德國(guó)工業(yè)4.0啟示錄

　　事實(shí)上，對(duì)于工業(yè)4.0，德國(guó)人自己也沒(méi)有一個(gè)放之四海而皆準(zhǔn)的答案。

　　德國(guó)企業(yè)界人士普遍認(rèn)為，德國(guó)工業(yè)4.0正“OntheWay”（在路上），這種“謙虛”也體現(xiàn)了他們嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的一面。

　　在這位天份好、功底深厚的“老師”面前，國(guó)內(nèi)建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的先鋒企業(yè)——中國(guó)航天科工集團(tuán)公司剛剛上路，中國(guó)航天人要學(xué)習(xí)的東西還有很多，而首當(dāng)其沖的，還是觀念重塑。

　　1.智能工廠

　　結(jié)束德國(guó)“游學(xué)”后，李巍和同行伙伴們都有了給自己換輛德系車的沖動(dòng)。在奧迪工廠、寶馬工廠、西門子安貝格工廠里，一系列先進(jìn)理念和做法讓他們?yōu)橹鄯?/br>

　　2015年10月11日~30日，中國(guó)航天科工互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)時(shí)代先進(jìn)工業(yè)制造模式創(chuàng)新發(fā)展研修項(xiàng)目在德國(guó)舉辦。20名學(xué)員包括集團(tuán)公司總部工作人員和所屬單位的業(yè)務(wù)骨干，帶隊(duì)團(tuán)長(zhǎng)是計(jì)劃部副部長(zhǎng)李巍。

　　20天的培訓(xùn)安排緊湊，授課50余個(gè)學(xué)時(shí)、現(xiàn)場(chǎng)參觀調(diào)研8次、正式商務(wù)訪問(wèn)2次，目的是探尋德國(guó)工業(yè)4.0前沿發(fā)展理念的精髓，擇其良者“為我所用”。

　　這一行讓學(xué)員大開(kāi)眼界。宏觀上，德國(guó)工廠廠區(qū)與城市生活區(qū)以及自然環(huán)境很好地融合在一起，和諧共處；微觀上，工廠內(nèi)部生產(chǎn)線與工位的布局、設(shè)置以及生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)科學(xué)合理、員工工作有條不紊，高效保障產(chǎn)品的全球供應(yīng)。

　　例如，寶馬工廠內(nèi)有12條沖壓生產(chǎn)線，工廠對(duì)生產(chǎn)任務(wù)和區(qū)域作了很好的規(guī)劃，以“7x24”、“四班倒”制度組織生產(chǎn)，科學(xué)高效地保證勞斯萊斯、寶馬、MINI等品牌在內(nèi)的全球沖壓生產(chǎn)任務(wù)保質(zhì)保量完成。

　　在西門子安貝格工廠，來(lái)自中國(guó)的客人更是領(lǐng)略到何謂智能工廠。

　　這座始建于1990年的老廠房，通過(guò)不斷改進(jìn)完善，生產(chǎn)自動(dòng)化率高達(dá)80%以上，基本實(shí)現(xiàn)“無(wú)線”設(shè)計(jì)，各種線路全部藏在管道內(nèi)。廠房如一個(gè)棋盤，設(shè)備、工位等可以像棋子一樣，根據(jù)需要隨時(shí)移動(dòng)，改變生產(chǎn)線布局。除了大型設(shè)備，廠房上下1萬(wàn)平方米的空間內(nèi)建立了長(zhǎng)達(dá)2.5公里的物流傳送系統(tǒng)，工具或零部件都能及時(shí)精確地配送到工位。

　　科學(xué)的生產(chǎn)組織模式和先進(jìn)的信息化手段，讓這家工廠25年來(lái)在員工總數(shù)不變、廠房面積不變的情況下，產(chǎn)能提升了8倍，借助極高的柔性化、高效化生產(chǎn)，為全球6萬(wàn)多個(gè)客戶提供定制化產(chǎn)品，滿足大部分產(chǎn)品德國(guó)境內(nèi)訂單下達(dá)后24小時(shí)交貨的苛刻需求。

