連載二:工業(yè)4.0之制造業(yè)生產(chǎn)率增長的未來
波士頓咨詢公司發(fā)布報告介紹了工業(yè)4.0時代的九大技術(shù)趨勢,并探討其潛在的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益,為制造商和生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商提供信息。這九大技術(shù)進(jìn)步已應(yīng)用于制造業(yè),而隨著工業(yè)4.0的到來,它們將改變生產(chǎn)方式:獨(dú)立和優(yōu)化的單元將完全整合為自動化的生產(chǎn)流程,改變供應(yīng)商、生產(chǎn)商和客戶之間的傳統(tǒng)關(guān)系,也改變了人和機(jī)器之間的關(guān)系。
(接上期 連載一:工業(yè)4.0之制造業(yè)生產(chǎn)率增長的未來)
如今,只有一些制造商的傳感器和設(shè)備進(jìn)行了聯(lián)網(wǎng)和嵌入式計算,它們通常處于一個垂直化的金字塔中,距離進(jìn)入總體控制系統(tǒng)的智能化和自動化水平仍有一定距離。隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,更多的設(shè)備甚至更多的未成品將使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)連接,可以進(jìn)行現(xiàn)場通信,提供實時響應(yīng)。
驅(qū)動和控制系統(tǒng)供應(yīng)商博世力士樂,生產(chǎn)了一種半自動的閥門生產(chǎn)設(shè)施,可以分散地分析生產(chǎn)過程。產(chǎn)品通過無線電頻率識別碼進(jìn)行識別,并且工作站能夠“獲知”每個產(chǎn)品必須執(zhí)行的生產(chǎn)步驟,從而適時地進(jìn)行特定的操作。
六、網(wǎng)絡(luò)安全
許多企業(yè)依然依賴于未連接或者脫機(jī)的管理和生產(chǎn)系統(tǒng),而到了工業(yè)4.0時代,連接性增強(qiáng),網(wǎng)絡(luò)安全威脅也急劇增加。不過人們可以對整個新框架充滿信心,工業(yè)設(shè)備供應(yīng)商正聯(lián)手同網(wǎng)絡(luò)安全公司進(jìn)行合作和收購。
七、云計算
在工業(yè)4.0時代里,更需要跨站點(diǎn)和跨企業(yè)的數(shù)據(jù)共享,與此同時,云技術(shù)的性能將提高,只在幾毫秒內(nèi)就能進(jìn)行反應(yīng)。其結(jié)果是設(shè)備數(shù)據(jù)將存儲在云中,生產(chǎn)系統(tǒng)可以提供更多的數(shù)據(jù)驅(qū)動服務(wù),許多工業(yè)監(jiān)測和控制處理也將進(jìn)入云端。
八、增材制造
企業(yè)已開始采用增材制造,比如用3D打印生產(chǎn)單個組件。進(jìn)入工業(yè)4.0,這種增材制造方法將在小批量定制產(chǎn)品的生產(chǎn)中更加廣泛地應(yīng)用,它可以催生多種復(fù)雜而輕巧造型設(shè)計。高性能且分散的增材制造系統(tǒng)將減少運(yùn)輸距離和庫存。例如,航空公司已將增材制造工藝應(yīng)用于新設(shè)計中,既能減輕飛機(jī)重量,還能降低鈦等原料的費(fèi)用。
九、增強(qiáng)現(xiàn)實
增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)支持各種服務(wù),比如你可以在倉庫里挑選部件并通過移動設(shè)備發(fā)送維修指令。這些系統(tǒng)目前正處于起步階段,未來,企業(yè)將更加廣泛的使用增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)為工人提供實時信息,改進(jìn)決策和工作程序。目前這種系統(tǒng)已經(jīng)以谷歌眼鏡的形式進(jìn)入了市場,工人可以透過虛擬現(xiàn)實的眼鏡看到實際的場景。
另一個應(yīng)用程序是虛擬培訓(xùn)。西門子已經(jīng)開發(fā)了一個虛擬工廠操作員培訓(xùn)模塊,利用增強(qiáng)現(xiàn)實眼鏡,創(chuàng)造了以工廠人員處理突發(fā)事件的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的3D環(huán)境。
工業(yè)4.0的影響
量化影響:以德國為例
為了對工業(yè)4.0的潛在的世界范圍內(nèi)的影響有更進(jìn)一步的量化的理解,我們對德國制造業(yè)展望進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)第四次技術(shù)革命會引發(fā)四個領(lǐng)域內(nèi)的收益:
生產(chǎn)力方面。在接下來的五年到十年,工業(yè)4.0將會對德國制造業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的更多企業(yè)產(chǎn)生推動作用,并提高生產(chǎn)力,預(yù)計產(chǎn)值講會從900億歐元提高到1500億歐元。不計算材料的成本,生產(chǎn)成本可能會提高15%到25%;如果把材料成本計算在內(nèi),生產(chǎn)成本可能會提高5%到8%。工業(yè)各行業(yè)差別很大。工業(yè)零部件制造商有望實現(xiàn)生產(chǎn)力最大的一些改進(jìn)(20-30%),例如,汽車公司可以預(yù)期增加10-20%(圖3)。
稅收增長方面。工業(yè)4.0也將推動收入增長。廠家提高設(shè)備和新的數(shù)據(jù)應(yīng)用需求,以及消費(fèi)者對更廣泛的定制產(chǎn)品的需求將越來越多,這可以稅收增加300億歐元,或德國的大約占GDP的1%。
就業(yè)方面。工業(yè)4.0將使德國在未來五年內(nèi)就業(yè)增長6%。(如圖4)在同一時期,機(jī)械工程部門對員工的需求可能會上升10%之多。然而,也會因此需要會不同技術(shù)的人。在短期內(nèi),自動化的趨勢將取代一些操作簡單、重復(fù)率高的低技能的工。同時,軟件、連接和分析越來越多地被使用,將增加對軟件開發(fā)和相關(guān)技術(shù)員工的需求。
投資方面。在接下來的十年里,為適應(yīng)生產(chǎn)過程一體化,德國生產(chǎn)商投資約2500億歐元。工業(yè)4.0將直接影響生產(chǎn)商和他們的勞動力以及供應(yīng)制造系統(tǒng)的公司。
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