工業(yè)，聽著就像老掉牙古董的名詞，既沒法像互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)般引得眾年輕人擁簇，也難把它們與激情類似的詞相關(guān)聯(lián)。但實實在在，工業(yè)卻是日常生活支柱，涵蓋小至如鍋碗瓢盆等生活消費品、大到如汽車、輪船、飛機等設(shè)備制造。
把這些工業(yè)制品肢解開來，你可能會看到如橡膠、玻璃、鋼鐵等原材料，印象里，它們似乎與臟、亂、差的工廠生產(chǎn)捆定著?？涩F(xiàn)實或許迥然不同。
想象這樣的場景，工廠需要小批量生產(chǎn)符合某些設(shè)定的汽車，比如車身是某種特殊顏色，座椅帶電加熱等等。需求明確后，通過手機發(fā)送訂單?；就瑫r，汽車生產(chǎn)系統(tǒng)的那端接收到訂單。因需求的個性化，技術(shù)人員從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出相應(yīng)解決方案，連同訂單信息，送達(dá)某一生產(chǎn)線控制系統(tǒng)。
鋼板經(jīng)過沖壓車間形成車身，然后由幾個機器人接手上萬個點的焊接工作，一個機器人從物料架抓取小的沖壓件，放到磨具上，對準(zhǔn)相應(yīng)的零件，再由另外兩個機器人，分別對不同的焊點焊接……這些零部件都有著同樣的特征，攜帶著射頻識別碼，統(tǒng)統(tǒng)指向“定制的信息”……
在車的總裝車間，發(fā)動機、座椅、車窗等隨著傳送帶運到生產(chǎn)線，機器人掃描識別出它們的信息后從“沉睡”中“蘇醒”，開始著手裝配……傳送帶再送來車門上附件、空調(diào)蒸發(fā)器等，途中，它發(fā)出的信息激活了另一位機器人，后者迅速進入工作狀態(tài)，快步“走到”前一個機器人身旁，協(xié)助剩余的裝配工作……
到最后汽車整裝完畢，全流程中，各零部件像是會說話一樣，有條不紊地“告知”生產(chǎn)設(shè)備“我是誰”、“需要怎樣的處理”、“我要到哪去“……以往沉重的工業(yè)化大生產(chǎn)，在這轉(zhuǎn)變?yōu)殪`活的小批量、多批次生產(chǎn)。對工廠而言，連續(xù)、均勻的生產(chǎn)，利于將庫存待售品數(shù)量控制在最優(yōu)范圍，節(jié)省耗材，現(xiàn)金流也更流暢。
安貝格工廠
這是未來工業(yè)4.0的圖景。
而被認(rèn)為最接近這番景象的是西門子在德國的安貝格工廠。日前，在西門子創(chuàng)新峰會，首席技術(shù)官博樂仁向36氪透露了安貝格的新進展：
“每天生產(chǎn)超過120種型號的產(chǎn)品，基于 75% 自動化。”
“每百萬產(chǎn)品中的不良產(chǎn)品數(shù) (dpm) 低于11，相當(dāng)于合格率達(dá)到99.9989%。”
與德國同作為制造業(yè)大國的中國，德國管理學(xué)思想家赫爾曼·西蒙有句話恰好體現(xiàn)了兩國的區(qū)別，“中國或許是世界工廠，但德國是世界工廠的制造者。”目前普遍的觀點是大部分中國制造企業(yè)仍徘徊在工業(yè)2.0-3.0之間，寄予國家希望的中國制造2025、兩化（信息化&工業(yè)化）融合還在征程。
有些變化在中國工廠悄然發(fā)生
2015年，西門子在成都建立了安貝格工廠的姊妹數(shù)字化工廠。
這家工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品是可編程邏輯控制器（PLC），里面是高密度的印刷電路板，上面有各種各樣的半導(dǎo)體元器件。
接受36氪獨家采訪時，西門子（中國）有限公司執(zhí)行副總裁兼數(shù)字化工廠集團總經(jīng)理王海濱，向我描繪了PLC如何生產(chǎn)的場景：
“你可以想象，我從市場上收到了不同型號的產(chǎn)品訂單，這個訂單要自動翻譯到我要生產(chǎn)這些產(chǎn)品所需要的原材料是怎么樣的。這些原材料在我實際倉庫里都有一個安全庫存，我要知道根據(jù)訂單的波動情況，哪個原材料它的需求已經(jīng)突破了安全庫存，那就意味著我要向相應(yīng)的供應(yīng)商去發(fā)訂單。
原來這些都是人工做，采購部門有很多采購員，要人為給他們發(fā)訂單。現(xiàn)在整個過程都是計算機自動進行的，根據(jù)訂單它會自動去檢查物料是否完備，如果不完備它自動存儲發(fā)向供應(yīng)商的訂單。”
