轮胎“4.0”工厂 国内首个吃螃蟹的企业

轮胎“4.0”工厂 国内首个吃螃蟹的企业

 

机器取代大量人工作业

传统工厂将如何进行工业4.0的模式变革?

羡慕别人家工厂敏锐的嗅觉,西门子,IBM也纷纷转战工业4.0,身为传统行业的老一辈工厂将如何改造自身不被浪潮吞没?

基于工业4.0研究院的研究成果,工业4.0时代具有三个高度化技术特征,也就是高度自动化、高度信息化及高度网络化。一般来讲,自动化是工业2.0时代的特征,而信息化是工业3.0时代的特征,在工业4.0时代,自动化和信息化将继续深入发展,形成高度自动化和高度信息化,同时工业4.0时代还将由于各种设备和系统实现了联网,具有高度网络化的特征,这是工业4.0时代独有的技术特征。

目前研究领域没有专家对工业4.0的技术特征进行清晰的描述,特别是针对中国的语言习惯(例如,信息化在西方语系中称为数字化),更是缺乏明确的说明。笔者结合中国对工业化和信息化等专有名词的描述,设计了三个高度化的判定标准,也就是说,我们可以利用三个高度化技术特征来对企业实践进行工业4.0判定。

首先,我们来看看高度自动化的判定标准。自动化是第二次工业革命主要的技术创新,通过电气化的应用,实现了大规模流水线作业,这大大释放了机器的力量,避免了人的体能等约束带来的限制,因此,其生产力大幅度上升。我们可以从福特汽车自动化流水线作业的案例看到,自动化流水线给生产制造领域的效率提升带来巨大改变,正因为这种大规模制造的出现,使得普通人也可以买得起汽车。

在工业4.0时代,自动化还会继续发展和应用。从技术发展趋势来看,自动化将呈现智能化的特征,大量的智能机器人的应用,将导致自动化生产线更具有柔性,可以实现多种产品的生产,同时随着生产制造现场的自动化设备集成度增加,实现所谓高度自动化,大量的工作将主要由自动化设备来实现,这为无人化工厂的出现提供了可能。

其次,是高度信息化的判定标准,我们需要认识到,生产制造企业的信息化,一般可以通过经营管理系统和生产制造系统来实现,前者主要体现为ERP、CRM和HRM等系统,而后者主要体现为PLM(Product Life cycle Management,产品生命周期管理)、MES(Manufacturing Execution System,制造执行系统)及DNC(Distributed Numerical Control,分布式数控)等系统。具体来讲,经营管理信息化系统主要是为了实现涉及非生产现场的管理内容,而生产制造信息化系统主要是为了解决产品核心价值创造过程的管理,例如产品的研发设计、生产制造等。

与自动化类似,信息化在工业4.0时代也将继续发展,它将主要以更加高度的集成为特征。一些提供智能工厂或数字化工厂解决方案的企业,把ERP、PLM、MES及SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition,数据采集与监视控制系统)等系统集成到一起,形成一个完整的解决方案,称为数字化工厂解决方案,的确是一个可行的方式。不过,高度信息化集成带来一个困难,针对具体的企业需求,供应商还需要进行一定的定制化开发和优化。

最后,我们来看工业4.0时代的高度网络化特征,这是工业4.0时代独有的特征,是工业2.0和3.0都不具有的,同时也是互联网技术在生产制造领域应用的结果。需要指出的是,与传统主要服务于消费领域的TCP/IP协议组为核心的消费互联网技术不同,工业领域需要具有不同技术指标的工业级互联网,诸如实时性、安全性等特定的技术指标要求,是工业4.0时代的高度网络化所体现的一些不同。

综上所述,工业4.0时代具有所有工业革命所具有的基本特征,那就是生产力和生产关系都会发生改变,同时工业4.0时代也具有三个高度化特征,其中高度网络化体现了互联网技术在生产制造领域的渗透,这也是工业4.0时代的最大技术特征,它带来的模式变革将是我们最应该关注的焦点。

正如互联网在消费领域的应用一样,互联网在生产领域的应用,将大大促进生产力的提升。更重要的是,由于生产制造的网络化,将导致原有的价值创造体系发生革命性的变化,从而会产生大量的创新商业模式,促进新工业价值生态的产生和发展。

基本的工业4.0模式

从德国工业4.0体系来看,将来会出现三大集成,分别是纵向集成、端到端集成和横向集成,这也反映了三大商业模式的形态。从集成发生的边界来看,纵向集成发生在车间,也就是工厂内部;端到端集成涉及到产业链,是产业链边界的体现;而横向集成是跨越了多条产业链,可以体现为产业生态的边界,这也是最大范畴的集成活动。

在工业4.0时代,除了传统的车间革命,网络化为产业链的信息集成提供了便利。处于产业链上主导地位的企业,有机会后向集成供应链的信息,从而为智能工厂提供更好的原材料供应能力,为企业实现大规模定制提供可能性;另外,企业还可以利用智能工厂带来的优势,进一步延展价值链,介入到渠道服务中去,一方面可以直接通过服务互联网(IoS,Internet of Services)提供消费互联网类似的电子商务服务,另外一方面,考虑到智能工厂的能力,企业还可以提供应用商店,通过类似苹果AppStore一样的方式,扩展产品的增值服务范畴。

