工業4.0將會給製造業帶來什麼
？

工業4.0寓意是以信息物理係統（Cyber Physical System）為基礎，以生產高度數字化
、網絡化
、機器自組織為標誌的第四次工業革命。這個概念起源於2012年的德國漢諾威工業博覽會（Hannover Messe）
，工業4．0被定義為製造業的信息智能化
，包括更高層次的互聯性
、更智能的設備和機器與設備之間的通信。在工業4．0時代
，機器設備具有強大數據處理能力，它們提供的信息、統計數據和動態分析通過互聯共享能夠使生產變得更智能、更精益、更節能。

完整的工業4．0智能化體係

工業4．0的(de)目(mu)標(biao)是(shi)智(zhi)能(neng)製(zhi)造(zao)，其(qi)精(jing)髓(sui)是(shi)智(zhi)慧(hui)工(gong)廠(chang)，其(qi)基(ji)石(shi)是(shi)精(jing)益(yi)生(sheng)產(chan)和(he)信(xin)息(xi)互(hu)聯(lian)。而(er)這(zhe)一(yi)切(qie)都(dou)需(xu)要(yao)硬(ying)件(jian)，軟(ruan)件(jian)，大(da)數(shu)據(ju)和(he)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)的(de)支(zhi)撐(cheng)。相(xiang)對(dui)於(yu)傳(chuan)統(tong)工(gong)業(ye)用(yong)6個M（Material，Machine，Methods，Measurement
，Maintenance
，Modeling）來表示其特征，智能製造的生產方式可以用6個C來定義：Connection，Cloud，Cyber，Content，Community，Customization。未來工業的智能化體係結構可以直觀的用一個金字塔來表示。

完整的工業4．0智能化體係

將來會怎樣？

工業4．0最終將導致製造業和工業的一個與以往任何時刻都不同的顯著變革。從長遠來看，“連接”是未來工業最醒目的主題詞，所以生產者，生產要素（設備，工廠
，物料），供應商和客戶工都將在連接的範圍之內。工業4．0將jiang無wu處chu不bu在zai的de傳chuan感gan器qi，各ge種zhong嵌qian入ru式shi終zhong端duan係xi統tong
，智zhi能neng控kong製zhi係xi統tong，通tong信xin設she備bei和he交jiao通tong工gong具ju
，通tong過guo信xin息xi物wu理li係xi統tong編bian織zhi成cheng一yi個ge智zhi能neng網wang絡luo，使shi得de設she備bei與yu設she備bei之zhi間jian，設she備bei與yu產chan品pin之zhi間jian，人ren與yu設she備bei之zhi間jian，人ren與yu產chan品pin之zhi間jian，人ren與yu人ren之zhi間jian通tong過guo該gai智zhi能neng網wang絡luo實shi現xian虛xu擬ni與yu現xian實shi，數shu字zi世shi界jie和he物wu理li世shi界jie的de持chi續xu的de互hu聯lian互hu通tong，信xin息xi交jiao流liu，行xing為wei交jiao互hu。

工業4．0智慧工廠

對(dui)於(yu)未(wei)來(lai)工(gong)廠(chang)而(er)言(yan)，在(zai)智(zhi)能(neng)控(kong)製(zhi)基(ji)礎(chu)上(shang)的(de)智(zhi)慧(hui)工(gong)廠(chang)的(de)各(ge)種(zhong)智(zhi)能(neng)生(sheng)產(chan)設(she)備(bei)和(he)產(chan)線(xian)將(jiang)能(neng)根(gen)據(ju)具(ju)體(ti)情(qing)景(jing)進(jin)行(xing)自(zi)動(dong)調(tiao)節(jie)並(bing)作(zuo)出(chu)更(geng)多(duo)的(de)自(zi)主(zhu)決(jue)策(ce)。今(jin)後(hou)，隨(sui)著(zhe)智(zhi)能(neng)工(gong)廠(chang)在(zai)世(shi)界(jie)各(ge)地(di)的(de)出(chu)現(xian)
，工(gong)廠(chang)之(zhi)間(jian)的(de)地(di)理(li)邊(bian)界(jie)和(he)數(shu)據(ju)隔(ge)離(li)可(ke)能(neng)成(cheng)為(wei)過(guo)去(qu)。對(dui)各(ge)個(ge)行(xing)業(ye)來(lai)說(shuo)，工(gong)業(ye)4．0是一個絕佳的機會，它們可以利用這個機會逐步實現傳統工廠到智能工廠的轉變。新技術也將導致更多靈活的、可持續的和環保的生產線的出現。

