連載二:工業4.0之製造業生產率增長的未來

 波士頓谘詢公司發布報告介紹了工業4.0時代的九大技術趨勢,並探討其潛在的技術和經濟效益,為製造商和生產設備供應商提供信息。這九大技術進步已應用於製造業,而隨著工業4.0的到來,它們將改變生產方式:獨立和優化的單元將完全整合為自動化的生產流程,改變供應商、生產商和客戶之間的傳統關係,也改變了人和機器之間的關係。

  (接上期   連載一:工業4.0之製造業生產率增長的未來)

  五、物聯網

  如今,隻有一些製造商的傳感器和設備進行了聯網和嵌入式計算,它們通常處於一個垂直化的金字塔中,距離進入總體控製係統的智能化和自動化水平仍有一定距離。隨著物聯網產業的發展,更多的設備甚至更多的未成品將使用標準技術連接,可以進行現場通信,提供實時響應。

  驅動和控製係統供應商博世力士樂,生產了一種半自動的閥門生產設施,可以分散地分析生產過程。產品通過無線電頻率識別碼進行識別,並且工作站能夠“獲知”每個產品必須執行的生產步驟,從而適時地進行特定的操作。

  六、網絡安全

  許多企業依然依賴於未連接或者脫機的管理和生產係統,而到了工業4.0時代,連接性增強,網絡安全威脅也急劇增加。不過人們可以對整個新框架充滿信心,工業設備供應商正聯手同網絡安全公司進行合作和收購。

  七、雲計算

  在工業4.0時代裏,更需要跨站點和跨企業的數據共享,與此同時,雲技術的性能將提高,隻在幾毫秒內就能進行反應。其結果是設備數據將存儲在雲中,生產係統可以提供更多的數據驅動服務,許多工業監測和控製處理也將進入雲端。

  八、增材製造

  企業已開始采用增材製造,比如用3D打印生產單個組件。進入工業4.0,這種增材製造方法將在小批量定製產品的生產中更加廣泛地應用,它可以催生多種複雜而輕巧造型設計。高性能且分散的增材製造係統將減少運輸距離和庫存。例如,航空公司已將增材製造工藝應用於新設計中,既能減輕飛機重量,還能降低鈦等原料的費用。

  九、增強現實

  增強現實技術支持各種服務,比如你可以在倉庫裏挑選部件並通過移動設備發送維修指令。這些係統目前正處於起步階段,未來,企業將更加廣泛的使用增強現實技術為工人提供實時信息,改進決策和工作程序。目前這種係統已經以穀歌眼鏡的形式進入了市場,工人可以透過虛擬現實的眼鏡看到實際的場景。

  另一個應用程序是虛擬培訓。西門子已經開發了一個虛擬工廠操作員培訓模塊,利用增強現實眼鏡,創造了以工廠人員處理突發事件的數據為基礎的3D環境。

  工業4.0的影響

  量化影響:以德國為例

  為了對工業4.0的潛在的世界範圍內的影響有更進一步的量化的理解,鼎博六合對德國製造業展望進行了分析,發現第四次技術革命會引發四個領域內的收益:

  生產力方麵。在接下來的五年到十年,工業4.0將會對德國製造業領域內的更多企業產生推動作用,並提高生產力,預計產值講會從900億歐元提高到1500億歐元。不計算材料的成本,生產成本可能會提高15%到25%;如果把材料成本計算在內,生產成本可能會提高5%到8%。工業各行業差別很大。工業零部件製造商有望實現生產力最大的一些改進(20-30%),例如,汽車公司可以預期增加10-20%(圖3)。

  稅收增長方麵。工業4.0也將推動收入增長。廠家提高設備和新的數據應用需求,以及消費者對更廣泛的定製產品的需求將越來越多,這可以稅收增加300億歐元,或德國的大約占GDP的1%。

  就業方麵。工業4.0將使德國在未來五年內就業增長6%。(如圖4)在同一時期,機械工程部門對員工的需求可能會上升10%之多。然而,也會因此需要會不同技術的人。在短期內,自動化的趨勢將取代一些操作簡單、重複率高的低技能的工。同時,軟件、連接和分析越來越多地被使用,將增加對軟件開發和相關技術員工的需求。

  投資方麵。在接下來的十年裏,為適應生產過程一體化,德國生產商投資約2500億歐元。工業4.0將直接影響生產商和他們的勞動力以及供應製造係統的公司。

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