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【干貨】工業4.0發展回顧及其對物流裝備業的啟示

2019-12-31 16:47:51 1 圖文:行業

會上,SAP中國首席數字官、副總裁彭俊松先生以《工業4.0發展回顧及其對物流裝備業的啟示》為題帶來了深度分享,整理如下。 


一、工業4.0時代下物流裝備業的雙重目標

工業4.0從2011年提出,到2013正式發布,到今天理論的研究有八九年時間,技術落地有六七年時間,發展非常快,到今天為止核心的單元技術基本上已經落地了。與之配套的物流應用發展也非常迅猛。2018年的漢諾威展會上,物流展和工業展是同時的,意味著工業4.0得到了大家的認可。今天談一下工業4.0對我們物流裝備業的啟示。

物流裝備產業在工業4.0時代具有雙重身份:服務工業4.0應用工業4.0

我們服務的制造企業都向工業4.0轉型,這個趨勢從去年來看非常的明顯,如果真的跟國外,跟德國企業做對比,中國企業的工業4.0進展還是慢了,德國有一大批中小型制造企業,年收入大概是幾億歐元左右,工業4.0進展非常快,相應的對物流裝備產業的要求也在提升。隨著物流裝備自身產品的智能化、網聯化、柔性化的要求不斷增加,我們自身的物流裝備企業自己應用工業4.0提升我們的生產效率,提升產品的競爭力。一方面服務別人,另一方面也要認知到自己的工業4.0,提上議事日程。

二、工業4.0的發展階段及代表實踐

迄今為止,國外工業4.0的發展基本呈現出一種快速迭代的發展趨勢,我把它分成了四個階段,跟我們公司發布產品有關,實際上迭代的時間大概是兩年,每兩年對應的工業4.0的關鍵技術,商品化的軟件和研究在市場上發布,速度非常快。

這幾年提出了工業4.0的垂直集成、水平集成,我給大家看一下工業4.0發展階段和最有代表性制造企業的實踐,看一下他們今天發展到什么樣的水平,對應的物流行業應該怎樣。

1.工業4.0第一階段:垂直集成


這家企業是Elster,2013年提出工業4.0,2014年中德兩國總理科技交流的協助里面,德國政府承擔了向中國政府傳授工業4.0的義務,Elster是在同年工信部率團訪問德國的時候,德國政府挑選出來的最典型的案例。大家知道德國和歐盟在智能電網上面有非常激進,同時有非常明確的發展路線圖,整個市場非常火爆,這家企業直接面臨的挑戰就是產品的多樣性,非常短的時間里面爆發出來。既有產品的變量達到了1萬種,但是每年只有單件小批量生產的高度復雜性生產,也有變量不是那么多,但是可能產量破百萬的類似標準化的生產,以及中間無數過渡的產品,這樣的生產方式對于企業自身的生產效率、生產柔性,尤其是應用在電網環境里面,對于產品質量的要求都提出很高的目標。


今天看到很多的制造企業,就像上圖左,大體制造線發展的歷程就是每一個工序,每一個階段自己根據自己工藝的要求,物料的要求去做,但是沒有辦法整合起來,尤其是跟上游沒有辦法連接起來,當企業的批量不斷縮小時,沒有辦法應對,這個時候第一個目標就是要做整合,要把上面的IT,就是企業信息化的管理,跟連接設備、連接產線的系統打通,實現上下聯動的生產邏輯控制,從而實現更高水平的現場物流管理和質量管理。這樣的背景之下,對于物流的要求,必然從以前各工位的分散物流要求,向整個企業的物流策略轉變。

2.工業4.0第二階段:水平集成


2016年又提到水平集成。Kaeser是做空氣壓縮機的企業,傳統的做空氣壓縮機的生產制造、銷售安裝到變成壓縮空氣使用的量來說,這意味著這家企業的商業模式發生了變化。這種變化意味著所有設備從研發、制造、安裝整個過程當中的風險都要由原廠承擔,通過遠程監控、遠程維護的手段。這就必須打破經銷商、代理商、服務商,也包括客戶之間的數據連接。其實這一塊近一兩年國內也很重視,這家壓縮機的企業通過一個一個的水平集成,不但在云計算基礎上實現了遠程設備的維護、監控、服務,更重要的是打通了整個價值鏈上不同實體之間的數據交換,信息的傳遞和業務流程的聯系。


