在工業(yè)4.0時(shí)代,人們熱議的智能工廠究竟怎么“智能”?既然什么都“智能”來(lái)還需要工人嗎?我們的日常生活在智能化時(shí)代會(huì)是什么樣子?工業(yè)4.0真的就只是一個(gè)升級(jí)版的工業(yè)概念么?不要著急,現(xiàn)在就帶你體驗(yàn)和探究一把工業(yè)4.0時(shí)代的工作與生活。

淘寶真的會(huì)被淘汰嗎?

CPS:機(jī)器互相喊話,智能處理訂單,直接滿足客戶需求

網(wǎng)購(gòu)達(dá)人最有體會(huì),想在網(wǎng)上淘個(gè)東西,可經(jīng)常對(duì)著網(wǎng)頁(yè)上一片花花綠綠的選項(xiàng)找不到自己想要的那款。在工業(yè)4.0時(shí)代,“工廠”的概念已不再是工人+流水線+批量生產(chǎn)這么簡(jiǎn)單,你的購(gòu)物體驗(yàn)也不再是像在淘寶上那樣只能有什么選什么,而是你想要什么工廠就生產(chǎn)什么,而且交貨很快。

在工業(yè)4.0的帶動(dòng)下,未來(lái)的智能工廠能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的個(gè)性化定制生產(chǎn),生產(chǎn)內(nèi)容高度靈活,整個(gè)過(guò)程都能根據(jù)需要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整,這樣一來(lái),生產(chǎn)效率和資源利用率大大提高,更重要的是,智能生產(chǎn)所帶來(lái)的靈活性,將充分滿足客戶的不同需求,你甚至可以繞過(guò)中介平臺(tái)直接聯(lián)系廠家,根據(jù)你的個(gè)性化需求生成訂單。

比如想買(mǎi)輛寶馬,廠家將在生產(chǎn)之前和客戶通過(guò)在線服務(wù)進(jìn)行深度交流,根據(jù)客戶對(duì)車(chē)的外觀、內(nèi)飾、配置等個(gè)性化要求確定參數(shù),生成訂單然后進(jìn)行生產(chǎn)。這樣一來(lái),生產(chǎn)將更有規(guī)劃,也避免了浪費(fèi)和過(guò)度生產(chǎn)。

但工廠畢竟是工廠,除了個(gè)性化定制服務(wù),工業(yè)4.0時(shí)代的它們也需要同時(shí)保持產(chǎn)量、進(jìn)行批量化生產(chǎn)。這樣,生產(chǎn)線面臨的挑戰(zhàn)就會(huì)大大增加,而工業(yè)4.0就是來(lái)解決這個(gè)復(fù)雜問(wèn)題的。

未來(lái)的工廠,可能廣泛采用CPS(Cyber-Physical　System)技術(shù),即“信息物理系統(tǒng)”,其中有個(gè)智能化成果——EGrain(電子谷物)。這種大小和谷子差不多的設(shè)備里,配有處理器、傳感器、天線、電池等各種部件。嵌入了電子谷物的工件,將能夠包含生產(chǎn)過(guò)程中所需要的全部信息,并可以對(duì)信息進(jìn)行智能處理,然后傳輸?shù)狡渌到y(tǒng)里去。也就是說(shuō),通過(guò)電子谷物,機(jī)器與機(jī)器間將能夠進(jìn)行交流,從而優(yōu)化了整個(gè)生產(chǎn)流程。

比如,某個(gè)工件需要進(jìn)行下一步處理,它就會(huì)用自己的IP在整個(gè)CPS系統(tǒng)里“發(fā)帖”:“接下來(lái)誰(shuí)過(guò)來(lái)加工一下!馬上就需要!”如果旁邊的一臺(tái)機(jī)器答復(fù)說(shuō):“我可以加工,但是要等半個(gè)小時(shí)之后,我手頭還有活兒,”那么工件就會(huì)自動(dòng)去聯(lián)系另外的機(jī)器。

