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工業(yè)4.0時代 智能工廠將如何改變制造商們的競爭趨勢？
文章導(dǎo)讀：
第四次工業(yè)革命將要來臨。至少，這是德國許多企業(yè)與政府領(lǐng)導(dǎo)人的觀點，他們用工業(yè)4.0的概念開辟制造業(yè)的新道路。在第三次工業(yè)革命中，信息技術(shù)是關(guān)鍵推動力。未來的趨勢是互聯(lián)網(wǎng)將與制造業(yè)緊密聯(lián)合，21世紀(jì)無處不在的互聯(lián)網(wǎng)平臺與其他先進計算機科技都將推動制造業(yè)的發(fā)展，帶來我們常說的“智能工廠”。
IT科技與制造業(yè)的匯合就是工業(yè)4.0的目標(biāo)，德國政府推動了許多項目來發(fā)展這項計算化生產(chǎn)概念。德國統(tǒng)一后，蘇醒成為一股強大的工業(yè)力量。工程學(xué)博士ThomasBauernhansl教授即將在德國法蘭克福召開的ISC高性能會議上，講闡述工業(yè)4.0的話題。Bauernhansl教授在德國Fraunhofer應(yīng)用研究促進協(xié)會以及斯圖加特大學(xué)工業(yè)制造與管理中心擔(dān)任總監(jiān)，他在德國汽車與機械工程行業(yè)有八年工作經(jīng)驗，并參與了一系列頂尖制造技術(shù)的研發(fā)。計算機科技媒體TOP500News對Bauernhansl教授進行了訪談，他談到了自己對于第四次工業(yè)革命的個人觀點。
TOP500News（以下簡稱“TOP500”）：自動化對于工廠來說并不陌生，已經(jīng)存在了幾十年。“智能工廠”的概念有何不同之處？
ThomasBauernhansl教授（以下簡稱”Bauernhansl“）：智能工廠之所以新，不只是因為數(shù)字化，還有將智能生產(chǎn)系統(tǒng)實時互聯(lián)的可能性。只有通過大數(shù)據(jù)分析，這才有可能實現(xiàn)。
同時，智能工廠也是實現(xiàn)去中心化的重要一步。實體的物理數(shù)據(jù)將通過傳感器的方式獲得。智能工廠也將使用全球都可以獲得的數(shù)據(jù)，這必須經(jīng)過分析和儲存。聯(lián)網(wǎng)將通過數(shù)字化通信技術(shù)實現(xiàn)，而實體世界中的運營將由人類或者機器人來實現(xiàn)。
智能工廠的目標(biāo)是根據(jù)終端客戶，以特定方式來提供定制化服務(wù)。只有通過階層性較弱的網(wǎng)絡(luò)來互相配合，才能讓這種服務(wù)在經(jīng)濟上取得成功。
TOP500：這需要應(yīng)用什么樣的計算技術(shù)？
Bauernhansl：在不久的將來，利用數(shù)據(jù)和專業(yè)技術(shù)來創(chuàng)造價值，將成為所有商業(yè)模型的核心。我們的挑戰(zhàn)是如何從收集到的大量數(shù)據(jù)中，自動生成出可用的信息和知識，并且非常經(jīng)濟地管理大量數(shù)據(jù)。
物聯(lián)網(wǎng)（IoT）平臺是許多新商業(yè)模型的支柱，提供了幾乎實時的溝通，以及交易的高透明度。
所謂的“網(wǎng)絡(luò)-物理生產(chǎn)系統(tǒng)”(CPPS）將是智能工廠的關(guān)鍵。相應(yīng)的層面有三種：在應(yīng)用層面，信息從生產(chǎn)控制和運營中獲取。平臺層面是負(fù)責(zé)各種IT服務(wù)的整合。最后，元器件層面提供了傳感器、促動器、機器、訂單、員工和產(chǎn)品。將這些所有層面結(jié)合在一起，就有了數(shù)字化制造，用高級科技能力整合社會經(jīng)濟需求。
TOP500：總體來說，智能工廠將如何改變制造商們的競爭趨勢？
Bauernhansl：制造商們必須更加靈活和多元。他們必須放棄控制。類似這樣的復(fù)雜系統(tǒng)沒法完全控制，因為智能機器、訂單和工具基于動態(tài)數(shù)據(jù)來進行決策。有時候，人們沒法理解其內(nèi)在的決策原因。人們必須得認(rèn)識到這一點，知道如何控制結(jié)果。
企業(yè)與競爭者之間必須互相配合——這也是新的。之所以必須，是因為個體化、個人化的生產(chǎn)會通過多方使用的生產(chǎn)平臺進行組織：客戶、供應(yīng)商、服務(wù)商等等。這種新的商業(yè)生態(tài)將整個生產(chǎn)過程相互關(guān)聯(lián)起來。
企業(yè)的產(chǎn)品會成為一種傳遞信息與專業(yè)技術(shù)的媒介。產(chǎn)品和用戶之間的關(guān)系會變得透明，這帶來了新的機遇。為了利用這樣的機遇，企業(yè)必須理解這種新的商業(yè)邏輯，建立合作式的商業(yè)模型，即便是競爭依舊存在。這能帶來巨大的潛在經(jīng)濟節(jié)省。
