就会自动往云端发送数据,通过APP把“强烈建议对车进行维护”的信息发送给用户,甚至为驾驶员安排好第二天需抵达的修车行,然后把所有信息一并发到手机上。 未来的家居生活也将智能化。住户手机和云端连接,可以直接控制家里的电器、家具等。根据“分散式系统”的原理,家这个“信息物理系统”里的各部分也可以进行交流和自主决策。比如,温度感应器自动指挥空调和暖气系统,并结合运动物体感应装置判断某房间是否有人,从而决定电器开关以节省能源。 在工业4.0时代,万物互联,虚拟世界与物理世界融合,“云”无处不在,从而极大优化信息收集决策过程和资源利用率。Airberlin:每年少用5架飞机完成全年飞行任务 工业4.0时代不仅催生智能生产,也会带来全新的管理理念,人们的工作因此获得更多的灵活性。在未来,工作自主性更强,效率也更高,假期更灵活,可钱不一定少挣。 比如,德国南部的斯图加特机场全天、全年无休开放,但冬夏乘客量差别很大,一天之内也有利用率的差异。机场因此根据工业4.0的理念设计了更灵活的用工制度。员工可以在冬日淡季里把知识技能应用到机场的其他方面,比如先做守卫,然后去接班航空管制,或者兼做候机厅广告散发员和信息台咨询,当然也可以休假。员工凭工作业绩兑现奖金,享受灵活用工制度创造出来的价值福利。 这套制度实施后,斯图加特机场第一年的生产率就迅猛增长。原来机场每年光是为员工加班支付的补助金就要近1000万欧元,现在在生产率保持高位的前提下,可以不支付加班费,以补休等方式代之。 和分散式系统类似,工业4.0的管理理念也不青睐集中的管理调配,而更强调分散式自主决策。比如,德国第二大航空公司Airberlin今天下午有架飞机从法兰克福飞到柏林,当晚需要就地维护。按照一般的集中式处理方式,这应由总部确认柏林是否有合适的维护工具、零件和技工,飞机只需要听令就行。然而对拥有150多架飞机、每天的飞行任务300多次的Airberlin公司而言,一旦航班发生改变,在维护方面就会遇到极大挑战。因为对于空客、波音等对安全性要求很高的机型来说,如果本来需要今天维护,但由于航班调整没能实现,那么明天就没法继续飞。 工业4.0的“分散式”管理理论可以帮助航空公司进行更有效地安排,将决策的主体从总部变成每一架飞机。还是这架飞往柏林的飞机,若临时航班调整需飞去慕尼黑,飞机就自主联系当地机场,询问是否有相应的工具和工人。如果缺少,飞机就马上联系今天从柏林飞往慕尼黑的航班,让其顺便把自己所需的零件带去,以完成当天的维护任务。 这样,飞机之间就形成了一个信息物理系统,极大地提升了灵活应对复杂情况的能力。经计算,这样一来,Airberlin每年少用5架飞机就可完成全年的飞行任务,节省的费用超过6000万欧元。 工业4.0真的这么简单?当然不是,它还有很远的路要走。但无论怎样,说到底,未来工业4.0的目标,就是个大写加粗的智能化。