更进一步,当网络化在多个行业得到应用后,如果拥有一定的标准化数据及信息标准,不同行业代表的产业链将产生交织,形成横向集成的模式,最终促进新工业价值生态的诞生。

从价值创造的角度来看,横向集成所产生的新工业价值生态更具有颠覆性,因为它很可能会产生在传统的产业边界内无法创造的价值。这正是横向集成所带来的优势,也是互联网技术对人类社会最大的贡献。与此对比,传统消费互联网的改变可能是微不足道的,因为人类社会的大部分价值创造,还主要发生在物理世界,高度网络化在工业领域的应用,促使了这种改变的发生。

工业4.0模式演进路径

从工业4.0三大基本模式涉及的边界来看,其难度各不相同。纵向集成一般可以通过工厂管理者统一要求,比较容易实现,因为工厂管理者拥有较大的资源调动权;端到端集成涉及到产业链上的不同利益相关者,因此实现的难度会增加,主要是利益的问题不容易获得统一;当然,横向集成涉及到不同行业的企业,其利益协调会更加困难,实现难度会更高。

实际调研结果显示,目前主要的工业4.0实践大都发生在车间,体现为所谓智能工厂或数字化工厂改造,一方面是因为目前工厂的主要价值创造过程仍然在工厂,另外一方面,基于工厂边界的模式变革,相对容易实现,也容易从效率提升等方面得到管理层的一致认同。相对而言,端到端集成和横向集成涉及到单一或多条价值链,协调的利益要更多,实现起来也更不容易,在短期内缺乏恰当的技术和用户基础,还需要更多时间的试验和优化。

一般的情况,当生产制造企业完成了智能工厂的改造,这就为企业实现模式变革提供了最基本的条件,企业会尝试走向端到端集成的模式。在实现端到端集成模式的时候,应该分为面向企业和面向消费者,因为这会影响其价值创造方式

针对企业的端到端集成将主要体现为制造业服务化,目前主要体现为预测性维护等增值服务,这是企业愿意为之付费的服务。为航空公司提供发动机的通用电气正是通过预测性维护,创造了上百亿美元的市场;同样,为企业提供挖掘机的三一重工,也通过类似的预测性维护服务,创造了新的服务机会。

针对消费者的端到端集成主要体现为大规模定制及增值服务。对于面向消费者的产品,大部分消费群体有个性化产品的需求,这给生产厂商提供了创造价值的机会。例如,为消费者提供家电的海尔,就发现消费者有个性化颜色、形状及功能等多种特性的要求,而且他们愿意为此支付更多的费用。事实上,即便消费者不支付更多的溢价,企业也可以通过提供差异化的产品及服务,在市场竞争中获得有利的地位。

毫无疑问,纵向集成和端到端集成模式变革为消费者及客户提供了新的价值,但这还是量变,如果在生产制造领域可以实现多个不同领域的融合,那么这种横向集成带来的将是全新的价值创造可能。例如,当汽车、IT和保险三大领域的企业联合起来,就可以实现提供工业云及大数据服务的IT公司从汽车制造商获得汽车实时数据,打包成一种信用服务,提供给保险公司,而保险公司可以设计新的保险产品,消费者由此获得更好更便宜的保险产品服务。

因此,纵向集成到端到端集成以及横向集成的商业模式演进路径,能够成为工业4.0时代的主要演进路径。纵向集成将成为端到端集成和横向集成的基础,端到端集成也会促进横向集成的发生。

工业4.0时代的开放战略

在工业4.0时代,由于其特定的高度网络化,将导致工业领域出现大量的跨越传统车间边界的价值创造过程,这些过程将导致面向价值的商业模式设计发生改变,这种改变要求企业采取开放战略。

与互联网领域的极端开放模式不同,处于生产制造领域的创新企业,会很小心地界定开放模式的实施边界,因为只有通过恰当的边界设定,才可以保护核心价值创造者有足够的动力去创新,同时也可以为自身找到重新分配生态价值的机会。更重要的是,新玩家可以通过开放模式的逐步演进,保证整个生态的有效,避免伤及自身利益。

对于开放模式的边界选择,需要遵循一定的规则。简单地讲,应该遵循三大基本商业模式的演进路径,即纵向集成、端到端集成和横向集成。由于三大基本商业模式拥有自身的价值创造边界,那么在选择开放边界的时候,自然要小心翼翼,充分考虑边界的范围。

在工业4.0时代,开放战略主要体现在底层的物联网和服务互联网,这两个层面的开放,将促进新的工业价值生态产生。

物与物连接的物联网,能够在一定程度上实现生产能力的虚拟化,这是一个很重要的趋势,这种虚拟化有点类似云计算,云计算实现了计算能力的虚拟化,用户可以自由地按需使用计算能力,而物联网的连接,将促使生产能力的联网,从而实现生产制造能力按需使用。目前一些企业正在做这方面的工作,例如,富士康就有类似的实验项目,沈阳机床也计划推动机床的网络化,其目的也是为了实现机床生产加工能力的虚拟化。

服务互联网是工业4.0体系中的概念,跟传统的消费互联网概念有些不同,服务互联网体现了制造服务化趋势,让传统的普通产品变成智能产品,智能产品可以不断反馈各种信息给工厂内部的服务中心,这个过程实际上有消费者及用户的参与,体现了开放战略的价值。

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而双星集团,正是顺应了《中国橡胶行业“十三五”发展规划指导纲要》中所提到的调整结构,用高新技术改造传统橡胶工业,提质增效,重点放在提高质量、自动化水平、信息化水平、生产效率、环境保护和经济效益方面的发展目标