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【干货】工业4.0发展回顾及其对物流装备业的启示

2019-12-31 16:47:51 1 图文:行业

会上,SAP中国首席数字官、副总裁彭俊松先生以《工业4.0发展回顾及其对物流装备业的启示》为题带来了深度分享,整理如下。 


一、工业4.0时代下物流装备业的双重目标

工业4.0从2011年提出,到2013正式发布,到今天理论的研究有八九年时间,技术落地有六七年时间,发展非常快,到今天为止核心的单元技术基本上已经落地了。与之配套的物流应用发展也非常迅猛。2018年的汉诺威展会上,物流展和工业展是同时的,意味着工业4.0得到了大家的认可。今天谈一下工业4.0对我们物流装备业的启示。

物流装备产业在工业4.0时代具有双重身份:服务工业4.0应用工业4.0

我们服务的制造企业都向工业4.0转型,这个趋势从去年来看非常的明显,如果真的跟国外,跟德国企业做对比,中国企业的工业4.0进展还是慢了,德国有一大批中小型制造企业,年收入大概是几亿欧元左右,工业4.0进展非常快,相应的对物流装备产业的要求也在提升。随着物流装备自身产品的智能化、网联化、柔性化的要求不断增加,我们自身的物流装备企业自己应用工业4.0提升我们的生产效率,提升产品的竞争力。一方面服务别人,另一方面也要认知到自己的工业4.0,提上议事日程。

二、工业4.0的发展阶段及代表实践

迄今为止,国外工业4.0的发展基本呈现出一种快速迭代的发展趋势,我把它分成了四个阶段,跟我们公司发布产品有关,实际上迭代的时间大概是两年,每两年对应的工业4.0的关键技术,商品化的软件和研究在市场上发布,速度非常快。

这几年提出了工业4.0的垂直集成、水平集成,我给大家看一下工业4.0发展阶段和最有代表性制造企业的实践,看一下他们今天发展到什么样的水平,对应的物流行业应该怎样。

1.工业4.0第一阶段:垂直集成


这家企业是Elster,2013年提出工业4.0,2014年中德两国总理科技交流的协助里面,德国政府承担了向中国政府传授工业4.0的义务,Elster是在同年工信部率团访问德国的时候,德国政府挑选出来的最典型的案例。大家知道德国和欧盟在智能电网上面有非常激进,同时有非常明确的发展路线图,整个市场非常火爆,这家企业直接面临的挑战就是产品的多样性,非常短的时间里面爆发出来。既有产品的变量达到了1万种,但是每年只有单件小批量生产的高度复杂性生产,也有变量不是那么多,但是可能产量破百万的类似标准化的生产,以及中间无数过渡的产品,这样的生产方式对于企业自身的生产效率、生产柔性,尤其是应用在电网环境里面,对于产品质量的要求都提出很高的目标。


今天看到很多的制造企业,就像上图左,大体制造线发展的历程就是每一个工序,每一个阶段自己根据自己工艺的要求,物料的要求去做,但是没有办法整合起来,尤其是跟上游没有办法连接起来,当企业的批量不断缩小时,没有办法应对,这个时候第一个目标就是要做整合,要把上面的IT,就是企业信息化的管理,跟连接设备、连接产线的系统打通,实现上下联动的生产逻辑控制,从而实现更高水平的现场物流管理和质量管理。这样的背景之下,对于物流的要求,必然从以前各工位的分散物流要求,向整个企业的物流策略转变。

2.工业4.0第二阶段:水平集成


2016年又提到水平集成。Kaeser是做空气压缩机的企业,传统的做空气压缩机的生产制造、销售安装到变成压缩空气使用的量来说,这意味着这家企业的商业模式发生了变化。这种变化意味着所有设备从研发、制造、安装整个过程当中的风险都要由原厂承担,通过远程监控、远程维护的手段。这就必须打破经销商、代理商、服务商,也包括客户之间的数据连接。其实这一块近一两年国内也很重视,这家压缩机的企业通过一个一个的水平集成,不但在云计算基础上实现了远程设备的维护、监控、服务,更重要的是打通了整个价值链上不同实体之间的数据交换,信息的传递和业务流程的联系。