　　通過(guò)物料編碼與RFID射頻識(shí)別技術(shù)等，工廠為所有元器件和產(chǎn)品建立全過(guò)程記錄，每天生成超過(guò)5000萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)，確保生產(chǎn)全過(guò)程、全級(jí)次可追溯。同時(shí)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和質(zhì)量數(shù)據(jù)分析手段，每百萬(wàn)次品率由1989年的550個(gè)驟降到2014年的11.5個(gè)，質(zhì)量合格率高達(dá)99.99885%。

　　學(xué)員們非常關(guān)注的一個(gè)數(shù)據(jù)是“220萬(wàn)歐元”——2014年工廠全年通過(guò)創(chuàng)新活動(dòng)額外增收的利潤(rùn)。這筆錢全部以稅后獎(jiǎng)勵(lì)的形式發(fā)放給有貢獻(xiàn)的員工?！斑@家企業(yè)高度重視員工的自我改進(jìn)、強(qiáng)化激勵(lì)和主動(dòng)創(chuàng)新，員工利益才能與工廠發(fā)展全面有效融合?！崩钗≌f(shuō)。

　　在給培訓(xùn)班的授課中，全德華人機(jī)電協(xié)會(huì)理事陳禎福教授指出，德國(guó)工業(yè)4.0的本質(zhì)是建設(shè)智能工廠，在人與人、物與物、服務(wù)與服務(wù)之間建立及時(shí)高效的互聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實(shí)物理世界的融合。在推進(jìn)智能制造、建立萬(wàn)物互聯(lián)的過(guò)程中，為機(jī)器、產(chǎn)品和相關(guān)資源建立互聯(lián)與集成，形成動(dòng)態(tài)生產(chǎn)方式、高度個(gè)性化的產(chǎn)品和全新的商業(yè)模式，最終實(shí)現(xiàn)由智能工廠、智能制造向智能產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變。

　　要理解這段頗為專業(yè)的行話——也是德國(guó)工業(yè)4.0的關(guān)鍵——還得從工業(yè)發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀說(shuō)起。

　　2.互聯(lián)互通

　　簡(jiǎn)單地說(shuō)，工業(yè)1.0是機(jī)械化，蒸汽動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)器取代人力；工業(yè)2.0是電氣化，電力驅(qū)動(dòng)機(jī)器取代蒸汽動(dòng)力，進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)代；工業(yè)3.0是自動(dòng)化，以PLC（可編程邏輯控制器）和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用為標(biāo)志，機(jī)器接管了人的大部分體力勞動(dòng)和部分腦力勞動(dòng)，工業(yè)生產(chǎn)能力也超越了人類的消費(fèi)能力，產(chǎn)能過(guò)剩出現(xiàn)。

　　航天科工董事長(zhǎng)高紅衛(wèi)曾表示：“中國(guó)雖是制造大國(guó)，但不是制造強(qiáng)國(guó)，工業(yè)企業(yè)廣泛地分布于工業(yè)1.0、2.0、3.0狀態(tài)之下。”目前，航天科工旗下的先進(jìn)企業(yè)也只是實(shí)現(xiàn)了基本的自動(dòng)化和部分的信息化，提升空間還很大。

　　眾所周知，工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)部門通過(guò)MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）管理，業(yè)務(wù)部門通過(guò)ERP（管理信息系統(tǒng)）來(lái)管理。通俗地講，ERP主要告知客戶需要多少產(chǎn)品、哪天下單、哪天到貨，MES負(fù)責(zé)監(jiān)控和管理生產(chǎn)的每一個(gè)步驟和工序如何實(shí)現(xiàn)。

　　在我國(guó)的一些先進(jìn)企業(yè)里，工廠已經(jīng)通過(guò)MES連通，業(yè)務(wù)部門通過(guò)ERP連通。但如果ERP和MES沒(méi)有連起來(lái)，當(dāng)ERP給MES下達(dá)生產(chǎn)計(jì)劃指令后，一旦MES根據(jù)車間實(shí)際情況調(diào)整生產(chǎn)進(jìn)程，ERP“后知后覺(jué)”，后果不言而喻。

