什么是工業(yè)4.0？
發(fā)布者：廣東智碩互聯(lián)科技有限公司 日期：2017-10-10 15:30:51
先聲明，筆者只是個知識的搬運(yùn)工，我說的不一定對，不過是看了很多材料后消化理解的結(jié)果而已。事實(shí)上，工業(yè)4.0就沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，連德國人自己都沒有。
先看三個概念：
工業(yè)1.0
機(jī)械化，以蒸汽機(jī)為標(biāo)志，用蒸汽動力驅(qū)動機(jī)器取代人力，從此手工業(yè)從農(nóng)業(yè)分離出來，正式進(jìn)化為工業(yè)。
工業(yè)2.0
電氣化，以電力的廣泛應(yīng)用為標(biāo)志，用電力驅(qū)動機(jī)器取代蒸汽動力，從此零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配實(shí)現(xiàn)分工，工業(yè)進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)時代。
工業(yè)3.0
自動化，以PLC（可編程邏輯控制器）和PC的應(yīng)用為標(biāo)志，從此機(jī)器不但接管了人的大部分體力勞動，同時也接管了一部分腦力勞動，工業(yè)生產(chǎn)能力也自此超越了人類的消費(fèi)能力，人類進(jìn)入了產(chǎn)能過剩時代。
要理解工業(yè)4.0，我們得先看下目前的狀況，我們稱之為工業(yè)3.X，用修真小說的時髦描述，也就是3.0中后期，這種狀態(tài)叫做完全的自動化和部分的信息化。
咱們還得從工廠的業(yè)務(wù)模式說起。
作為一個工廠，存在的目的只有兩個，生產(chǎn)產(chǎn)品，然后賣出去。所以在工業(yè)企業(yè)中，通常會分為兩個大的部門，一個是生產(chǎn)部門，一個是業(yè)務(wù)部門，前者通過MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）管理，后者通過ERP（管理信息系統(tǒng)）來管理。
這兩個系統(tǒng)啥區(qū)別呢？ERP更傾向于財(cái)務(wù)信息的管理，而MES更傾向于生產(chǎn)過程的控制，簡單的說，ERP主要告訴你客戶需要生產(chǎn)多少個瓶子，哪天下單，哪天要貨，而MES主要負(fù)責(zé)監(jiān)控和管理生產(chǎn)這些瓶子的每一個步驟和工序如何實(shí)現(xiàn)。
在中國工廠的很多車間里，各個生產(chǎn)設(shè)備之間、生產(chǎn)設(shè)備和控制器之間，都已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了連通。再牛逼一點(diǎn)的公司里，整個工廠已經(jīng)通過制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）連通起來，而業(yè)務(wù)部門全部通過ERP連通起來了。
發(fā)現(xiàn)問題了嗎？
ERP和MES其實(shí)并沒有連起來！
所以當(dāng)ERP給MES下達(dá)生產(chǎn)計(jì)劃指令后，MES在生產(chǎn)過程中發(fā)生了與計(jì)劃偏差的事項(xiàng)（比如設(shè)備壞了，原料不合格等等），MES會根據(jù)車間的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。但是ERP是不知道的！所以它會繼續(xù)按照原本的計(jì)劃執(zhí)行訂單，時間久了，財(cái)務(wù)系統(tǒng)和工廠的實(shí)際情況就會出現(xiàn)非常大的偏差。
至于為啥沒連起來，兩個原因，首先是ERP和MES的開發(fā)公司通常是兩撥人，搞財(cái)務(wù)的和搞生產(chǎn)的合作，不但互相不懂對方的職業(yè)術(shù)語，雞同鴨講，而且互相看不上對方。另外，業(yè)務(wù)部門和生產(chǎn)部門在公司里通常是分開運(yùn)營。
當(dāng)然，人民群眾的智慧是無窮的，他們是斷然不會干等著兩個系統(tǒng)的偏差越來越大的，既然系統(tǒng)不給力，咱人工上，咱們工人有力量。所以工廠車間通常會定期把MES的調(diào)整項(xiàng)做成一個表，交給業(yè)務(wù)部門，然后由業(yè)務(wù)部門手動在ERP中調(diào)整過來。