現(xiàn)在,西門(mén)子工廠的氣渦輪生產(chǎn)過(guò)程就采用了工業(yè)4.0的理念。工人只需通過(guò)電腦輸入信息,然后信息會(huì)通過(guò)電子谷物傳遞給機(jī)器,自動(dòng)生成訂單。生產(chǎn)時(shí)系統(tǒng)全程進(jìn)行自我組織和自我檢測(cè)。生產(chǎn)結(jié)束后,電子谷物會(huì)進(jìn)行測(cè)量,告知機(jī)器采用哪種技術(shù)按照什么標(biāo)準(zhǔn)來(lái)測(cè)試產(chǎn)品性能。

上述例子體現(xiàn)了工業(yè)4.0時(shí)代一個(gè)非常重要的理念:分散式系統(tǒng)。產(chǎn)品品種越豐富,批量越小,集中控制的成本就越高,分散式系統(tǒng)有助于幫助降低復(fù)雜程度,增強(qiáng)工廠生產(chǎn)的靈活性和智能化。

那么,當(dāng)機(jī)器都能互動(dòng)“喊話”了,工人還有存在感嗎?別擔(dān)心,在未來(lái)工廠中,工人依然處于中心地位。任何生產(chǎn)過(guò)程中,缺陷總是難以避免,而高素質(zhì)的工人就負(fù)責(zé)排除被檢測(cè)出的缺陷,把自己多年的評(píng)估和解決緊急狀況的經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用到生產(chǎn)中去。事實(shí)上,新技術(shù)將為工人提供難以想象的發(fā)揮空間,人在更大程度上變成了工廠的指揮者和協(xié)調(diào)者。

回到標(biāo)題的問(wèn)題,工業(yè)4.0時(shí)代智能生產(chǎn)所帶來(lái)的靈活性將能極大地滿足客戶的不同需求,這對(duì)類(lèi)似淘寶的中介電商平臺(tái)的確沖擊不小。至于這類(lèi)電商平臺(tái)最終會(huì)否被淘汰,答案還是留給未來(lái)吧。

未來(lái)天氣:多“云”

“云端”的公廁:人多人少、有紙沒(méi)紙都知道

如今,“云計(jì)算”“云物流”等概念方興未艾,而在未來(lái)的工業(yè)4.0時(shí)代,生活里的“云”將無(wú)處不在。

比如你想上個(gè)廁所,公共衛(wèi)生間入口投幣處的閘機(jī)會(huì)配備計(jì)數(shù)器并聯(lián)網(wǎng),洗手臺(tái)的洗手液容器也會(huì)裝有記錄剩余量的感應(yīng)芯片,擦手紙的感應(yīng)器會(huì)顯示剩余多少紙,連每間廁所的廁紙用量都會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)控……一切信息都會(huì)被納入聯(lián)網(wǎng),并上傳到云端,然后實(shí)時(shí)顯示到采購(gòu)人員的手持設(shè)備上,并能實(shí)現(xiàn)和日用品商店進(jìn)行數(shù)據(jù)互通。比如:“4號(hào)公廁今天的人流量為xx,洗手液還剩xx,擦手紙還剩xx,廁紙還剩xx”。這樣,整個(gè)衛(wèi)生間將隨時(shí)保持上佳的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),也讓采購(gòu)者的工作更有針對(duì)性。

再舉個(gè)開(kāi)車(chē)的例子。在未來(lái)日常生活中,如果一臺(tái)車(chē)的限速是180碼,而你一時(shí)興起開(kāi)到了200碼,那么車(chē)的內(nèi)置傳感器就會(huì)自動(dòng)往云端發(fā)送數(shù)據(jù),通過(guò)APP把“強(qiáng)烈建議對(duì)車(chē)進(jìn)行維護(hù)”的信息發(fā)送給用戶,甚至為駕駛員安排好第二天需抵達(dá)的修車(chē)行,然后把所有信息一并發(fā)到手機(jī)上。

未來(lái)的家居生活也將智能化。住戶手機(jī)和云端連接,可以直接控制家里的電器、家具等。根據(jù)“分散式系統(tǒng)”的原理,家這個(gè)“信息物理系統(tǒng)”里的各部分也可以進(jìn)行交流和自主決策。比如,溫度感應(yīng)器自動(dòng)指揮空調(diào)和暖氣系統(tǒng),并結(jié)合運(yùn)動(dòng)物體感應(yīng)裝置判斷某房間是否有人,從而決定電器開(kāi)關(guān)以節(jié)省能源。