未來工業方向

1、高度集成化：在企業內部實現把所有生產、運營環節信息的無縫連接，即實現企業內部信息流
，資金流和物流的產品全生命周期縱向集成；在企業之間通過價值鏈及信息網絡實現研
，產，供
，銷無滯銜接的橫向集成
；在企業與客戶之間通過各種先進的互聯和社交工具實現共享價值鏈的端到端集成。

2、數據就是核心：未來工業對於各種產品數據
，運營數據，價值鏈數據和外部各種客戶數據的大數據積累，模型建立以及實施數據的精準分析將是工業4.0的生產體係區別於傳統工業生產體係的本職特征。

3、層出不窮的創新：圍繞信息技術將分別實現新的智能技術，工業技術的融合與發展；智能產品和裝備的湧現；以及智能生產模式，產業生態和組織機構的創新。

4、生產方式大轉型：實現從生產型製造向服務性製造轉型；從生產要素驅動向創新驅動轉型。

通向未來之路

對於現存的傳統工業所麵臨的問題，以及如何向未來挺進
，可簡單用以下圖來闡述。在企業邁向未來的升華之路上
，將用智慧、經驗、產品和技術竭誠為您提供最簡捷的解決方案和最完美的服務。

相關：最接近工業4．0的自動化工廠

工業4．0概gai念nian在zai中zhong國guo被bei炒chao得de火huo熱re。相xiang比bi之zhi下xia，它ta的de創chuang造zao者zhe德de國guo人ren卻que並bing不bu熱re衷zhong於yu提ti這zhe個ge概gai念nian。製zhi造zao企qi業ye更geng願yuan意yi從cong自zi身shen發fa展zhan需xu求qiu出chu發fa進jin行xing技ji術shu升sheng級ji和he改gai造zao
，下xia麵mian要yao分fen享xiang的de是shi我wo們men08年為瑞士做過的一個全自動無人工廠項目。

當時還沒有工業4．0這個提法，但該係統當時已經大大超前，現在看來在技術上是最接近工業4．0理想的解決方案了。

1、工業4．0應用技術

柔性生產

該生產係統所要實現的目標是使生產實現最大的柔性化。

自動化和信息化是實現柔性定製個性化生產的手段。

從視頻中可以看到，AGV小車將毛坯推入代加工區域，而這些毛坯木料的尺寸大小都是不同的


，按照頂點順序進行排列
，符合JIO理念。

而JIO（Just In Order）是繼JIT（Just In Time）準(zhun)時(shi)製(zhi)生(sheng)產(chan)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)提(ti)出(chu)的(de)，要(yao)求(qiu)供(gong)應(ying)商(shang)不(bu)僅(jin)應(ying)按(an)時(shi)將(jiang)零(ling)部(bu)件(jian)送(song)抵(di)生(sheng)產(chan)現(xian)場(chang)，還(hai)要(yao)求(qiu)不(bu)同(tong)規(gui)格(ge)零(ling)部(bu)件(jian)的(de)順(shun)序(xu)按(an)照(zhao)要(yao)求(qiu)排(pai)列(lie)
，以(yi)便(bian)滿(man)足(zu)混(hun)線(xian)生(sheng)產(chan)的(de)要(yao)求(qiu)。

這樣不同型號的產品在裝配時


，不會因為零件順序錯落而發生裝配錯誤的問題。

豐田的JIT隻適合單一產品的大批量生產
，而JIO則是混線生產
，柔性製造模式所必需的供應鏈運作機製，是生產模式的變革。

目前國內的自動化項目都號稱4．0，但絕大部分無法實現柔性製造。

所以在筆者看來，中國企業談4．0隻是按照自動化集成去理解，並沒有真正領會生產模式變革的意義。

數據追蹤

在產品的整個生命周期中會產生很多數據，即所謂的大數據。

製造商需要能夠利用這些數據對產品進行跟蹤

，以了解產品的狀態。

比bi如ru某mou個ge客ke戶hu購gou買mai的de某mou產chan品pin中zhong的de某mou個ge零ling件jian出chu了le問wen題ti拿na到dao售shou後hou服fu務wu部bu門men去qu維wei修xiu，這zhe時shi生sheng產chan廠chang應ying該gai能neng夠gou知zhi道dao這zhe個ge零ling件jian的de供gong應ying商shang是shi誰shui，哪na個ge生sheng產chan環huan節jie中zhong的de哪na個ge人ren應ying該gai對dui此ci負fu責ze，並bing計ji算suan出chu損sun失shi。