這件事情看似我們做一些APP,最大的難點就是任何企業的服務不是一蹴而就的,既有有傳統設備的商業模式,也有按照流量付費的商業模式,多種模式混合運行的時候,怎么通過信息系統精妙的執行,在國外已經把這個鏈路打通了。

3.工業4.0第三階段:無流水線模塊化生產

 

第三個階段就到了2018年對生產產線的結構和形態,德國工業4.0發生了很大跳躍的式發展,把傳統的流水線給顛覆了,這里面大的背景就是奧迪在做的電動車,今天的電動車如果再加上自動駕駛的話,不要說L4、L5高等級的自動駕駛,即便到了L3自動駕駛的時候,當你的眼睛和手可以離開擋風玻璃和方向盤的時候,汽車內部可以發生很大的改變,這個時候我們就有很多新的配置,車內各種用途會爆發出來,面臨著汽車產品配置的爆發性增長,今天傳統的流水線方式沒有辦法支撐如此柔性,如此個性化的產品配置。

 

奧迪開始把傳統流水線打破,用很多個加工島取代流水線,用AGV小車在期間不斷運行,AGV不但承擔代加工產品,還要承擔物流,里面甚至看到了無人機的運送方式,這樣一個變化是未來我們面臨的工業4.0更高水平的局面。

4.工業4.0第四階段:全生命周期集成

 

2019年提出了一個更加新的理念,叫做產品的全生命周期集成,我們在探討產品的配置在整個產品的全生命周期管理里面非常重要,這是我們今年的漢諾威展會上做的創新案例,德國罐裝設備生產線的企業,今天有批量的要求,一個批量少于5萬瓶,是不合適的,第一瓶和第二瓶,前一瓶和后一瓶裝的飲料,瓶子的形態,包裝外面打的字都可以不同,這對于閥門的要求,對于對應的物流設備的要求有更高的挑戰。

 

這里我們重點做閥門的智能化改造,新的電動閥門肯定是遠程、高速、靈活的控制,而且質量、穩定性的要求很高,這個里面現在已經可以做到輕的產品,做智能化改造,從設計到計劃到制造,到運維整個打通,今天有人叫數字化雙胞胎,這都是我們落地的新的工藝,通過端到端的數字方案,幫助企業從傳統產品向新的智能化產品改造、升級的轉型。

三、物流裝備業為物流4.0提供支撐

 

大家看到工業4.0在過去短短的六年之內從垂直集成、水平集成、流程改造、全生命周期的打通,這樣的迭代對物流行業也提出了很高的要求,物流行業不但要應對生產物流領域的高度復雜性,也要面對采購,甚至安全環保廢棄物流更加動態的環境里面要實現高效率的物流體系的搭建和運營。物流裝備行業一定要為工業4.0提供一個有力的支撐。

 

從汽車路線來講,不論是工業4.0也好,物流4.0也好,他們的技術路線就是從集中控制的自動化的金字塔向未來的分布式自動化轉變,大家已經認識到工廠到若干個工段旁邊配上設備,按照固定下來的結構打造系統的做法,要向未來聯網的設備以及對應設備的靈活資金來實現。國外也在反思我們花如此的代價建立體倉庫,但是這樣的立體倉庫跟傳統的流水線有時也有同樣的缺陷,從集中式控制向分布式控制轉變,工業4.0時代對物流裝備的需求,就像奧迪的生產線一樣,要所見即所得,要即插即用,要能夠拓展,能夠重構更加抵抗外界的干擾、安全效率等等。這樣一些需求也開始在物流的裝備行業里面慢慢地呈現。

 

