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工业4.0、智能制造的概念本质及其在行业的落地

2016-06-28 08:39
瑾年Invader
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  最近,关于工业4.0、智能制造的争论特别多:运七是不是工业4.0?工业4.0是不是一场革命?钢铁行业首先要追求个性化生产吗?我觉得,产生这些争论的原因,部分是对理论的本质理解不深、容易陷入邯郸学步。

  古人云:名不正则言不顺,言不顺则事不成。笔者认为,推进工业4.0、智能制造的阻力之一,就是对概念缺乏本质性的理解。理解不深,就会贴标签、走歪路,就不能理解理论和实践的矛盾、就会迷茫和困惑。

  为了阐明本质,我首先用最简短的方式给工业4.0工厂一个定义:

  理想的工业4.0就是:在(自动化)流水线上经济性地生产定制化产品。

  这里,笔者在自动化上加了一个(),意识是理想的状况应该是自动化产线。后面会详细说明。与常见说法不同的是:我的这个定义不是用互联网、CPS等技术要素来定义的。这个定义很可能会引起争议。为此,需要说明一下定义的依据。我认为:在理想状态下,工业4.0的工厂应该以自动化流水线(工业3.0)为基础。这个观点的依据来自于对白皮书的理解:每一次的工业革命都是对上一次工业革命继承基础上的延伸:工业1.0是机器生产,工业2.0是机器生产基础上的流水线;工业3.0是流水线基础上的自动化流水线。按照这个逻辑,工业4.0应该是工业3.0的自然延伸、集成基础上的延伸,所以应该以自动化流水线为基础。

  这种认识可能引发的争议,是把“工业4.0”的外延缩小了;工业4.0的主流企业可能非常少:未必采用个性化定制的生产方式,甚至也未必采用自动化流水线。

  把“工业4.0”的外延缩小是不是有道理呢?我们还是要看看现状:即便是在工业最发达的西方国家,也不是所有的工业企业都用自动化流水线(工业3.0)组织生产。这些情况包括:特殊的产品(如科研设备、高档奢侈品,艺术品可以看成一种极端情况),体积特别大或特别重要的产品(特别是工程项目,如工厂的生产线、飞船、大坝等)。这些行业没有发展到到工业3.0的阶段,恐怕未必适合延伸到工业4.0。另外,还有些3.0的行业未必需要升级到工业4.0,如零部件的生产企业。在零部件层面,更加重视标准化而不是个性化。

  如果上述观点是成立的,则无论运七火箭的数字化设计水平再高,都不能算是以工业4.0的方式生产的——在笔者看来,像火箭这样的产品,本身是个工程项目。工程项目与普通的工业品生产是有本质区别的、其复杂程度完全不是一个量级。而工业4.0主要还是针对普通工业产品的。当然,尽管我不认为运七火箭不属于工业4.0,但这无损于其高大上的形象。而且,很多技术显然属于智能制造的范畴。

  从某种意义上说,工业的进化与生物进化有相似之处。所以,我们可以用生物进化的道理说一说工业技术的发展。人是地球上最高级的动物,人的出现标志着生物进化进入了一个新的高度。但是,这并不意味着所有的动物都进化成人。按照这个道理,工业4.0可能是个别企业的事情,但标志着工业进入了新的阶段。

  长期以来,定制化和自动化流水线两种方式是共存的,却很少结合在一起。工业4.0的目标,是试图将两者结合在一起。导致两者难以结合的矛盾在于:流水线本身的成本是靠批量生产来摊薄的。所以,要实现工业4.0,要有两个基本的条件:大量的定制化需求、能够生产定制化产品的自动化流水线。这样才能实现经济性、超越工业3.0。

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