相關的技術和軟件產品（PLM／PDM，ERP， CRM
， SCM等）早在幾乎20年前就已經非常成熟，相對欠缺的是生產環節的大數據處理。

盡管也有相對成熟的解決方案


，如MES（製造執行係統），SCADA（現場數據采集係統），APS（先進生產計劃係統）等(deng)
，但(dan)是(shi)由(you)於(yu)缺(que)乏(fa)強(qiang)大(da)的(de)車(che)間(jian)級(ji)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)去(qu)協(xie)調(tiao)各(ge)生(sheng)產(chan)設(she)備(bei)，生(sheng)產(chan)車(che)間(jian)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)和(he)信(xin)息(xi)化(hua)層(ceng)始(shi)終(zhong)存(cun)在(zai)著(zhe)難(nan)以(yi)打(da)破(po)的(de)屏(ping)障(zhang)，原(yuan)因(yin)很(hen)多(duo)此(ci)處(chu)不(bu)展(zhan)開(kai)討(tao)論(lun)。

而視頻中的生產係統則采用相對簡單和獨立的軟件係統，在設備層實現了對生產數據的集成和管理。

首先機器人通過專用的檢測設備對入庫毛坯進行全檢，再掃描條形碼，根據讀取的產品信息自動調用加工程序（NC代碼由產品設計數模自動生成），並自動調整支撐夾具的位置
，以適合零件的尺寸。

jiagongwanbihou，youyutiaomazaijiagongguochengzhongbeipohuaidiao
，suoyizaicitiefutiaoma，binggengxinchanpinshengchanshuju，jilushebeiyunxingshuju，jiangzhexieshujutongguoxianchangzongxianchuanrushangweijideshengchanguanli／監控係統。

由於每個零件上都有條碼

，每個條碼對於正確的程序，所以不論來料按何種順序排列，加工過程是不會出現問題的。

也就是說生產管理調度軟件和生產設備之間是相互獨立運行的，就算生產調度出了問題，也不會造成生產程序調用錯誤。

而即便產品信息和加工數據在對應上出現問題，機器人的入庫檢測信息也會與程序信息進行比對，不會出現加工廢品（即可能用較大尺寸的毛坯加工出小尺寸產品，而不會出現小尺寸毛坯調用大尺寸產品加工程序的問題）。

所以說，當我們評價工業4.0或工業互聯網，物聯網方案先進性的時候，不應隻看技術實現的手段，不要去較真條形碼，二維碼，RFID哪個技術更先進，而更應該關注這些生產數據所支持的智能生產的運作機製。

工序集中

整zheng套tao生sheng產chan係xi統tong集ji中zhong了le每mei一yi個ge產chan品pin從cong入ru庫ku到dao出chu庫ku的de全quan部bu工gong序xu，與yu以yi往wang生sheng產chan單dan元yuan的de概gai念nian有you所suo突tu破po，除chu了le機ji械xie加jia工gong和he上shang下xia料liao以yi外wai
，該gai係xi統tong集ji成cheng了le自zi動dong檢jian測ce
，工gong裝zhuang夾jia具ju調tiao整zheng（柔性工裝），生產訂單管理等功能。

機加工序之後基本上直接進噴漆車間後就可以出廠了。

zaishengchanzhanlveguihuashang
，gaiqiyebingmeiyougaochuizhizhenghe，ershibafujiazhizuigaodedingzhihuajiagongliugeileziji，lirunbo
，wuranhuanjingdeshangxiayougongxutongtongwaigouhuowaixie。

優化設計

從產品開發邏輯上講
，產品設計決定了生產工藝，而生產工藝決定生產設備。

當我們談論工業4.0或智能製造的時候，通常隻關注到設備或軟件，而往往忽視了方法（工藝）

，更不會去在意設計（概念）。

產品設計從一開始不但決定了產品本身的價值
，也決定了大部分的生產成本。

以(yi)該(gai)瑞(rui)士(shi)製(zhi)造(zao)商(shang)為(wei)例(li)，由(you)於(yu)產(chan)品(pin)為(wei)定(ding)製(zhi)化(hua)設(she)計(ji)，所(suo)以(yi)在(zai)安(an)裝(zhuang)時(shi)需(xu)要(yao)服(fu)務(wu)人(ren)員(yuan)在(zai)客(ke)戶(hu)現(xian)場(chang)進(jin)行(xing)安(an)裝(zhuang)，而(er)由(you)於(yu)瑞(rui)士(shi)的(de)人(ren)工(gong)成(cheng)本(ben)極(ji)高(gao)，所(suo)以(yi)在(zai)設(she)計(ji)時(shi)就(jiu)必(bi)須(xu)充(chong)分(fen)考(kao)慮(lv)到(dao)組(zu)裝(zhuang)的(de)便(bian)捷(jie)性(xing)，即(ji)DFA（Design For Assembly）。

