智能制造歐洲博世公司見聞介紹

早在2015年8月，國務(wù)院發(fā)展研究中心與博世達成合作協(xié)議并正式開啟研究項目。作為德國工業(yè)4.0的重要發(fā)起者及領(lǐng)軍企業(yè)，博世公司在項目研究期間分享了德國工業(yè)4.0的知識和經(jīng)驗，并幫助中方合作伙伴進行考察和調(diào)研。日前，國務(wù)院發(fā)展研究中心攜手博世在北京發(fā)布《借鑒德國工業(yè)4.0推動中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級》研究報告。

剛剛過去的第19屆中國國際工業(yè)博覽會在上海開幕，本次博覽會留給我的最深刻的印象是幾乎所有的企業(yè)都在做智能制造系統(tǒng)，包括零部件供應(yīng)商、產(chǎn)品制造商、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商等等。一夜之間智能制造系統(tǒng)遍地開花，仿佛變成了零技術(shù)門檻的系統(tǒng)。有一種實現(xiàn)彎道超車的假象，真的是這樣嗎？作為工業(yè)4.0發(fā)起者之一的博世公司，作為先進的實踐者和卓越的供應(yīng)商又是怎么開展工業(yè)4.0的呢？




在博世，首先有一個長遠的規(guī)劃、愿景、使命和總體目標(biāo)，其次會在這個前提條件下對整個價值鏈進行逐個分析（比如找痛點），開發(fā)出解決方案，然后會選擇一個事業(yè)部的一個工廠對這個解決方案進行試驗驗證及優(yōu)化，最后向其他事業(yè)部和全球工廠推廣。推廣也不是從上到下的方式，而是從需求出發(fā)，工廠在這個階段確實需要這個解決方案，才會引入。同時也會開展投資回報的評估，拒絕為了工業(yè)4.0而工業(yè)4.0，避免沖動及盲目地上項目。

在匈牙利的一家博世汽車零部件生產(chǎn)工廠里的一條投資500萬歐元、新的工業(yè)4.0生產(chǎn)線，利用RFID技術(shù)和博世MES系統(tǒng)實現(xiàn)全過程的在線控制，具有原材料防錯、設(shè)備防錯和質(zhì)量數(shù)據(jù)的追溯等功能，值得一提的是這條生產(chǎn)線是基于精益設(shè)計開發(fā)的，先后經(jīng)過了訂立精益設(shè)計項目合同、項目風(fēng)險分析和投資策略分析、基于裝配和制造的設(shè)計(DFMA)、價值流分析(VSD)、精益生產(chǎn)線設(shè)計（LLD）、以流為導(dǎo)向的布局設(shè)計（FOL）等一系列研討會設(shè)計出來的具備工業(yè)4.0技術(shù)的先進生產(chǎn)線，并在項目早期不同職能的部門的工程師參與了產(chǎn)品、產(chǎn)線以及智能制造系統(tǒng)的設(shè)計，真正地把先進技術(shù)落實到實處并發(fā)揮出最大效益，同時發(fā)揮出人的核心力量。

以下是獲得德國工業(yè)4.0大獎的博世洪堡工廠的案列。

博世作為德國工業(yè)4.0的主要實踐者及解決方案供應(yīng)商，一直以來積極推動工業(yè)4.0的發(fā)展，并率先定義了工業(yè)4.0的七大特征：分布式智能、快速集成和靈活配置、開放標(biāo)準(zhǔn)、以人為核心、實時的虛擬鏡像、數(shù)字化的產(chǎn)品周期管理和安全的價值創(chuàng)造網(wǎng)絡(luò)。




分布式智能

未來生產(chǎn)現(xiàn)場的各個加工模塊都擁有自己的獨立智能控制功能，它能夠知道自己的加工能力且進行自我組織。當(dāng)從中央智能系統(tǒng)接收到任務(wù)指令后各智能模塊能夠自行根據(jù)需求和實時的外部環(huán)境變化進行自我判斷和調(diào)整，給自己下達行動指令。分布式智能的自治特點大大減輕了中央控制系統(tǒng)的壓力，反應(yīng)也更加的靈活快速。

快速集成和靈活配置




在工業(yè)4.0中，人，機，物料，過程都通過網(wǎng)絡(luò)進行連接，從而當(dāng)需要進行型號切換或生產(chǎn)重組時，人只需要在軟件上進行操作就可以完成生產(chǎn)模塊的的重新集成和配置，而各個生產(chǎn)模塊則根據(jù)指令進行快速的重組，形成新的加工中心，新加工中心完全由需求來決定需要多少個模塊以及哪些個模塊。



開放標(biāo)準(zhǔn)



因為工業(yè)4.0覆蓋的不是某一家公司或者工廠，而是覆蓋了從客戶到供應(yīng)商的整個供應(yīng)鏈，所以采取共同的標(biāo)準(zhǔn)是工業(yè)4.0成功的關(guān)鍵。開放式標(biāo)準(zhǔn)打破了原來的專利壁壘，讓無論來自于平行維度還是垂直維度的信息都可以通過網(wǎng)絡(luò)進行交換。在軟件層面，同時也在執(zhí)行層面實施開放的標(biāo)準(zhǔn)，可以幫助進一步打破公司之間的信息技術(shù)壁壘。

以人為核心



工業(yè)4.0堅持以人為本，工業(yè)4.0絕不是簡單地以設(shè)備取代人。人在工業(yè)4.0里面扮演的是決定性的角色，通過網(wǎng)絡(luò)和云端實時收集到的大數(shù)據(jù)并不會代替人做決定，而是通過數(shù)據(jù)來幫助人來作出最正確的判斷和決定。通過智能機器的運用，人與設(shè)備將和諧共存，人將從機械的重復(fù)性的工作中釋放出來，從而達到工作與健康新的平衡。

實時的虛擬鏡像




通過安裝在實體上的各種智能傳感器，借助軟件的手段，可以將實體變成虛擬的方式展現(xiàn)出來，當(dāng)在某些極端環(huán)境下，人不能在現(xiàn)場實時監(jiān)控實物的時候，虛擬鏡像可以幫助將我們想知道的關(guān)鍵參數(shù)和信息展現(xiàn)出來。例如實時地追蹤集裝箱內(nèi)的貨物，它的顛簸程度，是否被非法的開箱等等。從而實現(xiàn)人的行為釋放。

數(shù)字化的產(chǎn)品周期管理




所有的與產(chǎn)品和過程相關(guān)的數(shù)據(jù)在工業(yè)4.0時代都會被完整的追蹤，從而我們可以得到關(guān)于產(chǎn)品和過程的完整數(shù)據(jù)，更加準(zhǔn)確的預(yù)估產(chǎn)品，設(shè)備等的生命周期狀況。通過基于數(shù)據(jù)的分析，我們還可以開展持續(xù)的優(yōu)化活動，例如可以提前做好設(shè)備的預(yù)防維護，也可以讓我們在進行物理變更之前先進行虛擬推演。

安全的價值創(chuàng)造網(wǎng)絡(luò)

工業(yè)4.0的安全理念體現(xiàn)在兩個方面，一是保護人免于受到設(shè)備的傷害，在一切都是開放式的生產(chǎn)現(xiàn)場，人與機器處于同一作業(yè)平臺，要慎重考慮如何避免人機沖突；二是至關(guān)重要的網(wǎng)絡(luò)安全，包括如何避免遭受潛在的網(wǎng)絡(luò)攻擊以及在受到攻擊以后如何有效地抵御。