在工業(yè)4.0時(shí)代,萬(wàn)物互聯(lián),虛擬世界與物理世界融合,“云”無(wú)處不在,從而極大優(yōu)化信息收集決策過(guò)程和資源利用率。

來(lái)一次說(shuō)放就放的假

Airberlin:每年少用5架飛機(jī)完成全年飛行任務(wù)

工業(yè)4.0時(shí)代不僅催生智能生產(chǎn),也會(huì)帶來(lái)全新的管理理念,人們的工作因此獲得更多的靈活性。在未來(lái),工作自主性更強(qiáng),效率也更高,假期更靈活,可錢(qián)不一定少掙。

比如,德國(guó)南部的斯圖加特機(jī)場(chǎng)全天、全年無(wú)休開(kāi)放,但冬夏乘客量差別很大,一天之內(nèi)也有利用率的差異。機(jī)場(chǎng)因此根據(jù)工業(yè)4.0的理念設(shè)計(jì)了更靈活的用工制度。員工可以在冬日淡季里把知識(shí)技能應(yīng)用到機(jī)場(chǎng)的其他方面,比如先做守衛(wèi),然后去接班航空管制,或者兼做候機(jī)廳廣告散發(fā)員和信息臺(tái)咨詢,當(dāng)然也可以休假。員工憑工作業(yè)績(jī)兌現(xiàn)獎(jiǎng)金,享受靈活用工制度創(chuàng)造出來(lái)的價(jià)值福利。

這套制度實(shí)施后,斯圖加特機(jī)場(chǎng)第一年的生產(chǎn)率就迅猛增長(zhǎng)。原來(lái)機(jī)場(chǎng)每年光是為員工加班支付的補(bǔ)助金就要近1000萬(wàn)歐元,現(xiàn)在在生產(chǎn)率保持高位的前提下,可以不支付加班費(fèi),以補(bǔ)休等方式代之。

和分散式系統(tǒng)類(lèi)似,工業(yè)4.0的管理理念也不青睞集中的管理調(diào)配,而更強(qiáng)調(diào)分散式自主決策。比如,德國(guó)第二大航空公司Airberlin今天下午有架飛機(jī)從法蘭克福飛到柏林,當(dāng)晚需要就地維護(hù)。按照一般的集中式處理方式,這應(yīng)由總部確認(rèn)柏林是否有合適的維護(hù)工具、零件和技工,飛機(jī)只需要聽(tīng)令就行。然而對(duì)擁有150多架飛機(jī)、每天的飛行任務(wù)300多次的Airberlin公司而言,一旦航班發(fā)生改變,在維護(hù)方面就會(huì)遇到極大挑戰(zhàn)。因?yàn)閷?duì)于空客、波音等對(duì)安全性要求很高的機(jī)型來(lái)說(shuō),如果本來(lái)需要今天維護(hù),但由于航班調(diào)整沒(méi)能實(shí)現(xiàn),那么明天就沒(méi)法繼續(xù)飛。

工業(yè)4.0的“分散式”管理理論可以幫助航空公司進(jìn)行更有效地安排,將決策的主體從總部變成每一架飛機(jī)。還是這架飛往柏林的飛機(jī),若臨時(shí)航班調(diào)整需飛去慕尼黑,飛機(jī)就自主聯(lián)系當(dāng)?shù)貦C(jī)場(chǎng),詢問(wèn)是否有相應(yīng)的工具和工人。如果缺少,飛機(jī)就馬上聯(lián)系今天從柏林飛往慕尼黑的航班,讓其順便把自己所需的零件帶去,以完成當(dāng)天的維護(hù)任務(wù)。

這樣,飛機(jī)之間就形成了一個(gè)信息物理系統(tǒng),極大地提升了靈活應(yīng)對(duì)復(fù)雜情況的能力。經(jīng)計(jì)算,這樣一來(lái),Airberlin每年少用5架飛機(jī)就可完成全年的飛行任務(wù),節(jié)省的費(fèi)用超過(guò)6000萬(wàn)歐元。

工業(yè)4.0真的這么簡(jiǎn)單?當(dāng)然不是,它還有很遠(yuǎn)的路要走。但無(wú)論怎樣,說(shuō)到底,未來(lái)工業(yè)4.0的目標(biāo),就是個(gè)大寫(xiě)加粗的智能化。