今天無論是在中國市場也好,還是在國外市場也好,都有一個同樣的趨勢,就是工業4.0也好,物流4.0也好,單元技術大型企業已經通過前期的實驗導入得到了驗證,所以我們看到大型的國外的電商企業使用這種高度自動化的系統來運轉,今天整個產業界的重點轉向了包括中小企業在內的技術加速的推動,今天我們處在第二個階段,只有在兩個階段解決之后,真正大規模復雜的物流問題,才能通過更加成熟的人工智能的系統解決。

 

我們怎么把工業4.0的成本降低,怎么讓這些更加商品化,讓企業低風險、可預期的實現,這是我們下一步推廣的重要的目標。

 

物流裝備產業接下來也同樣面臨著一些機遇和挑戰,我分成四個方面,商業模式的變化、技術路線的變化、生產方式的變化和平臺搭建的需求。

四、物流裝備業的機遇與挑戰


首先,商業模式的變化。

 

前面一開始談到物流裝備業既要服務工業4.0的客戶,同時自身也要用,從制造為中心向服務轉型這是一個必然的發展規律,今天做傳統物流制造,必然要捆綁一些設備的維護,接下來按照設備產出向客戶收費,向客戶提供全套解決方案的服務型的轉變,意味著從傳統制造商方案轉向工業互聯網方案,到最后把數字化的系統融匯到設備、流程、應用的純服務階段,我相信物流裝備產業也要遵循這個規律,商業模式會發生改變。

第二,技術路線。

 

從產品的智能化,到智能跟服務,在這里談到了數字定義一切,用數字化的模型在虛擬物理空間,這里面最重要的技術就是怎么樣打通產品生命周期數據的交換、識別、分析以及建立整個閉環這樣的技術路線,應該講,建設裝備行業的工業4.0是一個最重要的基礎和前提。

第三,生產方式。

 

裝備制造行業的工業4.0工廠、智能工廠、高度定制化工廠怎么建立?

我列出了打造智能工廠的一般路徑,包括做供應鏈的耦合技術、產品模塊化設計、柔性化生產,但是這里面就像上圖的半圓型更大黃色的標記一樣,越往后來對工藝的改造越大,如果只是通過供應鏈技術不需要做太大的變化,越到后面通過數字化技術結合柔性化生產,建立智能化的工廠,而且現在智能化的工廠不再是大型企業的專利,中小企業應該能夠享受到工業4.0帶來的紅利,生產方式的變化向高度自動化發展,這都是制造業發展的趨勢。

最后,平臺搭建。

 

當裝備越來越緊密的融合在企業的工業4.0方案里面,當越來越多的跟客戶的工業4.0捆綁在一起,我們的職責不再是交付產品,更重要的是從客戶的工廠設計階段就要進行研發和創新,這個時候作為設備提供商和客戶之間的流程對接,信息系統的對接,在產品需求定義階段就要開始進行,同時供應商也要跟我們對接,要建立與客戶和供應商高度互動的數字化平臺。

五、未來發展展望

展望一:未來制造業將向著專業化和小型化兩個方向發展

根據現在很多的研究以及行業的發展趨勢,未來的制造業將向著兩個方向發展:

第一是集中化、專業化。今天的代工生產效率很高,但是代工生產評級還是專線生產,未來隨著無流水線的模塊化生產方式的推行,我們希望打造更加通用型的柔性化矩陣式平臺,不同類型的產品同樣可以在巨型工廠里面生產,獲得最高的生產效率和柔性。

此外,本地化、小型化。隨著機器人的技術,人工智能技術的發展,有越來越多的制造向小型化和本地化發展,按照操作工人最舒服的角度把東西遞到其手中,一個是大型化,一個是小型化,我們處于中游的企業路在哪里?這是未來制造業發展第一個值得關注的方向。

展望二:未來制造業的效率將得到顯著提升

 

未來制造業的效率將得到顯著提升。上圖左:過去這些年無論生產的效率、質量、交貨周期,傳統制造行業每年的增長速度只有千分之幾;圖右:未來五年基于數字化技術,制造行業這些關鍵的KPI指標將有指數級的提升,制造業的效率快速增加會對商業模式、智能工廠的建設、平臺搭建、管理方式帶來很大的挑戰。

今天,物流裝備產業站在了一個時代變革的路口;未來,行業會有一個非常好的明天! 





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