ERP和MES的問題只是工廠內(nèi)系統(tǒng)斷層的一個問題縮影，事實(shí)上工廠里還有非常多的其他系統(tǒng)，設(shè)計(jì)、制造、采購、辦公等等，這些系統(tǒng)都是一個個的信息孤島，互相都不知道對方在干啥，干到哪一步了。其中一個部分出了特殊情況，其他部分都不知道，只有等到問題出現(xiàn)了，才能退回來，所有系統(tǒng)再一個個改。
插一句，老羅的錘子手機(jī)之所以難產(chǎn)，就是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)的時候，生產(chǎn)人員并沒有實(shí)時了解情況，所以實(shí)際生產(chǎn)時發(fā)現(xiàn)原本的牛X設(shè)計(jì)會導(dǎo)致良品率很低，只能退回去重新設(shè)計(jì)。這樣每一個產(chǎn)品都要改來改去，所以一個工業(yè)品從設(shè)計(jì)到上線量產(chǎn)，往往要用一兩年的時間。
當(dāng)然，這種事也不是第每天存在的，以前因?yàn)樵诠I(yè)時代，產(chǎn)品的生命周期很長，筆者的老東家，西門子一個型號的變頻器可以賣三十年，這樣一兩年的研發(fā)上線時間也就顯得不那么長了，其余的問題，靠著人工溝通，雖然有錯，倒也都相安無事。
然而，可怕的狼終于還是來了。
這兩只狼，一只叫產(chǎn)能過剩，一只叫互聯(lián)網(wǎng)。
全球性的產(chǎn)能過剩，導(dǎo)致企業(yè)的競爭越來越激烈，以往一款產(chǎn)品賣三十年的做法已經(jīng)不行了，你跑不快，有的是快的。老羅的錘子手機(jī)僅僅晚上線了幾個月，就從一款萬眾期待的爆款，成為了臭大街的過時貨，產(chǎn)品的生命周期大大縮短了。
互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，撼動了工業(yè)時代的一大基礎(chǔ)，信息不對稱。工業(yè)時代里，因?yàn)樯a(chǎn)廠家無法低成本的了解每一個客戶的需求，所以往往采用一刀切的方法，就是把需求做多的性能組合到一起，成為一款產(chǎn)品。
比如你想要一雙適合你的腳的鞋子，鞋廠是無法知道你的腳多大的，所以只能測量很多人的腳之后，把較集中的尺碼分成40號，41號，42號等等，但是如果你的腳偏肥或偏瘦，對不起，概不伺候。
互聯(lián)網(wǎng)改變了這個局面，人與人，人與廠商，可以低成本的實(shí)現(xiàn)連接，從而讓每個人的個性需求被放大，人們越來越喜歡個性化的東西。但是個性化的東西需求量沒有那么大，這就需要工業(yè)企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)小批量的快速生產(chǎn)。
這兩只狼，逼迫著傳統(tǒng)工業(yè)必須做一件事，一件工業(yè)社會較不愛做的事，就是快速、小批量、定制化的生產(chǎn)。
這個時候，先得做點(diǎn)準(zhǔn)備工作，就是工業(yè)3.0首先要進(jìn)化為3.X，所謂工業(yè)3.X，其實(shí)就是先把ERP和MES等等信息系統(tǒng)徹底打通，讓工廠原本的所有信息孤島實(shí)現(xiàn)連通。這個時候，就從完全的自動化和部分的信息化，進(jìn)入了完全的自動化和完全的信息化，也就是工業(yè)3.0大圓滿階段。
別小看這個過程，單就這一條，也許我們中國就需要十年甚至更長才能完成。
好了，前面的都是現(xiàn)實(shí)問題，3.0大圓滿之后，我們就要開始科幻燒腦之旅了，我們終于要沖擊工業(yè)4.0了。這個過程中，3.0中以及完全的自動化和信息化要開始做一件事，就是結(jié)婚，生孩子。
這個過程，德國叫工業(yè)4.0，美國叫工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，我們工信部稱之為兩化融合，物聯(lián)網(wǎng)的腦殘粉們把它叫做萬物互聯(lián)。
這里我要說一下，所有的物，如果需要互聯(lián)溝通時，就有一個問題，說什么語言？說英語、德語、還是四川話？
通訊協(xié)議是什么，這個是一個關(guān)鍵問題。你可能會說，為什么不用現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的通訊方式，也就是TC/PIP協(xié)議，這是個技術(shù)問題，沒法解釋明白（其實(shí)我這個曾經(jīng)的半桶水自動化工程師也不怎么太懂）。簡單的來說，互聯(lián)網(wǎng)的通訊方式，速度還是太慢，精確度還是不夠，安全性還是不好。而工業(yè)生產(chǎn)中，對于速度、精度和安全性的要求，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于你下載一部電影的要求。