　　這主要因?yàn)榇蟛糠制髽I(yè)的ERP和MES軟件供應(yīng)商不同，企業(yè)與企業(yè)之間也不同。而ERP和MES的問(wèn)題只是工廠內(nèi)系統(tǒng)斷層的一個(gè)問(wèn)題縮影。企業(yè)里的其他系統(tǒng)如設(shè)計(jì)、制造、采購(gòu)、辦公等，都是信息孤島。航天云網(wǎng)公司總經(jīng)理龔保國(guó)指出，國(guó)內(nèi)工業(yè)企業(yè)管理“兩張皮”現(xiàn)象普遍，需要打通ERP和MES。

　　產(chǎn)能過(guò)剩和互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的到來(lái)，足以摧垮這些企業(yè)。工業(yè)時(shí)代里，產(chǎn)品的生命周期很長(zhǎng)，廠家也無(wú)法低成本地了解每一個(gè)客戶的需求，只能“一刀切”地開(kāi)展規(guī)?；a(chǎn)?；ヂ?lián)網(wǎng)改變了這個(gè)局面，個(gè)性需求被放大，逼迫傳統(tǒng)工業(yè)必須做一件不愛(ài)做的事：快速、小批量、定制化地生產(chǎn)。

　　航天科工防務(wù)產(chǎn)業(yè)最突出特點(diǎn)就是“多品種、小批量”，定制化色彩明顯。一部分軍民結(jié)合和民用產(chǎn)業(yè)也有類似特點(diǎn)。因此，以訂單驅(qū)動(dòng)的柔性化、定制化、智能化研發(fā)生產(chǎn)制造，會(huì)是未來(lái)航天企業(yè)最主要的發(fā)展模式。在德國(guó)，寶馬工廠可以提供500余種顏色選擇、安裝定制化的儀表盤、配置指定的發(fā)動(dòng)機(jī)和輪胎等產(chǎn)品，同一條生產(chǎn)線上，滿足全球客戶對(duì)不同系列產(chǎn)品的需求。

　　要達(dá)到這個(gè)“火候”，首要的準(zhǔn)備工作是徹底打通ERP和MES等信息系統(tǒng)，讓工廠所有信息孤島連通，實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化和完全的信息化。這也正是航天科工在邁向互聯(lián)互通的道路上亟需做CRP（云資源計(jì)劃管理系統(tǒng)）、打通ERP與MES通道的原因。

　　目前，知名的ERP軟件供應(yīng)商有德國(guó)的SAP公司和美國(guó)的Oracle公司。通過(guò)培訓(xùn)班的走訪洽談，SAP公司已經(jīng)表達(dá)了與航天科工合作的意愿，其中就包括在航天科工開(kāi)展CRP建設(shè)中，實(shí)現(xiàn)跨企業(yè)ERP應(yīng)用。

　　3.“航天科工在下一盤很大的棋”

　　“要建設(shè)智慧企業(yè)就必須打通各種數(shù)據(jù)邊界，SAP公司能為我們提供包括PI、PO等中間件技術(shù)，為企業(yè)間ERP通信提供標(biāo)準(zhǔn)化接口服務(wù)?！崩钗⊥瑫r(shí)也表達(dá)了目前的困惑，主要是信息安全問(wèn)題，以及建立什么樣的合作模式。

　　信息安全，是軍工企業(yè)怎么也繞不開(kāi)的一個(gè)命題。航天科工大力建設(shè)的“三大平臺(tái)”中，除了航天云網(wǎng)，“專有云”和智慧企業(yè)平臺(tái)建設(shè)都需要保證絕對(duì)的信息安全，擁有一個(gè)高帶寬、安全高效的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)則是保障數(shù)據(jù)交換安全的關(guān)鍵。

　　去年在集團(tuán)公司內(nèi)部上線的專有云平臺(tái)，作為航天云網(wǎng)中的“一朵云”，收效明顯，簽約額不斷攀升。但要實(shí)現(xiàn)面向社會(huì)企業(yè)提供個(gè)性化服務(wù)，還得攻克信息安全這一難關(guān)。