此外，客戶、供應(yīng)商和合作伙伴之間的高度配合非常重要，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了純粹的買賣關(guān)系。在理想的情景下，消費者也包括在了生產(chǎn)過程中，會帶來額外的價值。作為結(jié)果，消費者也負(fù)責(zé)承擔(dān)復(fù)雜度所帶來的部分成本。在過程中，消費者會帶來重要的數(shù)據(jù)，企業(yè)可以以此為基礎(chǔ)打造附加服務(wù)，從而直接或間接地開展業(yè)務(wù)。
TOP500：讓我們舉一個具體的例子。這樣的趨勢對于汽車制造行業(yè)有什么樣的影響？
Bauernhansl：19世紀(jì)的工業(yè)效率先鋒弗里德里克·泰勒（編者注：弗里德里克·泰勒（1856-1915）是美國“科學(xué)管理之父”，擔(dān)任美國機械工程師協(xié)會主席和哈佛大學(xué)教授，提倡科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，其思想在美國和歐洲影響深遠(yuǎn)。）所設(shè)立的一些原則，如今必然會走到盡頭了。固定周期的生產(chǎn)和組裝線將會被模塊化的移動工作臺取代。舉個例子，對于汽車制造來說，這意味著車身將通過一個自動化指導(dǎo)設(shè)備移動到一臺智能機器，機器可以通過WIFI或者互聯(lián)網(wǎng)進行實時溝通。機器“告訴”車身部件，自己準(zhǔn)備好進行生產(chǎn)了。這樣，汽車工業(yè)將再一次被改變。
許多人將工業(yè)4.0描述為第四次工業(yè)革命。這也與汽車行業(yè)的新要求有關(guān)。對于許多新類型的設(shè)備來說，需求都在上升，尤其是個人化的需求。雖然在前面的三次工業(yè)革命中，更高的生產(chǎn)力永遠(yuǎn)都是目標(biāo)，不過現(xiàn)在，靈活生產(chǎn)、滿足定制要求的優(yōu)先級更高。
TOP500：在這個新環(huán)境中，工廠工人的角色又是什么呢，他們還有角色嗎？
Bauernhansl：人依舊會是生產(chǎn)制造的中心。在某些領(lǐng)域的員工可能會更少，例如營銷、訂單處理和管理。但是工廠永遠(yuǎn)都會需要工人。工人會從沉悶的任務(wù)中解放出來，如果說制造過程是一曲交響樂，那么工人就會是指揮家。有了智能IT工具的幫助，他們會專注于決策和控制生產(chǎn)。工人必須在IT和其他領(lǐng)域獲取新的技能。
我們必須花更多功夫來整合目前已有的IT技術(shù)，靈活、無縫地連接進入智能工廠基礎(chǔ)設(shè)施，工廠基礎(chǔ)設(shè)施是以工人為中心、以數(shù)據(jù)為驅(qū)動的。另外，我們還會越來越多地應(yīng)用多模式人機交互界面。
在智能工廠中，新的工具會為車間中的工人帶來力量。通過利用靈活的工廠基礎(chǔ)設(shè)施來整合多個建設(shè)模塊，人們可以專注在工人的需要、期望和要求上，獲得組織層面策略與變革管理的支持，從而實現(xiàn)進步。
在第四次工業(yè)革命中，強大的機器人會給工人提供支持。這些機器人只要幾分鐘就可以執(zhí)行新的日常流程，并告訴員工需要實施哪些步驟。機器人可以持續(xù)不停地工作，對于工廠來說，無論是哪天工作、什么時間段工作，耗費的成本都是一樣的。
TOP500：要讓這個概念成為現(xiàn)實，最大的挑戰(zhàn)是什么，包括技術(shù)上和文化上的挑戰(zhàn)？
Bauernhansl：最重要的挑戰(zhàn)是無處不在的快速互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，以及網(wǎng)絡(luò)-物理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)界面。對于制造平臺的大數(shù)據(jù)應(yīng)用，我們需要安全與保護，這樣，行業(yè)內(nèi)的人們才會信任這種與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連接的新型聯(lián)網(wǎng)技術(shù)——工業(yè)4.0。
可持續(xù)經(jīng)濟發(fā)展的潛能已經(jīng)在我們的面前。這已經(jīng)能夠說服行業(yè)去開拓新領(lǐng)地，利用恰當(dāng)?shù)耐顿Y和靈活性，隨著第四次工業(yè)革命前進。這是國家可以保持國際競爭力和持續(xù)發(fā)展的唯一辦法。
