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1.3 德国:工业4.0

2013 年开始,德国大力推行工业4.0,主要有以下三个原因:

一是德国是以工业品出口为主的国家,但是2013 年之前的工业品出口产值停滞不前(见图1-5)。为了应对工业品出口停滞的问题,德国需要改变之前只卖设备和产品的策略。

图1-5 全球主要工业体出口工业总值对比

(资料来源:VDMA,2012 年12 月)

二是德国依托工业装备的优势,想在此基础上提供工业服务来扩大工业品盈利能力。德国提出了“供应和市场相融合、定制化、可重构的生产系统,生产流程透明化,设备状态可监控,自主决策自动化,智能运营维护”等概念。

三是除了非洲及东南亚地区的部分国家,全球主要国家基本都完成了工业化进程,对工业品的整体需求不再那么旺盛,对服务的需求开始迫切起来,这也坚定了德国走工业服务的路线。

以上三个原因叠加的结果就是德国要走工业4.0 之路。于是德国根据自身在制造业中的优势,尤其是在装备制造业和生产自动化方面的优势,从产品的制造端提出了智能化转型升级解决方案。其核心是利用物联网和CPS 等技术,为生产过程中的每个环节建立信息连接,实现设备、制程、订单、生产计划、设计、排程、人力、供应链、库存、分销、公司资产管理等一系列环节的整合和信息的高度透明。

将整个商业流程拆分为客户需求、商业流程、生产过程、产品、设备、人员及供应链七个部分,德国工业4.0 在整个商业流程中各个部分的目标和技术如表1-1 所示。

表1-1 德国工业4.0 在整个商业流程中各个部分的目标和技术

在这个商业流程中,满足客户的定制化需求是总驱动力,为此需要强大的软件平台来管理整个商业流程,以智能化的生产方式灵活满足客户需求,还要让产品在全生命周期内可视、可追溯,这些都是德国企业的优势所在。德国工业4.0 的三个重要推手是博世、西门子和SAP。以下以博世为例,阐释德国工业4.0 的现状和运作模式。

博世的定位是:既是工业4.0 的生产者,又是工业4.0 的消费者,还是工业4.0 的服务者。

作为生产者,博世贯彻了德国人直面问题、解决问题的策略。针对实现工业4.0 过程中的难点问题,博世的策略是一个一个地攻克,因此制定了“三步走”策略(见图1-6):

第一步是试点,主要目的是攻克难点技术。 博世在全球挑选了50 家实验工厂,找出执行工业4.0 的难点,然后逐个击破。如图1-7 所示展示了博世工业4.0 部分难点的突破性技术。

博世工业4.0 策略以建立智能工厂为导向,主要关注“人、机、料”及质量控制和能源管理,如图1-7 所示,针对需要人工作业的工位,人的熟练程度会对整个生产过程产生重要影响,为了解决这个问题,博世开发了智能手套:只要熟练作业者戴上智能手套,手套上的传感器就会自动记录作业者的全部动作及动作要领,并将这些信息发送至配套的软件系统,系统做出标准作业指导书,对不熟练的员工进行指导;当不熟练的员工戴上智能手套后,如果动作做得不到位或者要领错误,系统会自动提示该员工的哪些地方需要改进及如何改进,从而极大地提高了训练员工的效率。

图1-6 博世工业4.0“三步走”策略

图1-7 博世工业4.0 部分难点的突破性技术

第二步是针对大批量生产的产品,将工业 4.0 技术应用到整个价值链上。 实现了这一步就预示着单个工业4.0 工厂成为现实,实现对工业4.0 技术的综合应用。

第三步是建成互联工厂。 如果把第二步看成建成智能工厂,那么第三步就可以看成建成智能供应链。如果能将不同的工厂互联互通,那么就可以将此技术应用到各行各业的产业链中,实现产业链上下游企业间的互联互通,标志着智能时代正式到来。

作为工业4.0 的消费者,博世先将研发出来的工业4.0 技术应用到自家工厂,然后逐步导入其他工厂。如在中国苏州的博世汽车电子工厂就成了博世在全球的50 个试点工厂之一,从2013 年到2015 年,博世所有的工业4.0技术及在市场上集成的其他企业的技术都能在该工厂中看到。2015 年之后,博世将苏州的汽车电子工厂的工业4.0 实践经验辐射到在中国的其他工厂,如无锡的柴油喷射系统工厂、长沙的汽车电子驱动工厂、苏州的汽车底盘工厂、常州的博世力士乐工厂等。

作为工业4.0 的服务者,博世在业务拓展部里设立了工业4.0 部门,主要对接内外部资源、开拓智能制造服务市场。另外,在内部组织了来自自动化部门、传感器部门、工业软件部门的专家们,针对客户个性化需求定制开发解决方案。如2015 年博世和秦川机床签订工业4.0 战略合作协议,为秦川机床提供工业4.0 工厂升级改造服务,这是博世作为工业4.0 服务者在中国的首个工业4.0 服务项目,受到了社会的高度关注。

博世这种“三合一”的角色定位——既是工业4.0 的生产者,又是工业4.0 的消费者,还是工业4.0 的服务者,越来越受到市场的认可,国际上很多企业以博世为标杆,纷纷效仿。 qpHhHQ035Sg1uVMhuybL2/eBsxxzumKLl6ItaJn9eJBfI/I5p18gWV5I1SW69/zI

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