德國工業(yè)4.0到底長什么樣?
可以看到在德國工業(yè)4.0不再只是口頭遠景,而是具體落在實踐,重點涉及在汽車,航空行業(yè),以及技術含量很高的一體化生產領域。雖然每一個領域發(fā)展的成熟度不同,最終都會被涉及,通用電氣ceo杰夫•伊梅爾特說“未來,每個企業(yè)都將成為一個軟件公司”。
德國整個汽車制造領域,都處于工業(yè)4.0的實施過程,目前每年400億歐元用于軟件開發(fā),2500億歐元投入硬件。
對比中國而言,工業(yè)4.0對整個系統(tǒng)程序優(yōu)化落實到位,可能中國的同行需要加大更大的投資力度才行。
▌哪一些領域會被工業(yè)4.0涉及?有以下五個方面:
對于統(tǒng)一認識相關架構以及隨插即用的合作基礎;數據交流平臺服務對象從erp到自動化轉換;通過rfid技術來運輸,用于物流領域;在能源領域,對mljt,3d打印機,step等系統(tǒng)化處理;通過加強云安全實現云運用的信任。
▌工業(yè)4.0來襲,你的智能工廠需要做那些準備?
需要強調的是,踐行工業(yè)4.0,一定不能跳過精益管理這塊,據我所知,中國企業(yè)很容易跳過這塊,看到有了信息化智能化,就可以節(jié)省人力成本,但并沒有那么簡單。直接跳過精益管理是不可能完成工業(yè)4.0的。
德國經歷了20多年的精益管理準備,因為人工成本和老齡化的背景,先在人海戰(zhàn)術和信息智能比例的考量,再運用經驗去貼近智能化。我們需要將對工業(yè)4.0的高度熱情,先投到精益管理,德國有一句諺語說,一個傻子有了工具,他還是傻子,但有了工具之后的傻子,破壞力更強,這并不是說中國企業(yè)不會精益制造,只是需要把三個前提條件重新認知。
關于工業(yè)4.0,很多德國企業(yè)也有三大認識誤區(qū):
1、和數字化工廠沒有任何聯(lián)系,要實現信息化自動化,把生產過程相關數據有輸出性的儲存,進行內部聯(lián)結,而不是直接上智能生產;
2、很多生產商覺得自己和工業(yè)4.0沒有關系,我的觀點是未來所有生產領域都不能脫離工業(yè)4.0;
3 、信息化路徑管理沒有做到位,以為只要工業(yè)4.0了,就可以有效率了,其實任何一方面都需要精細化,尤其對精益管理的投入,使路徑效率提高才能實現效益最大化。
工業(yè)4.1系統(tǒng)長什么樣,看這一張圖就夠了
德國公司的經驗是把策略放在首位,然后輔助進行對服務,產品,工廠三方面的智能化。
德國踐行工業(yè)4.0我們也走了很多冤枉路,西門子,寶馬等公司的經驗是,策略才是最重要的。即便建成了智能工廠,創(chuàng)造了智能產品,但最終抵達用戶是無用的,對公司發(fā)展成本太高。所以,策略為先尤為重要。
其次,對管理(尤其建設軟文化)的優(yōu)化需要重新認識。很多企業(yè)覺得it標準化,數字化聯(lián)接更為重要,看看戴姆勒如何實現工業(yè)4.0,它會注重軟件開發(fā),讓人車互動,這將影響到后臺所有模式的變革,涉及供應商,合作伙伴,用戶都變了,導致生產流程的變化,最終都要回歸到領導層對變革的理解和戰(zhàn)略決定。
在智能工廠的一般狀態(tài)中,包括數字化,智能數據,智能生產,CPS(信息物理系統(tǒng)),聯(lián)接,智能物流六個模塊。
來看看幾個案例吧,3d打印在零部件生產,樣品展示,系列產品都會有廣泛應用。短短兩年時間,助聽器行業(yè)基本上都完成了額外加工替代的轉型。
而通用電氣使用3d打印機來生產某些噴氣式發(fā)動機的燃料噴嘴,同傳統(tǒng)的生產方式相比,節(jié)約成本75%,在此之前需要生產并組裝20多個零部件的工序,被一步到位的3d打印機取代,年產量達到45000件。寶馬和本田使用3d打印技術,銷售商可以在終端為顧客直接提供零部件。比如寶馬用3d打印的雨刷,根據用戶的使用情況,給您定制一個專屬雨刷,實現降噪。
需要提醒的是3D打印技術對應的產品前提是高價值的領域和個性化的定制。
來看看智能工廠對德國sew公司生產帶來的改變和兩種生產方式的不同,變革一目了然(1980年的場景和現在很多中國企業(yè)還是很像的)。
