工业4.0那么火可你真的了解吗？

笔者早年从事过工业自动化行业，后来去了几个城市，讲过《工业互联网与工业文明史》这门课，以至于很多人以为我很懂工业互联网（其实我也就是半桶水而已）。今天早上有人问我，工业4.0到底是个啥，本来答应给他单独讲一遍，后来一想，不如整理下材料和思路，一块给大家，所以今天就跟大家谈谈这个神秘的工业4.0吧。先声明，笔者只是个知识的搬运工，我说的不一定对，不过是看了很多材料后消化理解的结果而已。事实上，工业4.0就没有标准答案，连德国人自己都没有。先看三个概念：工业1.0机械化，以蒸汽机为标志，用蒸汽动力驱动机器取代人力，从此手工业从农业分离出来，正式进化为工业。工业2.0电气化，以电力的广泛应用为标志，用电力驱动机器取代蒸汽动力，从此零部件生产与产品装配实现分工，工业进入大规模生产时代。工业3.0自动化，以PLC（可编程逻辑控制器）和PC的应用为标志，从此机器不但接管了人的大部分体力劳动，同时也接管了一部分脑力劳动，工业生产能力也自此超越了人类的消费能力，人类进入了产能过剩时代。这三个定义都很学术，你们放心，这是我全文最学术的一段话，后面，我决定老和尚讲故事的方法来给大家讲这个故事。要理解工业4.0，我们得先看下目前的状况，我们称之为工业3.X，用修真小说的时髦描述，也就是3.0中后期，这种状态叫做完全的自动化和部分的信息化。咱们还得从工厂的业务模式说起。作为一个工厂，存在的目的只有两个，生产产品，然后卖出去。所以在工业企业中，通常会分为两个大的部门，一个是生产部门，一个是业务部门，前者通过MES（制造执行系统）管理，后者通过ERP（管理信息系统）来管理。这两个系统啥区别呢？ERP更倾向于财务信息的管理，而MES更倾向于生产过程的控制，简单的说，ERP主要告诉你客户需要生产多少个瓶子，哪天下单，哪天要货，而MES主要负责监控和管理生产这些瓶子的每一个步骤和工序如何实现。在中国工厂的很多车间里，各个生产设备之间、生产设备和控制器之间，都已经基本实现了连通。再牛逼一点的公司里，整个工厂已经通过制造执行系统（MES）连通起来，而业务部门全部通过ERP连通起来了。发现问题了吗？ERP和MES其实并没有连起来！所以当ERP给MES下达生产计划指令后，MES在生产过程中发生了与计划偏差的事项（比如设备坏了，原料不合格等等），MES会根据车间的实际情况进行调整。但是ERP是不知道的！所以它会继续按照原本的计划执行订单，时间久了，财务系统和工厂的实际情况就会出现非常大的偏差。至于为啥没连起来，两个原因，首先是ERP和MES的开发公司通常是两拨人，搞财务的和搞生产的合作，不但互相不懂对方的职业术语，鸡同鸭讲，而且互相看不上对方。另外，业务部门和生产部门在公司里通常是分开运营，各自的领导有各自喜欢的供应商（原因你懂的）。当然，人民群众的智慧是无穷的，他们是断然不会干等着两个系统的偏差越来越大的，既然系统不给力，咱人工上。所以工厂车间通常会定期把MES的调整项做成一个表，交给业务部门，然后由业务部门手动在ERP中调整过来。ERP和MES的问题只是工厂内系统断层的一个问题缩影，事实上工厂里还有非常多的其他系统，设计、制造、采购、办公等等，这些系统都是一个个的信息孤岛，互相都不知道对方在干啥，干到哪一步了。其中一个部分出了特殊情况，其他部分都不知道，只有等到问题出现了，才能退回来，所有系统再一个个改。当然，这种事也不是第一天存在的，以前因为在工业时代，产品的生命周期很长，笔者的老东家，西门子一个型号的变频器可以卖三十年，这样一两年的研发上线时间也就显得不那么长了，其余的问题，靠着人工沟通，虽然有错，倒也都相安无事。然而，可怕的狼终于还是来了。这两只狼，一只叫产能过剩，一只叫互联网。全球性的产能过剩，导致企业的竞争越来越激烈，以往一款产品卖三十年的做法已经不行了，你跑不快，有的是快的。互联网时代的到来，撼动了工业时代的一大基础，信息不对称。工业时代里，因为生产厂家无法低成本的了解每一个客户的需求，所以往往采用一刀切的方法，就是把需求做多的性能组合到一起，成为一款产品。比如你想要一双适合你的脚的鞋子，鞋厂是无法知道你的脚多大的，所以只能测量很多人的脚之后，把最集中的尺码分成40号，41号，42号等等，但是如果你的脚偏肥或偏瘦，对不起，概不伺候。互联网改变了这个局面，人与人，人与厂商，可以低成本的实现连接，从而让每个人的个性需求被放大，人们越来越喜欢个性化的东西。但是个性化的东西需求量没有那么大，这就需要工业企业能够实现小批量的快速生产。这两只狼，逼迫着传统工业必须做一件事，一件工业社会最不爱做的事，就是快速、小批量、定制化的生产。这个时候，先得做点准备工作，就是工业3.0首先要进化为3.X，所谓工业3.X，其实就是先把ERP和MES等等信息系统彻底打通，让工厂原本的所有信息孤岛实现连通。这个时候，就从完全的自动化和部分的信息化，进入了完全的自动化和完全的信息化，也就是工业3.0大圆满阶段。。好了，前面的都是现实问题，3.0大圆满之后，我们就要开始科幻烧脑之旅了，我们终于要冲击工业4.0了。这个过程中，3.0中以及完全的自动化和信息化要开始做一件事，就是结婚，生孩子。这个过程，德国叫工业4.0，美国叫工业互联网，我们工信部称之为两化融合，物联网的脑残粉们把它叫做万物互联。这里我要说一下，所有的物，如果需要互联沟通时，就有一个问题，说什么语言？说英语、德语、还是四川话？通讯协议是什么，这个是一个关键问题。你可能会说，为什么不用现在互联网的通讯方式，也就是TC/PIP协议，这是个技术问题，没法几句话解释明白（其实我这个曾经的半桶水自动化工程师也不怎么太懂）。简单的来说，互联网的通讯方式，速度还是太慢，精准度还是不够，安全性还是不好。而工业生产中，对于速度、精度和安全性的要求，要远远高于你下载一部电影的要求。所以万物互联，必须需要一个专门的通讯协议。«上一页12下一页»

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