所以萬物互聯(lián)，必須需要一個專門的通訊協(xié)議。
這也是德國的工業(yè)4.0，美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，以及中國的兩化融合中國制造2025，這些時髦的名詞背后的核心問題，大家在爭這個通訊標(biāo)準(zhǔn)。美國的互聯(lián)網(wǎng)世界第一，所以美國人希望從信息化層降維到自動化層；而德國的機(jī)械制造業(yè)較強(qiáng)，所以他更希望從自動化層升格到信息化層；中國嘛，制造業(yè)第一大國，互聯(lián)網(wǎng)第二強(qiáng)國，所以兩邊都不想跟，打算自己搞個互聯(lián)網(wǎng)+，也叫中國制造2025。
按照修真小說的習(xí)慣，每一個境界都要分成一個小境界，以突顯差異和牛逼，我按照這個方法，把工業(yè)4.0也分成六重天。
工業(yè)4.0第一重天，智能生產(chǎn)。
之前我們說過，生產(chǎn)設(shè)備和管理信息系統(tǒng)也各自連接起來，并且設(shè)備和信息系統(tǒng)之間也連接起來了。你有沒有覺得還缺點(diǎn)什么？沒錯，就是生產(chǎn)的原材料和生產(chǎn)設(shè)備還沒有連接起來。
這個時候，我們就需要一個東西，叫做RFID，射頻識別技術(shù)。估計(jì)你聽不懂，簡單來說，這玩意兒就相當(dāng)于一個二維碼，可以自帶一些信息，他比二維碼牛叉的地方，在于他可以無線通訊。
我還是來描述一個場景，百事可樂的生產(chǎn)車間里，生產(chǎn)線上連續(xù)過來了三個瓶子，每個瓶子都自帶一個二維碼，里面記錄著這是為張三、李四和王二麻子定制的可樂。
第一個瓶子走到灌裝處時，通過二維碼的無線通訊告訴中控室的控制器，說張三喜歡甜一點(diǎn)的，多放糖，然后控制器就告訴灌裝機(jī)器手，“加二斤白糖！”（張三真倒霉……）。
第二個瓶子過來，說李四是糖尿病，不要糖，控制器就告訴機(jī)器手，“這貨不要糖！”
第三個瓶子過來，說王二麻子要的是芬達(dá)，控制就告訴灌可樂的機(jī)械手“你歇會”，再告訴灌芬達(dá)的機(jī)械手，“你上！”
看到了，多品種、小批量、定制生產(chǎn)，每一灌可樂從你在網(wǎng)上下單的那一刻起，他就是為你定制的，他所有的特性，都是符合你的喜好的。
這就是智能生產(chǎn)。
工業(yè)4.0第二重天，智能產(chǎn)品。
生產(chǎn)的過程智能化了，那么作為成品的工業(yè)產(chǎn)品，也同樣可以智能化，這個不難理解，你們看到的什么智能手環(huán)、智能自行車、智能跑鞋等等智能硬件都是這個思路。就是把產(chǎn)品作為一個數(shù)據(jù)采集端，不斷的采集用戶的數(shù)據(jù)并上傳到云端去，方便用戶進(jìn)行管理。
德美工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心分歧之一，就是先干智能工廠，還是先搞智能產(chǎn)品。德國希望前者，美國希望后者。至于中國，我們就搞加，還是加這個東西好，正加反加都行。
工業(yè)4.0第三重天，生產(chǎn)服務(wù)化。
剛才說了，智能產(chǎn)品會不斷地采集用戶的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，并上傳給廠商，這個就使一種新的商業(yè)模式成為可能，向服務(wù)收費(fèi)。我好多年前在西門子的時候，西門子就提出來向服務(wù)收費(fèi)，當(dāng)時我覺得這是德國佬拍腦袋想出來的決定，但是現(xiàn)在我才明白這是若干年前就已經(jīng)開始為工業(yè)4.0的生產(chǎn)服務(wù)化布局了。你對西門子的印象是什么？冰箱？西門子這些年已經(jīng)悄然并購了多家有名軟件公司，成為僅次于SAP的歐洲第二大軟件公司了。
這個服務(wù)是什么呢？比如西門子生產(chǎn)一臺高鐵的牽引電機(jī)，以往就是直接賣一臺電機(jī)而已，現(xiàn)在這臺電機(jī)在運(yùn)行過程中，會不斷的把數(shù)據(jù)傳回給西門子的工廠，這樣西門子就知道你的電機(jī)現(xiàn)在的運(yùn)行狀況，以及什么時候需要檢修了。高鐵廠商以往是怎么做的？一刀切，定一個時間，到時間了不管該不該修都去修一下，跟我們的汽車保養(yǎng)沒什么差別。現(xiàn)在西門子可以告訴你什么時候需要修什么時候需要養(yǎng)護(hù)，你要想知道，對不起，給錢。