这件事情看似我们做一些APP,最大的难点就是任何企业的服务不是一蹴而就的,既有有传统设备的商业模式,也有按照流量付费的商业模式,多种模式混合运行的时候,怎么通过信息系统精妙的执行,在国外已经把这个链路打通了。

3.工业4.0第三阶段:无流水线模块化生产

 

第三个阶段就到了2018年对生产产线的结构和形态,德国工业4.0发生了很大跳跃的式发展,把传统的流水线给颠覆了,这里面大的背景就是奥迪在做的电动车,今天的电动车如果再加上自动驾驶的话,不要说L4、L5高等级的自动驾驶,即便到了L3自动驾驶的时候,当你的眼睛和手可以离开挡风玻璃和方向盘的时候,汽车内部可以发生很大的改变,这个时候我们就有很多新的配置,车内各种用途会爆发出来,面临着汽车产品配置的爆发性增长,今天传统的流水线方式没有办法支撑如此柔性,如此个性化的产品配置。

 

奥迪开始把传统流水线打破,用很多个加工岛取代流水线,用AGV小车在期间不断运行,AGV不但承担代加工产品,还要承担物流,里面甚至看到了无人机的运送方式,这样一个变化是未来我们面临的工业4.0更高水平的局面。

4.工业4.0第四阶段:全生命周期集成

 

2019年提出了一个更加新的理念,叫做产品的全生命周期集成,我们在探讨产品的配置在整个产品的全生命周期管理里面非常重要,这是我们今年的汉诺威展会上做的创新案例,德国罐装设备生产线的企业,今天有批量的要求,一个批量少于5万瓶,是不合适的,第一瓶和第二瓶,前一瓶和后一瓶装的饮料,瓶子的形态,包装外面打的字都可以不同,这对于阀门的要求,对于对应的物流设备的要求有更高的挑战。

 

这里我们重点做阀门的智能化改造,新的电动阀门肯定是远程、高速、灵活的控制,而且质量、稳定性的要求很高,这个里面现在已经可以做到轻的产品,做智能化改造,从设计到计划到制造,到运维整个打通,今天有人叫数字化双胞胎,这都是我们落地的新的工艺,通过端到端的数字方案,帮助企业从传统产品向新的智能化产品改造、升级的转型。

三、物流装备业为物流4.0提供支撑

 

大家看到工业4.0在过去短短的六年之内从垂直集成、水平集成、流程改造、全生命周期的打通,这样的迭代对物流行业也提出了很高的要求,物流行业不但要应对生产物流领域的高度复杂性,也要面对采购,甚至安全环保废弃物流更加动态的环境里面要实现高效率的物流体系的搭建和运营。物流装备行业一定要为工业4.0提供一个有力的支撑。

 

从汽车路线来讲,不论是工业4.0也好,物流4.0也好,他们的技术路线就是从集中控制的自动化的金字塔向未来的分布式自动化转变,大家已经认识到工厂到若干个工段旁边配上设备,按照固定下来的结构打造系统的做法,要向未来联网的设备以及对应设备的灵活资金来实现。国外也在反思我们花如此的代价建立体仓库,但是这样的立体仓库跟传统的流水线有时也有同样的缺陷,从集中式控制向分布式控制转变,工业4.0时代对物流装备的需求,就像奥迪的生产线一样,要所见即所得,要即插即用,要能够拓展,能够重构更加抵抗外界的干扰、安全效率等等。这样一些需求也开始在物流的装备行业里面慢慢地呈现。

 