　　由此看來(lái)，航天科工大力推動(dòng)自主可控軟硬件系統(tǒng)建設(shè)“事出有因”。從自主可控工程打牢基礎(chǔ)，到“三啞”改造，確保設(shè)備、崗位和企業(yè)的互聯(lián)互通，再到三大平臺(tái)建設(shè)，最終實(shí)現(xiàn)中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在國(guó)際上站住腳，環(huán)環(huán)相扣，這被學(xué)員們形象地比喻為：“航天科工在下一盤很大的棋?！?/br>

　　放眼這整個(gè)棋局的進(jìn)程，德國(guó)叫工業(yè)4.0，美國(guó)叫工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，我國(guó)叫中國(guó)制造2025、兩化融合，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域又叫萬(wàn)物互聯(lián)。

　　稱呼迥異的背后隱藏的核心問(wèn)題，是通訊標(biāo)準(zhǔn)的爭(zhēng)奪。因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)的通訊方式——TCP/IP協(xié)議難以滿足工業(yè)生產(chǎn)對(duì)于速度、精度和安全性的要求，所以需要一個(gè)專門的通訊協(xié)議。

　　這正是高紅衛(wèi)在航天科工2016年度工作會(huì)上著重強(qiáng)調(diào)“一流企業(yè)做標(biāo)準(zhǔn)”的初衷。他提出，航天科工要努力成為世界工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定者之一。

　　航天科工的“棋路”不能照搬歐美發(fā)達(dá)國(guó)家?！叭绻覀兒悓W(xué)步，人家的長(zhǎng)處沒(méi)學(xué)到，自己的相對(duì)優(yōu)勢(shì)也會(huì)失去，還可能自亂陣腳，延緩中國(guó)制造業(yè)循序漸進(jìn)發(fā)展的步伐?！备呒t衛(wèi)表示。

　　以工業(yè)4.0為對(duì)象進(jìn)行分析，德國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，這一輪工業(yè)革命是自下而上推動(dòng)起來(lái)的，優(yōu)勢(shì)是線下的智能工廠，企業(yè)數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化程度很高。反觀國(guó)內(nèi)，工業(yè)企業(yè)“小、散、弱”，自發(fā)力量不足，龔保國(guó)認(rèn)為，還得依賴于自上而下的政府力量，也就是國(guó)務(wù)院提出的《中國(guó)制造2025》以及工信部要求的“兩化融合”。

　　作為航天科工精心“耕耘”的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)田，航天云網(wǎng)公司2016年被集團(tuán)公司賦予的一項(xiàng)主要任務(wù)，就是在全集團(tuán)開(kāi)展“三啞”改造，打通MES與ERP?！按胶教煸凭W(wǎng)自身形成工業(yè)用軟件的開(kāi)發(fā)能力，還將迎來(lái)更加廣闊的線下‘三啞’改造市場(chǎng)?！?/br>

　　按照龔保國(guó)的設(shè)想，航天云網(wǎng)要將“客戶”企業(yè)推上云端，為其提供智慧企業(yè)一體化解決方案，服務(wù)對(duì)象有三大類：面向集團(tuán)性質(zhì)的龍頭企業(yè)，例如為格力集團(tuán)建設(shè)一個(gè)覆蓋加工制造、訂單采購(gòu)、銷售環(huán)節(jié)的專有云平臺(tái)；政府建設(shè)的區(qū)域化工業(yè)云，這也是成立貴州云網(wǎng)公司的初衷；行業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)網(wǎng)，建立國(guó)內(nèi)首個(gè)“互聯(lián)網(wǎng)+家具制造”行業(yè)云平臺(tái)——康居網(wǎng)就是案例。

　　正如高紅衛(wèi)所說(shuō)，航天科工構(gòu)建中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略，首先是提供資源共享能力協(xié)同的橫向軟整合平臺(tái)，待形成具有廣泛產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)作用的核心企業(yè)后，再逐步垂直整合業(yè)內(nèi)企業(yè)，最終整體上落腳于智能化設(shè)備、車間、企業(yè)這些堅(jiān)實(shí)的智能制造物理基礎(chǔ)之上。

