智能制造歐洲博世公司見聞介紹

早在2015年8月，國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心與博世達(dá)成合作協(xié)議并正式開啟研究項(xiàng)目。作為德國(guó)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(xiàng)目研究期間分享了德國(guó)工業(yè)4.0的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，并幫助中方合作伙伴進(jìn)行考察和調(diào)研。日前，國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心攜手博世在北京發(fā)布《借鑒德國(guó)工業(yè)4.0推動(dòng)中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)》研究報(bào)告。

剛剛過去的第19屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)在上海開幕，本次博覽會(huì)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(shí)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(jìn)的實(shí)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(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃、愿景、使命和總體目標(biāo)，其次會(huì)在這個(gè)前提條件下對(duì)整個(gè)價(jià)值鏈進(jìn)行逐個(gè)分析（比如找痛點(diǎn)），開發(fā)出解決方案，然后會(huì)選擇一個(gè)事業(yè)部的一個(gè)工廠對(duì)這個(gè)解決方案進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)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(gè)階段確實(shí)需要這個(gè)解決方案，才會(huì)引入。同時(shí)也會(huì)開展投資回報(bào)的評(píng)估，拒絕為了工業(yè)4.0而工業(yè)4.0，避免沖動(dòng)及盲目地上項(xiàng)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(wàn)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(shí)現(xiàn)全過程的在線控制，具有原材料防錯(cuò)、設(shè)備防錯(cuò)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(jì)開發(fā)的，先后經(jīng)過了訂立精益設(shè)計(jì)項(xiàng)目合同、項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)分析和投資策略分析、基于裝配和制造的設(shè)計(jì)(DFMA)、價(jià)值流分析(VSD)、精益生產(chǎn)線設(shè)計(jì)（LLD）、以流為導(dǎo)向的布局設(shè)計(jì)（FOL）等一系列研討會(huì)設(shè)計(jì)出來的具備工業(yè)4.0技術(shù)的先進(jìn)生產(chǎn)線，并在項(xiàng)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(jì)，真正地把先進(jìn)技術(shù)落實(shí)到實(shí)處并發(fā)揮出最大效益，同時(shí)發(fā)揮出人的核心力量。

以下是獲得德國(guó)工業(yè)4.0大獎(jiǎng)的博世洪堡工廠的案列。

博世作為德國(guó)工業(yè)4.0的主要實(shí)踐者及解決方案供應(yīng)商，一直以來積極推動(dòng)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(shí)時(shí)的虛擬鏡像、數(shù)字化的產(chǎn)品周期管理和安全的價(jià)值創(chuàng)造網(wǎng)絡(luò)。




分布式智能

未來生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)加工模塊都擁有自己的獨(dú)立智能控制功能，它能夠知道自己的加工能力且進(jìn)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(shí)時(shí)的外部環(huán)境變化進(jìn)行自我判斷和調(diào)整，給自己下達(dá)行動(dòng)指令。分布式智能的自治特點(diǎn)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(jī)，物料，過程都通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，從而當(dāng)需要進(jìn)行型號(hào)切換或生產(chǎn)重組時(shí)，人只需要在軟件上進(jìn)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(gè)生產(chǎn)模塊則根據(jù)指令進(jìn)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(gè)模塊以及哪些個(gè)模塊。



開放標(biāo)準(zhǔn)



因?yàn)楣I(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(gè)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(jìn)行交換。在軟件層面，同時(shí)也在執(zhí)行層面實(shí)施開放的標(biāo)準(zhǔn)，可以幫助進(jìn)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(jiān)持以人為本，工業(yè)4.0絕不是簡(jiǎn)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(shí)時(shí)收集到的大數(shù)據(jù)并不會(huì)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(jī)器的運(yùn)用，人與設(shè)備將和諧共存，人將從機(jī)械的重復(fù)性的工作中釋放出來，從而達(dá)到工作與健康新的平衡。

實(shí)時(shí)的虛擬鏡像




通過安裝在實(shí)體上的各種智能傳感器，借助軟件的手段，可以將實(shí)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(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)物的時(shí)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(shí)時(shí)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(shí)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(shí)代都會(huì)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(dòng)，例如可以提前做好設(shè)備的預(yù)防維護(hù)，也可以讓我們?cè)谶M(jìn)行物理變更之前先進(jìn)行虛擬推演。

安全的價(jià)值創(chuàng)造網(wǎng)絡(luò)

工業(yè)4.0的安全理念體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是保護(hù)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(chǎng)，人與機(jī)器處于同一作業(yè)平臺(tái)，要慎重考慮如何避免人機(jī)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。