今天无论是在中国市场也好,还是在国外市场也好,都有一个同样的趋势,就是工业4.0也好,物流4.0也好,单元技术大型企业已经通过前期的实验导入得到了验证,所以我们看到大型的国外的电商企业使用这种高度自动化的系统来运转,今天整个产业界的重点转向了包括中小企业在内的技术加速的推动,今天我们处在第二个阶段,只有在两个阶段解决之后,真正大规模复杂的物流问题,才能通过更加成熟的人工智能的系统解决。

 

我们怎么把工业4.0的成本降低,怎么让这些更加商品化,让企业低风险、可预期的实现,这是我们下一步推广的重要的目标。

 

物流装备产业接下来也同样面临着一些机遇和挑战,我分成四个方面,商业模式的变化、技术路线的变化、生产方式的变化和平台搭建的需求。

四、物流装备业的机遇与挑战


首先,商业模式的变化。

 

前面一开始谈到物流装备业既要服务工业4.0的客户,同时自身也要用,从制造为中心向服务转型这是一个必然的发展规律,今天做传统物流制造,必然要捆绑一些设备的维护,接下来按照设备产出向客户收费,向客户提供全套解决方案的服务型的转变,意味着从传统制造商方案转向工业互联网方案,到最后把数字化的系统融汇到设备、流程、应用的纯服务阶段,我相信物流装备产业也要遵循这个规律,商业模式会发生改变。

第二,技术路线。

 

从产品的智能化,到智能跟服务,在这里谈到了数字定义一切,用数字化的模型在虚拟物理空间,这里面最重要的技术就是怎么样打通产品生命周期数据的交换、识别、分析以及建立整个闭环这样的技术路线,应该讲,建设装备行业的工业4.0是一个最重要的基础和前提。

第三,生产方式。

 

装备制造行业的工业4.0工厂、智能工厂、高度定制化工厂怎么建立?

我列出了打造智能工厂的一般路径,包括做供应链的耦合技术、产品模块化设计、柔性化生产,但是这里面就像上图的半圆型更大黄色的标记一样,越往后来对工艺的改造越大,如果只是通过供应链技术不需要做太大的变化,越到后面通过数字化技术结合柔性化生产,建立智能化的工厂,而且现在智能化的工厂不再是大型企业的专利,中小企业应该能够享受到工业4.0带来的红利,生产方式的变化向高度自动化发展,这都是制造业发展的趋势。

最后,平台搭建。

 

当装备越来越紧密的融合在企业的工业4.0方案里面,当越来越多的跟客户的工业4.0捆绑在一起,我们的职责不再是交付产品,更重要的是从客户的工厂设计阶段就要进行研发和创新,这个时候作为设备提供商和客户之间的流程对接,信息系统的对接,在产品需求定义阶段就要开始进行,同时供应商也要跟我们对接,要建立与客户和供应商高度互动的数字化平台。

五、未来发展展望

展望一:未来制造业将向着专业化和小型化两个方向发展

根据现在很多的研究以及行业的发展趋势,未来的制造业将向着两个方向发展:

第一是集中化、专业化。今天的代工生产效率很高,但是代工生产评级还是专线生产,未来随着无流水线的模块化生产方式的推行,我们希望打造更加通用型的柔性化矩阵式平台,不同类型的产品同样可以在巨型工厂里面生产,获得最高的生产效率和柔性。

此外,本地化、小型化。随着机器人的技术,人工智能技术的发展,有越来越多的制造向小型化和本地化发展,按照操作工人最舒服的角度把东西递到其手中,一个是大型化,一个是小型化,我们处于中游的企业路在哪里?这是未来制造业发展第一个值得关注的方向。

展望二:未来制造业的效率将得到显著提升

 

未来制造业的效率将得到显著提升。上图左:过去这些年无论生产的效率、质量、交货周期,传统制造行业每年的增长速度只有千分之几;图右:未来五年基于数字化技术,制造行业这些关键的KPI指标将有指数级的提升,制造业的效率快速增加会对商业模式、智能工厂的建设、平台搭建、管理方式带来很大的挑战。

今天,物流装备产业站在了一个时代变革的路口;未来,行业会有一个非常好的明天! 





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