汽车制造业对“工业4.0”的思考

2015-03-21

来自美利坚的“第三次工业革命”的浪潮未平,从德意志袭来的“工业4.0”之思潮,又给中国制造业的领导者和从业者带来新的冲击波。

 

  从德国官方给出的概念来看,“工业4.0”,是以智能制造为主导的第四次工业革命,它旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统——信息物理系统相结合的手段,将制造业向智能化转型。

 

  而汽车行业作为制造业中技术含量、智能化程度较高,产业集中度较高的代表,可能成为工业4.0的先导阵地。

 

  在德国,奔驰汽车公司、宝马集团、大众汽车集团、博世公司都已率先试水工业4.0。在国内,从事汽车制造的企业家也开始认真思考工业4.0这一浪潮可能的影响和途径。

 

  发生在11月底的一件小事可做注解。其时,记者来到中国客车龙头企业郑州宇通客车采访,期间见到了宇通客车总裁汤玉祥。在超过1小时的沟通中,汤玉祥的主要话题点并非客车业内形势,而是让他思考良多的“工业4.0”。

 

  殊途同归:德国的“工业4.0”与我国的“两化融合”

 

  从百度百科收集的信息来看,起源于世界制造装备领域的龙头国家德国的工业4.0,是德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一,并已上升为国家战略,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。

 

  根据德国学术界和产业界的定义,18世纪引入机械制造设备定义为工业1.0,20世纪初的电气化为工业2.0,始于20世纪70年代的生产工艺自动化为工业3.0,而物联网和制造业服务化迎来了以智能制造为主导的第四次工业革命,即工业4.0。

 

  虽然名称不同,但德国的“工业4.0”与美国趋势学家杰里米?里夫金提出的“第三次工业革命”在内涵上有诸多重合之处;对中国来说,这一战略则指向新型工业化道路之下的“两化融合”——今年10月份,工信部部长苗圩出席德国工业4.0座谈会时表示,德国工业4.0战略与中国的信息化和工业化深度融合战略在核心理念、主要内容和具体做法等诸多方面殊途同归,完全可以相互学习和借鉴。

 

  记者了解到,工业4.0的关键是,将软件、传感器和通信系统集成于所谓的物理网络系统,在这个虚拟世界与现实世界的交汇之处,人们越来越多地构思、优化、测试和设计产品。而关于信息化与工业化的融合,苗圩曾有描述,信息网络技术的广泛应用,可以在感知、采集、监控生产过程中产生大数据,从而使智能制造、网络制造、柔性制造成为生产方式变革的方向。

 

  实际上,对于尚处在2.0~3.0中间的中国制造业来说,如何利用好信息技术、互联网技术,把“中国制造”变为“中国智造”非常迫切。在12月初的一次讲话中,苗圩特别提到,推进“两化融合”,要将“智能制造”作为重要切入点,促进装备和产品的智能化、通过信息技术改造和优化制造业全流程,提高企业生产效率和效益。

 

  浙江大学管理学院院长吴晓波在最近一次公开演讲中也指出,信息技术与传统产业跨界融合将是未来的一个必然趋势,中国制造业要充分重视支撑跨界融合的信息技术,向定制化、智能制造、制造业服务化的方向转型。

 

  汽车产业的新可能:数字化与个性化

 

  吴晓波认为,基于信息物理系统的工业4.0战略“将建立一种高度灵活的个性化和数字化产品与服务的生产模式。”这种模式将为汽车产业的发展提供哪些新的可能?还需从工业4.0三大主题:智慧工厂、智能生产、智能物流说起。

  基于互联网和物联网的智慧工厂,使得多品种、小批量的生产成为可能。这源自生产方式“由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变”——不同的生产设备既能够协作生产,又可以基于大数据,各自快速地对外部变化做出反应。这将极大满足未来人们智能化、个性化的汽车需求。

 

  在虚拟世界与现实世界的交汇之处,产生的另一种可能是,人们操纵虚拟智能技术,更精确地完成原先难以完成的工序,或将原本繁杂的生产过程简化、重构。宝马在兰茨胡特工厂新近投入使用的保险杠检测设备就展现了这一点:通过非接触的手势识别系统,保险杠喷漆工序完成后的检验工作,可以通过检验员的手势进行检验和数据记录,实现高效、可靠的质量控制。

 

  智能化的生产体系带来的可能则是,每一个汽车零部件都有属于自己的身份认证,并贯穿其整个生产、装备和服务环节,便于管理和追溯。这一可能已在博世洪堡工厂生产线变成现实——所有零件都有一个独特的射频识别码,能同沿途关卡自动“对话”,从而提高整个上下游的生产效率和经济效益。

 

  值得关注的是,智能生产将特别注重吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。如果这一设想成真,可能形成一批“小而美”的汽车零部件企业。

 

  当然,还有智能物流,通过互联网、物联网、务联网,整合物流资源之后,一种新的可能是,用户可以直接向生产制造厂下订单,彼时,不管是传统的4S店,抑或现有的电子商务B2B、B2C模式都有可能被颠覆,淘宝可能臣服于顺丰这样的物流公司。

 

  2.0到4.0:中国汽车制造的艰难跨越

 

  工业4.0冲击之下,一个必须面对的现实是,我国的汽车制造业还在工业2.0~3.0之间徘徊,这与我国整体的工业化进程相符合——中国工程院院士周济曾说,中国在没有完成工业化(电气化)的情况下,就进入了信息化时代。此时,如何通过信息通讯技术或信息物理系统的应用,促使汽车制造走向汽车智造,成为一场具有启示意义的硬仗。

 

  “德国的工业4.0是在其完成3.0的基础上实现创新能力的持续提升,但我国的制造业还处在工业2.0阶段,正在走向3.0。这给我们留下的机会是,我们可以运用最新的信息技术,直接走向4.0,实现跨越式的发展。”宇通客车总裁汤玉祥说。

 

  但这一过程绝不容易。汤玉祥甚至用“艰苦”、“艰难”二词来预计这一跨越。工业4.0,本质上是一场生产模式的变革,从自动化到智能化,跳不出的三个要素就是设备、人与产品。

 

  设备上,目前已有消息称,国内已经成功开发出工业4.0流水生产线,在无线射频技术、工业以太网、在线条码、二维码比对、影像识别、机器人应用等实现了突破。

 

  不过,工业4.0绝非简单引入更多智能设备,而是将着眼于更高层次的人机交互领域,人与设备、产品同在智能制造的生产体系中,且人的作用更大。

 

  从我国制造业的现状来看,“人”这一因素将是我国走向工业4.0面临的最大困难:一方面,长期处在2.0工业思维之下,技术工程师和管理人员的技术与思维亟需升级再造;另一方面则是汤玉祥非常担心的从事制造业的人的精神面貌——“在工业化领先的德国与日本,常常是几代人坚持做一件事情,中国缺乏这样的精神传承。”

 

  此外,在走向工业4.0的途中,来自体制、机制的局限也将成为难以跨越的障碍。与工业4.0生产模式变革相伴随,必然是管理理念与模式的革新。然而当下中国多数汽车企业属于国有企业,其管理者受限于政府相关部门和行政考核压力,经常出现对企业“管不透”、“吃不准”等问题,在新技术革命来临时,极可能错失良机。

 

  当然,工业4.0对原有企业来说,可能是一场艰难的跋涉,但也有可能催生一种如特斯拉那样的,通过融合智能制造、云服务、移动互联技术、新能源等技术,实现全新汽车制造模式的企业。


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