再舉個例子，智能產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)后，每一輛汽車都會不斷地采集周邊的數(shù)據(jù)，來決定自己的行駛路線，整個運(yùn)輸系統(tǒng)會完全服務(wù)化，任何人都不需要再買車，也許某天自己開車會造成嚴(yán)重的違法行為，因?yàn)樵O(shè)備是智能的，而人確是不可控的。
在這個階段，所有的生產(chǎn)廠商都會向服務(wù)商轉(zhuǎn)型。
工業(yè)4.0第四重天，云工廠。
當(dāng)工廠的兩化融合進(jìn)一步深入的時候，另一種新的商業(yè)模式就有要孕育而生了，這就是云工廠。
工廠里的設(shè)備現(xiàn)在也是智能的了，他們也在不斷地采集自己的數(shù)據(jù)上傳到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上，此時我們就可以看到，哪些工廠的哪些生產(chǎn)線正在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，哪些是有空閑的。那么這些存在空閑的工廠，就可以出賣自己的生產(chǎn)能力，為其他需要的人去進(jìn)行生產(chǎn)。
互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)為什么發(fā)展的這么快，就是因?yàn)閯?chuàng)業(yè)者只需要專注于產(chǎn)品和模式創(chuàng)新，不需要自己去買一個服務(wù)器，而是直接租用云端的服務(wù)就行了。而目前工業(yè)的創(chuàng)業(yè)者，還是要不斷地糾結(jié)于找OEM代工還是自建工廠中，這個極大地限制了工業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新。當(dāng)云工廠實(shí)現(xiàn)的時候，我預(yù)言中國的工業(yè)領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)一個比互聯(lián)網(wǎng)大百倍以上的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)浪潮，那個時候這個社會的一切都將被深刻的改變。
工業(yè)4.0第五重天，跨界打擊。
互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)天天說互聯(lián)網(wǎng)打擊傳統(tǒng)行業(yè)，什么谷歌小米阿里巴巴樂視，可是我告訴你，當(dāng)工業(yè)4.0進(jìn)入第五重天時，工業(yè)企業(yè)的跨界打擊將比這些互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)猛烈百倍。這個過程將從根本上撼動現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)學(xué)和管理學(xué)的根基，重塑整個商業(yè)社會。
舉個例子，一個生產(chǎn)手表的廠商，這個表每天貼著你的身體，采集你身體的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于手表廠商也許沒啥用，但是對于保險(xiǎn)公司就是個金庫，這個時候，手表廠商搖身一變，就能成為較好的保險(xiǎn)公司。
當(dāng)自動化和信息化深度融合的時候，跨界競爭將成為一種常態(tài)，所有的商業(yè)模式都將被重塑。
工業(yè)4.0大圓滿，黑客帝國。
整個工業(yè)4.0過程，就是自動化和信息化不斷融合的過程，也是用軟件重新定義世界的過程。
在未來，多元宇宙將在虛擬世界成為現(xiàn)實(shí)，一個現(xiàn)實(shí)的世界將對應(yīng)無數(shù)個虛擬世界。改變現(xiàn)實(shí)世界，虛擬世界會改變；改變虛擬世界，現(xiàn)實(shí)世界也會改變。一切都在基于數(shù)據(jù)被精確的控制當(dāng)中，人類的大部分體力勞動和腦力勞動都將被機(jī)器和人工智能所取代，所有當(dāng)下的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理都將不再試用。
但是有一些東西是不會變的，我相信。
人類的愛、責(zé)任、勇敢，對未來和自由的向往，以及永無止境的奮斗。
生生不息�。�
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