▌西門子,SEW,奧迪讓你知道什么是工業(yè)4.0標桿
德國工業(yè)4.0在以下三家企業(yè)的應用實例充分說明了發(fā)展現狀,西門子是高度自動化,將it和精益管理結合;sew主要在CPS(信息物理系統(tǒng)),用數量有限的it技術來完成精益管理和科技自動化聯(lián)接;奧迪是關于整車框架組裝獨立自主的生產系統(tǒng)。
西門子amberg安貝格工廠擁有歐洲最先進的數字化生產平臺,它只針對電子元件的生產,亮點是24小時完成生產直接運貨。
其特點是要求員工有精益管理的執(zhí)照,首先會對每個員工進行培訓,費用是每人15000歐元,人員編織變得順利后,再過度到工業(yè)4.0,著重質量提高和降低成本。德國的人工成本大約為中國的5倍,所以,工廠的目標是當天收到訂單,當天完成并提供給顧客。
由于實時監(jiān)測并挖掘分析質量數據,次品率大大降低。工廠負責人卡爾·比特納說,該廠質量合格率高達99.99885%,“全球沒有任何一家同類工廠可以實現如此低的次品率”。
我參與到了這個工廠相關建設,關鍵數據體現為每班次300名工人,每秒生產1個設備,每年1200萬件simatic產品,每天產生5千萬條步驟處理信息,通過聽取員工的建議,生產效率提高了40%。
對比中國工廠,是先考慮投入大量的勞動力,但這里只有每班次300名工人,效益率可見不同。
一杯咖啡的時間,一個新產品出現了。在整個生產過程中,無論元件、半成品還是待交付的產品,均有各自編碼,在電路板安裝上生產線之后,可全程自動確定每道工序;生產的每個流程,包括焊接、裝配或物流包裝等,一切過程數據也都記錄在案可供追溯;例如焊接溫度,加工一個螺絲的時間等,而這套系統(tǒng)適用于所有員工,通過drill-down系統(tǒng),實現細節(jié)直觀化。
更重要的是:在一條流水線上,可通過預先設置控制程序,自動裝配不同元件,流水生產出各具特性的產品。
管理文化有一點特別值得提出,它的目標是每個員工每天下班之后,比上班更聰明,尋求解決方案,而不是論成敗的肇事者。
▌20年精益管理成功典范Sew急迫轉型
Sew創(chuàng)建于1931年,是個家族企業(yè),在發(fā)動機,發(fā)動機自動化領域的領軍者,大約16000名員工,2014年度銷售額是25億歐元,涉及領域包括發(fā)動機,變速箱,減速機,所組裝所需的相關部件,電子操控的發(fā)動機。
在這里工作,人就像和機器“結婚”了,生產指令和移動組裝助手配對,自動運營的工作臺會自動適應員工的需求,比如自動感應身高調節(jié)座椅高度,任務自動提示,引導工人進行不同工作程序,并且把機器運輸到指定地點。
工人減少了對流程化的思考,解決了呆板的生產結構問題,這就是工業(yè)4.0中發(fā)動機組裝的應用。在原材料運輸方面,在組裝車間的每個用于運輸的裝載盒,都會按正確的順序設定,從而實現對其的導航。
在精益管理觀念指引下,把工業(yè)4.0的概念和精益管理結合,形成“精益工業(yè)4.0”,那么就不會把技術當作追求的目的。相反的,效率和人才會被放置在生產過程中心。
再來看幾組數據吧,所需時間減少大于約50%-70%,經濟效益提高約20%,工廠總產量增加約30%。
▌奧迪工業(yè)4.0,生產的每輛車都不一樣
目前車身制造全部自動化,最終組裝還是需要人工,工業(yè)4.0涉及的業(yè)務有預測維護,3d打印樣品,數字化工廠,靈敏機器人協(xié)助等,值得提出的是奧迪先數字模擬運營,再投入運用。
或遲或早,每一個領域以及每一個企業(yè),都將開始轉變。
而新的經營模式需要你去考慮的4個重要問題?
1、我們這個領域的結構調整和領域范圍是如何被影響的?
2、精益效益鏈的構成和競爭機制將如何被影響?
3、作為企業(yè)需要做出哪些新的策略性決定
4、新的產品會帶來哪些結構上的調整,由此還會引發(fā)哪些挑戰(zhàn)
此外,還有5個需要避免的錯誤:
1、提供一些對于用戶而言沒有價值的功能
2、低估或者錯誤估計了it安全和數據安全的重要性
3、忽略或低估市場上的新競爭威脅
4、等待時間太久(工業(yè)4.0就是一個遠景)
5、低估企業(yè)內部管理的潛能