截至2016年7月，在成都這家不到500人的工廠里，平均每10秒生產(chǎn)一件產(chǎn)品，年產(chǎn)自動化產(chǎn)品超250萬件，每100萬件中有缺陷的不超過10件，處在國際領(lǐng)先水平。
事實上，西門子選擇在成都設(shè)立全球第二個數(shù)字工廠，所起得作用遠(yuǎn)非打造“德國工業(yè)4.0”樣板工廠那么簡單。西門子瞄準(zhǔn)的是國內(nèi)工業(yè)升級改造近萬億巨大市場。德意志銀行報告顯示，截至2015年，中國自動化市場已達(dá)到千億美元，占比29%，位列全球第一。
同時，互聯(lián)網(wǎng)、云計算等在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，將進一步催化工業(yè)4.0市場，傳統(tǒng)自動化將繼續(xù)普及，以關(guān)鍵工序數(shù)控化率為例，由2015年33%，將增長至2025年的64%。
如西門子這般，瞄準(zhǔn)中國數(shù)字化工廠市場的還有諸多國內(nèi)玩家，如華為、海爾等。在王海濱看來，這是塊需要大家共同參與合作的市場，每個公司在其中都分飾不同角色，總共有這樣四種：
1、工廠本身的運營者或者擁有者。如華為做交換機，海爾制作各種家電，他們自身就有工廠，恰逢需要數(shù)字化升級改造。海爾還準(zhǔn)備今年推出COSMOPlat工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，向外輸出智能制造的能力。
2、在數(shù)字化工廠技術(shù)方案落地的過程，需要很多自動化及信息化，從軟件到硬件很多產(chǎn)品的供應(yīng)商。會用到如PLC，伺服，工業(yè)軟件——CAD軟件等產(chǎn)供應(yīng)商。
3、EPC（工程總承包），主要看EPC的定位在哪。若EPC熟知工廠背后工藝過程，則他們便能幫助用戶規(guī)劃數(shù)字化工廠的藍(lán)圖，既包括頂層設(shè)計，也涉及更詳細(xì)的細(xì)節(jié)，類似設(shè)計院的角色。
4、工程公司或者系統(tǒng)集成商。當(dāng)頂層設(shè)計、二次詳細(xì)設(shè)計清楚了，數(shù)字化的建設(shè)將被分到若干具體工程包中去，這就得出現(xiàn)了承接不同工程包的工程公司或者系統(tǒng)集成商。
建立一個數(shù)字化工廠，往往是四個角色一起合作，有可能存在一方扮演兩種或三種角色的情況。有時。針對某些目標(biāo)項目或重點項目、客戶，西門子可能扮演角色三和四。王海濱告訴36氪，對西門子而言，首先還是角色二，主要提供軟件、硬件、產(chǎn)品。
蒙牛是西門子實現(xiàn)生產(chǎn)工序自動化的實際中國案例。蒙牛通過西門子Simatic IT Unilab平臺，實施實驗室信息管理系統(tǒng)。
以前，從原料入庫、加工，再到出廠流通，一包牛奶要經(jīng)過35個工序和105個檢測環(huán)節(jié)，這些只能依靠質(zhì)檢人員將測試結(jié)果抄錄在紙質(zhì)原始記錄單上，再按照公式進行計算，人工判定樣品是否合格。海量數(shù)據(jù)的錄入、匯總、統(tǒng)計和分析報表也都依賴人工操作。
在過程實驗室，質(zhì)檢人員通過實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）對半成品的檢測數(shù)據(jù)進行管理
但現(xiàn)在，通過設(shè)立采樣點、采樣量、檢測項目和頻次等，將檢測儀器與LIMS高度集成，質(zhì)檢人員只需掃描樣品上的條形碼，完成檢驗后，數(shù)據(jù)就會自動采集、傳輸?shù)絃IMS，并根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)進行自動計算與判定。人的工作量減少，同時避免人為因素造成的誤差。據(jù)西門子方面介紹，蒙牛質(zhì)檢效率提升超過15%。
數(shù)字化工廠還有更多想象空間：自主機器人、人工智能
仔細(xì)算算，西門子已有170年歷史了。正如本屆西門子峰會里“創(chuàng)新”二字背后代表的寓意，這可能是讓這家百年老店生生不息的原因。
