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“工业4.0”是一场不可见的世界竞争

木马童年 2020-4-21 09:30 174 0

  工业4.0 (Industry 4.0),是德国政府和工业界定义的制造业的未来蓝图。德国人认为,18世纪机械制造设备的引入标志着“工业1.0”时代,20世纪初的电气化与自动化标志着“工业2.0”时代,20世纪70年代兴起的信息 ...

  工业4.0 (Industry 4.0),是德国政府和工业界定义的制造业的未来蓝图。德国人认为,18世纪机械制造设备的引入标志着“工业1.0”时代,20世纪初的电气化与自动化标志着“工业2.0”时代,20世纪70年代兴起的信息化标志着“工业3.0”时代,现在,人类正进入“工业4.0”时代,即实体物理世界和虚拟网络世界融合的时代。其中,所谓信息物理系统(Cyber-Physical System, CPS)是新一代工业革命的核心技术。诺伯特?维纳在1948年就提出的“控制论”(Cybernetics)是CPS技术的前身,现在为工业界广泛知晓的CPS则是美国国家科学基金会(NSF)在2006年正式提出的,是NSF重点资助的研究方向。德国工业4.0与美国CPS,究其核心要义,是传统制造业利用物联网(Internet of Things,IoT)和大数据分析 (Big Data Analytics) 进行的智能化转型。

  然而,我们在谈到工业转型带来的变革时,往往容易看到其代表性的技术特征,而忽视促使其转型的最原始的驱动力,即对于新价值创造的永恒追求。如果说前三次工业革命从机械化、规模化、标准化和自动化等方面大幅度地提高了生产力,那么工业4.0与前三次工业革命最大的区别就在于:不再以制造端的生产力需求为起点,而是将用户端的价值需求作为整个产业链的出发点;改变以往的工业价值链从生产端向消费端、从上游向下游推动的模式,从用户端的价值需求出发提供定制化的产品和服务,并以此作为整个产业链的共同目标,使整个产业链的各个环节实现协同优化:这一切的本质是工业视角的转变。工业4.0的概念有三个支撑点:一是制造本身的价值化,不仅仅是做好一个产品,还要将产品生产过程中的浪a费降到最低,实现设计、制造过程与用户需求相配合;二是让系统在制造过程中根据产品加工状况的改变自动进行调整,在原有的自动化基础上实现系统的“自省 (Self-Aware)”功能;三是在整个制造过程中实现零故障、零隐患、零意外、零污染,这就是制造系统的最高境界。

  在现今的制造系统中,存在着许多无法被定量、无法被决策者掌握的不确定因素,这些不确定因素既存在于制造过程中,也存在于制造过程之外的使用过程中。前三次工业革命主要解决的都是可见的问题,如避免产品缺陷、避免加工失效、提升设备效率和可靠性、避免设备故障和安全问题等。这些问题在工业生产中由于可见、可测量,往往比较容易加以避免和解决。不可见的问题通常表现为设备的性能下降、健康衰退、零部件磨损、运行风险升高等。这些因素由于其很难通过测量被定量化呈现,往往是工业生产中不可控的风险,大部分可见的问题都是这些不可见的因素积累到一定程度后造成的。因此,工业4.0的关注点和竞争点是这些不可见因素的避免和透明呈现。

  工业4.0的另一个特点就是制造过程和制造价值向使用过程的延伸,不仅仅关注将一个产品制造出来,还应该关心如何去使用好这个产品,实现产品价值的最大化。产品的创新和价值的创造不再仅仅以满足用户可见的需求为导向,而且要利用用户的使用数据创建使用情景模拟,从情景模拟中找到用户需求的缺口(GAP),这些缺口我们称之为“不可见的需求”,对此即便是用户自己都很难意识到。例如,买汽车的人都会提出省油的需求,各家汽车制造商因此致力于改进车型和发动机让车子更加省油,却很少去关注用户的驾驶习惯对于油耗的影响。同时,驾驶习惯对于用户而言也是不可见的,因此不会有用户要求汽车具备管理驾驶行为的功能。由此可见,工业4.0时代的市场竞争会从以往满足客户可见的需求向寻找用户需求的缺口转变。以往我们将产品卖给客户之后就几乎到达了生产价值链的终点,然而工业4.0时代将价值链进一步延伸:以产品作为服务的载体,以使用数据作为服务的媒介,在使用过程中不断挖掘用户需求的缺口,并利用数据挖掘所产生的信息为用户创造价值。

信息化 虚拟网络 工业革命 物联网 大数据分析 智能化
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