制造型企业如何实现工业4.0?
如今,制造业正迎来第四次工业革命,德国称之为“工业4.0”。德国所谓的工业4.0是指利用物联信息系统(Cyber-Physical System简称CPS)将生产中的供应,制造,销售信息数据化、智慧化,最后达到快读、有效、个人化的产品供应。工业4.0主要由两大部分构成,制造型企业要想实现工业4.0必须要从这两大块入手,一是“智能工厂”,即重点研究智能化成产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。工业4.0拥有巨大的潜力,工业4.0智能工厂可以让客户个性化的定制需求得以满足,这也意味着,即使产品只生产一次,也能通过颇具收益的方式制造出来。
前三次工业革命的发生,分别源于机械化、电力和信息技术。如今,将物联网及服务引入制造业正迎来第四次工业革命。不久的将来,企业能以CPS(Cyber-Physical Systems ,信息物理系统)的形式建立全球网络,整合其机器、仓储系统和生产设施。在制造业领域,这些CPS包括能自主交换信息的智能机器、存储系统和生产设施,它们能独立运行和相互控制。这有利于从根本上改善工业过程,包括制造、工程、材料使用、供应链和生命周期管理。
智能工厂现在似乎已开始采用一种全新的方式来生产产品。智能产品有唯一的特征被识别,在任何时候都能被定位,我们知道它的发展历程,了解它当前状况,以及实现其目标状态的方式。从通过出口物流下订单的那一刻起,纵向与工厂和公司业务流程联网,横向连接则可实时管理衍生价值体系,这二者共同构建了嵌入式制造系统。此外,这些指令都要求启用终端间工程(模式)流经整个价值链。
现在,制造过程中已经能够提供端到端的透明化,以促进决策优化。工业4.0将会开发出创造价值的新方法和新的商业模式。特别是,它将给初创公司和小企业的发展带来机会,下游服务也能从中受益。
此外,工业4.0将正视和解决某些当今世界面临的挑战,如资源能源利用效率、城镇化、人口结构变化等。工业4.0能持续带来覆盖整个价值网络的资源生产率和效率的增益。它能将人口结构变化和社会因素考虑在内,以适合的方式组织生产。智能辅助系统让工人从单调、程序化的工作中解放出来,能把精力集中在创新和增值业务上。制造工程领域的全球竞争变得愈加激烈,德国不是唯一一个认识到在制造业部署物联网及服务是大势所趋的国家。而且,并非只有亚洲的竞争对手对德国工业造成威胁,美国也在采取措施,通过推进“高端制造业”计划反对“去工业化”。
为了实现工业生产向工业4.0的转变,制造型企业需要把把信息通信技术与其传统的生产模式进行整合,使工厂构建智能制造生产链。要实现工业4.0的目标,以下工业4.0的基本特征应该得到落实:
(1)通过价值网络实现横向集成
(2)工程端到端数字集成横跨整个价值链
(3)垂直集成和网络化的制造系统
工业4.0是制造企业在面对变幻莫测的市场能够取得稳固地位的重要因素,同时使企业的价值创造活动适应变化的市场需求。双重物理网络系统战略中提到的特征将允许制造企业在高度动态的市场中达到快速的、准时的、无故障的生产。工业4.0的发展,可帮助企业构建智能工厂,提高企业生产效益,降低成本。
- 上一条智能制造的全球化之路
- 下一条MES系统:帮助企业实现精益生产