在創(chuàng)新峰會上，博樂仁多次提到企業(yè)擁抱數(shù)字化未來的成果，并強調(diào)在研發(fā)方面的大力投入。截至2016財年 （2015年10月1日到2016年9月30日），西門子營收電氣化業(yè)務(wù)貢獻約420億歐元，傳統(tǒng)服務(wù)業(yè)務(wù)約為170億歐元，他們著力發(fā)展的自動化業(yè)務(wù)和數(shù)字化業(yè)務(wù)，分別賺得約180億歐元和43億歐元。
西門子CTO博樂仁
同財年，西門子將47億歐元，即總營收的5.9%均投向了研發(fā)。博樂仁表示，今年將進一步增加研發(fā)投入，目標(biāo)是50億歐元。相較而言，2015年我國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)研發(fā)經(jīng)費與主營業(yè)務(wù)比為0.9%。
無論對中國工業(yè)企業(yè)，還是看好中國市場的西門子來說，能做的事其實還有很多。
在博樂仁眼里，一方面中國是世界上最大的機器人市場；另一方面，他認(rèn)為中國的人才非常出色。因此，西門子在創(chuàng)新大會上宣布與清華大學(xué)達(dá)成合作，成立工業(yè)機器人聯(lián)合研究中心，“西門子中國將主導(dǎo)公司全球自主機器人的研發(fā)工作。”他說。
所謂自主機器人與那些常用于汽車行業(yè)的大型機器人不同，前者更小、應(yīng)用了人工智能技術(shù)也更聰明，這些機器人往往自帶必要的傳感器、控制器，它們的運行無需外界人為信息輸入和控制，能大量部署在生產(chǎn)線上，與人類協(xié)同工作，完成特定任務(wù)。
王海濱告訴36氪，這就是控制程序算法的進步。過去機器人比較簡單，比如搬運機器人，把物體從A搬到B，把車的底盤和車頂?shù)冗B接起來的焊接機器人就復(fù)雜些，主要是涉及運動軌跡?，F(xiàn)在有些機械手比以前變得更智能化，如輔助它的機械臂走過某一曲線，它自己會記住該路徑，下次就會按照這樣的軌跡走；還出現(xiàn)些新的機器人，它能配合著它旁邊工人的動作，比如說，如果這個機器人碰到人，自己知道要停下來。
與美的收購全球四大機器人公司之一的德國庫卡集團、及格力自主研發(fā)工業(yè)機器人等走的路徑不一致，西門子中國研究院院長朱驍洵博士告訴36氪，目前并沒有計劃安排開發(fā)機器人本體。按博樂仁的話說，西門子是要為機器人搭建一個平臺，使機器人更易使用，成本更低。在數(shù)字化工廠的未來，王海濱表示，作為控制軟件、控制器的提供者，西門子也需要與機械制造商合作。
今日，彭博社報道了馬云在美國的發(fā)言，他提到各國應(yīng)該放棄通過制造業(yè)驅(qū)動經(jīng)濟增長的做法，同時呼吁要向人工智能等新技術(shù)敞開懷抱。
無論是出于對被淘汰的擔(dān)憂，還是顛覆創(chuàng)新的名頭更吸睛，我們的確看到諸多制造巨頭，面對包含人工智能在內(nèi)的多項前沿技術(shù)時的做法與態(tài)度比較積極。比如，西門子在其中央研究院招攬了數(shù)百名人工智能專家，設(shè)立的創(chuàng)新部門next47也將人工智能設(shè)為5項研發(fā)培育方向之一。
西門子把人工智能技術(shù)應(yīng)用在了其最引以為傲的燃?xì)廨啓C復(fù)雜的操作流程中。要知道，超大型燃?xì)廨啓C可是公認(rèn)為最難制造的機械裝備，36氪曾報道過，它的葉片不能有任何瑕疵，誤差僅為幾十微米，否則就算報廢。有說法是一片葉片與一輛寶馬等價。
那時，博樂仁告訴36氪，由于燃?xì)廨啓C受熱太快易灼傷，更換成本太高，盡管有傳感器傳來的幾千個數(shù)據(jù)，但通過人工監(jiān)控很難確保燃?xì)廨啓C在最佳點運行。而借助人工智能技術(shù)，能在達(dá)到最高能源效率的同時，實現(xiàn)最低的設(shè)備損壞率與排放率。
寫在最后
作為德國先進制造業(yè)的代表，西門子向我們展示了百年老店新時代煥發(fā)生機應(yīng)有的姿態(tài)與心態(tài)，這是中國工業(yè)企業(yè)的可學(xué)習(xí)之處。
同時，我們也看到，諸多中國公司，如美的、格力等打造數(shù)字化工廠，騰訊、阿里、華為等互聯(lián)網(wǎng)巨頭涉獵工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，這些都顯露出，中國曾經(jīng)高能耗、勞動密集型、低成本的加工制造行業(yè)正隨著時代發(fā)生改變。
我們期待中國工業(yè)未來的模樣。
來源:36氪