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【數位製造】到底什麼是 Industry 工業4.0?德國人是怎麼看待的?

我們常聽到媒體在講:Industry 4.0 工業4.0
台灣產生如何邁向:Industry 4.0 工業4.0 呢?
那什麼是:Industry 4.0 工業4.0 呢?
工業4.0(英語:Industry 4.0、德語:Industrie 4.0),或稱生產力4.0,是一個德國政府提出的高科技計劃。

不等於第四次工業革命、2013年德國聯邦教育及研究部和聯邦經濟及科技部將其納入《高技術戰略2020》的十大未來專案,投資預計達2億歐元,用來提昇製造業的電腦化、數位化和智慧化。

德國機械及製造商協會(VDMA)等設立了「工業4.0平台」;德國電氣電子及資訊技術協會發佈了德國首個工業4.0標準化路線圖。

所謂的4.0目的與以前不同,並不是單單創造新的工業技術,而是著重在將現有的工業關聯的技術、銷售與產品體驗統合起來,是建立具有適應性、資源效率和人因專案學的智慧工廠,並在商業流程及價值流程中整合客戶以及商業夥伴,提供完善的售後服務。
其技術基礎是智慧整合感控系統及物聯網。

這樣的架構雖然還在摸索,但如果得以陸續成真並應用,最終將能建構出一個有感知意識的新型智慧工業世界,能透過分析各種大資料,直接生成一個充分滿足客戶的關聯解決專案產品(需求客製化)
更可利用電腦預測,例如天氣預測、公共運輸、市場調查資料等等,及時精準生產或調度現有資源、減少多餘成本與浪費等等(供應端改善)
需要注意的是工業只是這個智慧世界的一個部件,需要以「工業如何適應智慧網路下的未來生活」去理解才不會搞混工業的種種概念。

第四次工業革命可以實現的時間,各方說法不一
德國電氣電子及資訊技術協會的會員中只有四分之一認為2020年前會有大規模的實施,而工業通信標準、安全性和人員培訓都是較大的問題。
專家們相信第四次工業革命會在今後的10至20年實現。

到底什麼是工業4.0,在最初的描述中,它是一套只要你在網上下單,就可以在工廠裡把你的願望生產出來的超級怪獸。
雖然很美好,但有明顯矛盾之處,工業化生產追求的一大目的就是高效率,低成本。
標準品的生產可以實現效率最大化,而個性化產品的工業實現必然會降低效率,那麼個性化生產的效率如何來實現?

落後就要挨打,這是國人長期被灌輸的鐵律,由此集體落下了強烈的落後恐懼症,最終在產業科技領域出現異化:
但凡有個科技新概念面世,必須馬上追風不可。
譬如工業4.0概念甫一問世,瞬間在國內形成熱浪,似乎不整個工業4.0,世界各國產業就要敗離開市場。
短時間內官、產、學、研各界人士言必工業4.0,整整熱鬧了幾年。以至於在德國舉辦的工業展上,世界各國人成了工業4.0最狂熱的人群。

到底什麼是工業4.0,在最初的描述中,它是一套只要你在網上下單,就可以在工廠裡把你的願望生產出來的超級怪獸。
雖然很美好,但有明顯矛盾之處,工業化生產追求的一大目的就是高效率,低成本。
標準品的生產可以實現效率最大化,而個性化產品的工業實現必然會降低效率,那麼個性化生產的效率如何來實現?

此外,高科技產品設計的專業性如何兼顧?假如一個對空氣動力學一竅不通的富豪提出超級飛機專案,工業4.0如何去實現?

同時另一個問題也讓人費解,工業4.0的鼻祖德國人,沒有一個像樣的網際網路企業,沒有網際網路就不能連結終端消費者,那麼德國的工業4.0,如何來實現個性化製造?

在2017年1月底的浙商大會上,馬雲對德國工業4.0有一段態度鮮明的表述:
「什麼是實體?實體是包括著生產製造加流通,流通環節的不完善,導致於大量的庫存和過剩產能。所以新零售的變革會對在座各位帶來衝擊:如果是製造業,一定會衝擊,如果你是零售行業,一定會有衝擊,新製造衝擊變成智慧製造。在座的各位請記住,德國的工業4.0跟世界各國其實沒什麼關係,德國的工業4.0實際上是大型裝配行業的4.0為主,世界各國的工業2025必須跟智慧製造結合在一起。所以世界各國的製造業基礎跟德國的製造業基礎是兩碼事情,各國都在高度關注未來的製造業,製造業一定是網際網路+、一定是人工智慧智慧,出現在搬移、資料、地理位置上的智慧製造。」

來看看德國的專家怎麼說?
近日,記者在上海專訪到了德國機床製造商協會總經理捨費爾(Wilfried-Schafe)博士,捨費爾的世界各國行是為會見世界各國機床界同行,同時做大量關於工業4.0、3D列印的調研,因為在最近舉辦的漢諾威歐洲機床展上,有關於工業4.0、智慧製造等話題的高規格研討會。


機床行業是工業4.0極其重要的一環,也是德國人推出工業4.0的底氣所在。

記者:3D列印都可以列印飛機發動機的葉片了,再這樣發展下去,3D列印會不會取代機床?