　　4.對(duì)接德國(guó)工業(yè)4.0

　　弗勞恩霍夫促進(jìn)協(xié)會(huì)在德國(guó)與普朗克研究所齊名，是最高水平的研究機(jī)構(gòu)。這里有一臺(tái)1965年產(chǎn)的老車床，在被連接上網(wǎng)絡(luò)、控制器、傳感器和狀態(tài)指示燈后（如右下圖），運(yùn)行狀態(tài)可以在顯示器上實(shí)時(shí)獲取，實(shí)現(xiàn)了老舊設(shè)備的互聯(lián)。

　　單臺(tái)設(shè)備改造成本只有100美元，通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，可以搜集處理傳感器獲取的各類信息。這與航天科工“啞設(shè)備”改造的思路不謀而合，從而引起了培訓(xùn)班學(xué)員的極大興趣。

　　三院159廠是航天科工建設(shè)智能工廠的試點(diǎn)企業(yè)，有4臺(tái)傳統(tǒng)手工機(jī)床和6臺(tái)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行了“啞設(shè)備”改造。安裝數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)后，設(shè)備綜合效率在后臺(tái)一目了然。但一臺(tái)設(shè)備的改造成本達(dá)數(shù)千甚至上萬(wàn)元，運(yùn)行效率在20%~60%之間浮動(dòng)，有些數(shù)據(jù)尚屬空白。不過(guò)變革已經(jīng)開(kāi)始，其目標(biāo)很清晰，按照該廠一位負(fù)責(zé)設(shè)備改造的人士的說(shuō)法：“以前，車間里型號(hào)產(chǎn)品不動(dòng)，人動(dòng)；現(xiàn)在要慢慢調(diào)轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)?！?/br>

　　培訓(xùn)班全面深入地總結(jié)了“游學(xué)”期間的所見(jiàn)、所聞、所感，結(jié)合航天科工正在推進(jìn)的三大平臺(tái)建設(shè)工作，提出了很多有針對(duì)性的建議，特別是在思路創(chuàng)新方面。這一點(diǎn)，在航天科工2016年度工作會(huì)李巍作完總結(jié)報(bào)告后各位代表的反映中，可以充分感受到。

　　報(bào)告中提出，可在“三啞”改造和脈動(dòng)生產(chǎn)線建設(shè)等領(lǐng)域與德方機(jī)構(gòu)合作。譬如在生產(chǎn)規(guī)劃、控制等方面，與西門子等公司開(kāi)展合作；開(kāi)展CRP研究時(shí)，與SAP公司探討合作模式和技術(shù)解決方案。

　　此外，按照航天云網(wǎng)國(guó)際版的建設(shè)計(jì)劃，將重點(diǎn)與德國(guó)創(chuàng)新中心合作為切入點(diǎn)，開(kāi)展國(guó)際工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與德國(guó)工業(yè)4.0的標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)接，引導(dǎo)德國(guó)創(chuàng)新資源能力與國(guó)內(nèi)制造業(yè)的合作，利用在線協(xié)同設(shè)計(jì)等方式引入德國(guó)先進(jìn)技術(shù)工藝。

　　李巍更愿意把這一切看作一場(chǎng)管理變革，轉(zhuǎn)變企業(yè)干部職工老舊觀念非常重要，但也難以一蹴而就。

　　以航天科工的軍品研發(fā)制造為例，這個(gè)領(lǐng)域的所有工作模式，在線下已經(jīng)較為成功地運(yùn)行了五六十年。現(xiàn)在要轉(zhuǎn)到專有云平臺(tái)上，如果不依靠行政手段，推進(jìn)效率和效果將難以想象。

　　未來(lái)，航天科工內(nèi)部能否打破利益抱團(tuán)現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)資源軟整合、優(yōu)勝劣汰，在公開(kāi)公平的交易平臺(tái)上讓質(zhì)量、價(jià)格、服務(wù)、誠(chéng)信“說(shuō)了算”，也是企業(yè)提質(zhì)增效、助力國(guó)家供給側(cè)改革的關(guān)鍵。

　　“無(wú)論學(xué)什么、怎么合作，技術(shù)層面上都不是最難的，最難的是改變?nèi)四X海里那些老舊落后的觀念。”李巍說(shuō)。

　　轉(zhuǎn)自：中國(guó)航天報(bào)

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