說shuo得de更geng通tong俗su些xie，這zhe種zhong木mu門men的de最zui終zhong安an裝zhuang實shi際ji上shang和he組zu裝zhuang宜yi家jia家jia具ju是shi一yi樣yang的de

，但dan是shi安an裝zhuang的de複fu雜za程cheng度du和he精jing度du要yao求qiu要yao更geng高gao
，安an裝zhuang時shi也ye需xu要yao更geng專zhuan業ye的de工gong具ju。

然而如果按照中國木匠打家具的方法
，實地測量尺寸再鋸斷合適長度的木料
，再釘釘子等等
，那麼瑞士的這套木門成本會極高。

所suo以yi就jiu要yao求qiu在zai設she計ji之zhi初chu就jiu要yao求qiu便bian於yu快kuai速su組zu裝zhuang，而er且qie具ju有you一yi定ding的de通tong用yong性xing
，小xiao型xing功gong能neng零ling件jian盡jin量liang采cai用yong標biao準zhun件jian，隻zhi是shi在zai門men板ban樣yang式shi和he規gui格ge上shang體ti現xian個ge性xing化hua差cha異yi。

這種產品設計既要保證便於個性化定製生產
，也要合理降低製造成本，便於安裝維護。

所以說，一套體係化的產品設計理念和產品開發平台才是成功實現工業4．0轉型最基本的前提。

2、產業變革的趨勢

沒有夕陽產業隻有夕陽觀念

在中國人眼裏
，木門生產絕對是落後的傳統製造業

，沒有利潤，沒有科技含量
，沒有發展前途。

但是這個工業4．0項目卻落地在全世界工業技術水平最高

，人工成本最貴的瑞士。

可見先進的智能化製造係統是完全可以彌補人力成本的劣勢，而傳統製造業向發達工業國回流也確實正在發生。

中國的製造企業必須有所作為才能避免在這次工業革命中被淘汰。

柔性智能生產係統增大利潤空間

製造成本是相對概念，當產品價值足夠高時

，那麼製造成本就可以忽略不計了。

視(shi)頻(pin)裏(li)的(de)瑞(rui)士(shi)公(gong)司(si)通(tong)過(guo)投(tou)資(zi)智(zhi)能(neng)製(zhi)造(zao)設(she)備(bei)，首(shou)先(xian)在(zai)戰(zhan)略(lve)上(shang)實(shi)現(xian)了(le)定(ding)製(zhi)化(hua)生(sheng)產(chan)，使(shi)得(de)產(chan)品(pin)本(ben)身(shen)的(de)價(jia)值(zhi)大(da)幅(fu)提(ti)高(gao)
，而(er)全(quan)自(zi)動(dong)製(zhi)造(zao)係(xi)統(tong)免(mian)去(qu)了(le)人(ren)工(gong)成(cheng)本(ben)
，並(bing)且(qie)整(zheng)個(ge)設(she)備(bei)占(zhan)地(di)非(fei)常(chang)小(xiao)卻(que)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)以(yi)往(wang)一(yi)個(ge)工(gong)廠(chang)的(de)全(quan)部(bu)工(gong)序(xu)
，使(shi)得(de)土(tu)地(di)成(cheng)本(ben)構(gou)成(cheng)的(de)比(bi)重(zhong)大(da)幅(fu)下(xia)降(jiang)。

通常我們認為中國的土地和人力成本很低，因此製造業優勢明顯。但是一旦發達的工業國紛紛采用柔性智能無人／少人生產係統來實現工業4．0革命，那麼未來製造業的利潤－成本構成將發生極大的變化：

土tu地di，人ren力li，能neng源yuan等deng資zi源yuan相xiang關guan的de因yin素su在zai生sheng產chan成cheng本ben中zhong所suo構gou成cheng的de比bi利li將jiang大da為wei降jiang低di，智zhi能neng設she備bei的de技ji術shu折zhe舊jiu以yi及ji雇gu用yong高gao端duan技ji術shu和he谘zi詢xun人ren員yuan的de將jiang成cheng為wei未wei來lai主zhu要yao的de成cheng本ben。

所以，如果不增加在知識和技術上的投入，中國製造業將麵臨毀滅性的打擊。

企業看工業4．0往往隻看到了相關技術的先進，看到了不足
，但是缺乏合理的方法論去實現轉型升級。

zhongguoqiyeyaozhuanxingshengji，shouxianyaokandongzhizaoyedefazhanqushi，zaizhenglichuheshizijidexindeyunyingmoshi
，zaigenjuzhegemoshiyousuoqushediguihuaqiyezhuanxingshengjidetujinghezhanlve。

隻要中國的製造企業多一些理性，少一些浮躁
，以中國人的聰明才智總可以找到合適自己的轉型升級之路。