捨費爾:不會,永遠不會,它永遠無法真正取代機床
最近我和我們的合作夥伴做了大規模的密集調研,比較了大規模生產和個性化生產的產品的質量差別,在增材製造(指3D列印)這個層面,在金屬生產的層面,增材製造只是傳統製造的補充,而不是替代。
3D列印有很多未解決的問題:
第一,3D列印時的很多材料是被浪費的
第二,3D列印的生產時間更長,也就是增加了製造成本;
第三,3D列印的自動化程度不會那麼高,金屬塑型的時候可能是自動化,但是其他多餘的材料還是需要人工來清理。
增材製造可能把零件的結構做得更複雜一些,但是它的後續工作還是需要傳統機床來處理,譬如零件的切割,表面光滑度的處理,還有打孔這些工作
所以即便用3D列印,後續的工作還是離不開機床。


德國漢堡一展會上的3D印表機。

記者:長於個性化生產的3D列印如果因為效率低,而不能取代傳統機床,那麼以個性化製造為主題的工業4.0必然也會效率降低,那是不是可以說工業4.0還是無法取代傳統的標準生產的製造模式?
費捨爾:生產效率高低還要看機器在生產什麼東西,工業4.0的流程和速度更快,在更換零部件,或是要生產另外一種產品時,調換裝置的速度會更快,有些生產程式可以及時調整,這些工作在工業4.0中是非常快的。在傳統生產中,任何一個新機器生產新的東西肯定需要一個過程,譬如第一次生產出一個東西,會發現有各種各樣的問題,需要去調整生產線的程式和流程,但是在工業4.0的條件下,只需要用資料來完成這些工作,你觀察生產資料,生產的零部件和合格產品是同樣的質量,就可以直接批次生產了,這樣效率就會很高。在工業4.0第一個階段,關注的並不是個性化生產,可能更重要的是機器維護和更早的發現機器毛病這些關注點,可以保證不讓機器宕機;此外對於生產流程的控制是通過實時的資料來進行的,如果你發現生產的資料出現問題,你可以不用做任何改變就去及時地去停止生產,也可以很方便地更換雷射器那些工具。
一句話,就是你可以在問題出現之前就解決問題。

記者:是不是可以這樣理解,很長的時間裡,工業4.0只能提高生產效率,而不會與網際網路結合,不會第一時間響應消費市場的個性需求?
費捨爾:其實工業4.0的概念跟最終的消費者是沒有太多關係的,它重點是關注生產這個領域,工業4.0其實是生產裝置提供者和裝置使用商之間的橋樑,而這之後才是消費者。
所以工業4.0並不最終涉及到消費者,可能物聯網這個概念內含了最終的消費者,而工業4.0只能在生產環節完善所有流程
內含物流和客戶管理在內的所有環節,如果客戶要生產一個手機,那需要一個金屬件,他可以觀察工業4.0的整個流程,進而改善整個流程。

要說個性化生產,工業4.0也有一小部分,像Adidas生產跑鞋,Adidas這樣的大廠並不是為了只生產一小部分鞋子,它肯定要大規模生產,譬如他們經由市場分析,發現50%的人喜歡黑色的鞋子,20%的人喜歡紅色,10%的人喜歡藍色,如果它具有個性化生產的能力,它可以很方便的去調整生產計劃,可以隨時調整計劃,而不像過去那樣只能先生產出來再去銷售。
而且它這種根據個性化的選取做出的調整不會影響生產。

記者:鞋子衣服這樣的低科技含量的需求,普通人可以提出自己的需求,但是要換成汽車、手機這樣的高科技產品,普通人如何提出自己個性化的需求?
費捨爾:其實所謂個性化生產都是有一些類型的,譬如水龍頭,廠商那裡去挑可能有二十多種,但也可以說這些水龍頭都是根據個性化需求做出來的,其實這種例子很多的,譬如像廚衛產品也有很多個性化的需求,像金屬這樣的東西都可以個性化。

記者:工業基礎不如德國的世界各國人對於工業4.0過於狂熱,期望值過高,據說很多德國人反而對工業4.0不太感興趣?
費捨爾:各個國家的情況各不相同吧。

記者:現在歐洲出現了很多禁令,那麼世界各國企業現在併購德國精密製造的通路還暢通嗎?
費捨爾:德國是一個自由市場,其實應該反過來問,德國企業可以併購世界各國什麼企業,市場是雙向的。
其實政府阻止外資併購,不是世界各國德國之間才有的事情。兩年前法國標誌公司要併購德國企業,後來也是在政府的干預下失敗了。
這種情況可能應該有吧,主要是德國廠商自己生產的比較多,能在世界各國來開廠的企業也是那些比較大的企業,我們的會員絕大多數還是一些中小企業,還是在的德國生產機床,然後把產品賣到世界各國來。

記者:世界各國發展機床產業需要很多優秀的機床人才,但是聰明人都想著去做IT,掙更多的錢,德國如何留住一流的人才來做機床?
費捨爾:我們有一個基金會,給很多學校做了很多工作,充分宣傳我們的行業的吸引力到底在哪裡,在德國如果能很早的接受這樣的工作,就可以很早地自己做決策,可以做得很有創意,而且他們做的工作的全球化程度也是比較高,這些東西都是年輕人比較喜歡的。
他們在這個行業工作還有另外一個好處,就是安全感更高一些,不容易失業,肯定比在銀行工作安全。

在專訪中,費捨爾給出了德國人眼中的工業4.0與智慧製造之間的具體描述:「工業4.0跟最終的消費者是沒有太多關係的,它重點是關注生產這個領域,工業4.0其實是生產裝置提供者和裝置使用商之間的橋樑。」
而對於滿足個性化需求,在費捨爾眼中,只是德國工業4.0需要滿足的一小部分需求,譬如耐克鞋、金屬水龍頭之類產品的製造。

備註:本文章部分來至 http://gongkong.ofweek.com/

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