博世想循序漸進地邁入工業4.0,但要在中國推廣,它先得面對眾多尚在1.0,2.0階段的企業。博世已經走到哪裡?繼而又要去向何處?一起來看《財經》記者的深入報導。
一 片漆黑的車間,流水線仍在運轉,來回穿梭的機器人自動取貨、搬運、裝配,完成一系列流水操作。不要以為這是驚悚電影,這就是未來的工廠形態:流水線上沒有工人,不用開燈,車間憑藉高度信息化溝通進行自動運行,是典型的「黑燈工廠」。這樣的未來並不太遠。2013年的漢諾瓦工業博覽會上確定了工業4.0的概念,以博世、SAP、西門子為首的一批德國企業將工業4.0從概念發展到試點,繼而全面鋪開。
工業4.0的定義眾說紛紜,比較一致的認識是:工業4.0是指在機械、電氣、自動化的基礎上,利用物聯網技術,有機整合人、機器、系統,進一步提升生產效率。
可以這麼說,工業4.0是在精益生產發展到瓶頸階段之後的新驅動力和漸進式演變,而這一切都是在信息技術出現巨大躍升的背景下實現的。
德國工業的信息化程度較高,工業4.0在這個製造業強國的土壤上生根發芽相對容易,而中國的製造業尚在電氣化向自動化進化的階段,工業4.0這個時髦概念能否落地,變數很多。
好在需求端有響應。2015年5月中國政府發布《中國製造2025》,對傳統製造業升級到智能製造提出高要求。工業4.0如作為一種提升製造業智能化水平的工具,自然擁有不小的市場。
至於供應端,博世等企業都已攜帶著它們的4.0系統入華,關鍵是能否抓住中國客戶的痛點。
博世堪稱工業4.0的鼻祖。
「工業4.0」的概念最早由德國工業科學研究聯盟在2011年提出,同年11月德國政府發布高科技戰略2020行動計劃,工業4.0正是其中的一部分。2013 年德國成立了工業4.0 工作組,博世董事會副主席Dais博士和德國國家科學與工程院院長孔翰寧博士任組長,兩人於同年4月的漢諾瓦工業博覽會上向默克爾總理遞交了工業4.0研究報告,2014年初,德國政府發布《保障德國製造業的未來:關於實施工業4.0戰略的建議》,至此工業4.0正式成為德國的國家戰略。
德國政府發布上述建議兩個月後,博世工業4.0戰略出臺,把自己定位為未來工業4.0的實踐者和供應商。圍繞這一戰略,博世建設試點工廠、成立項目組、完善剛建立的工業4.0平臺。博世創新軟體有限公司中國區總經理王建國坦言,「如果停留在到底什麼是工業4.0,到底該怎麼做,可能兩年都研究不出一個很好的結果,還不如先在不同的工廠做一些試點項目。」
博世在蘇州的汽車電子工廠
博世是硬體設備出身,其在傳感器上的優勢是率先打出工業4.0旗號的底氣所在。博世的傳感器技術發端於汽車傳感器製造,是業內的絕對老大。工業4.0的精髓在於工業的互聯化,將來機器和機器、物與物的聯通有賴於數據的收集與共享,而無處不在的智能傳感器就是數據採集的源頭。
當然,要想真正落地工業4.0戰略,博世亟待提升軟體能力。組織結構上的調整體現了決心,博世把軟體事業部變成了子公司,大舉招聘軟體人才。據博世中國投資有限公司人士介紹,博世全球有5萬多名工程技術人員,其中三分之一是軟體工程師。
博世(中國)投資有限公司工業4.0高級經理任曉霞向《財經》記者表示,相比HP、IBM等軟硬體一體的美國公司,博世這樣的傳統硬體公司補缺更快。「招幾個人增強軟體能力,要比招幾個人提升行業能力簡單一些,畢竟行業能力需更長時間的積累。」
曲永雷在博世中國任物聯設備方案事業部亞太區總經理,他曾在英特爾工作十年之久,談及IT公司與傳統製造業公司在工業4.0上的優劣勢,他坦言前者是純粹的技術驅動,後者有時過於看重客戶需求而不夠前瞻,博世的工業4.0必須要溝通兩者。
「用IT的語言和工廠信息化主管溝通,用製造業的語言去和工廠裡面的廠長、業務主管溝通,這樣的效果會更好。」曲永雷說。
即使是信息化基礎較好的德國企業,也只是在3.0的基礎上慢慢向4.0過渡,中國工信部部長苗圩判斷這樣的過渡期需要十年以上。
博世的試點就是摸石頭過河。無法一步到位,就先通過部分硬體或軟體的改善逐步提升生產效率,博世無法預判工業4.0解決方案提升工廠效率的具體百分比,但部分相對成熟的項目已能給外界提供參考。
博世在中國蘇州的工廠就是一個改造樣本。2016年1月,《財經》記者走訪了博世汽車部件(蘇州)有限公司,對其中的幾個項目印象深刻。
一個是預知性維護系統。以前很多企業做設備維護是常態的預防性質,比如對設備每半年做一次例行檢查,這種只以時間為單位、不考慮設備運營狀況的維護方式顯然不科學,因為使用壽命與使用時間和狀態緊密相關。
在蘇州工廠的車間裡,《財經》記者看到許多機器的關鍵部件是通過物聯傳感器來監控,傳感器抓取到關鍵的設備狀態參數後,把數據送到雲端,雲端通過分析機器的使用狀態來判斷要不要維護、需不需要替換零件、派出何種技能的工作人員進行維護。
質量追蹤預警系統
如果部件有問題,故障分析中心可以看到實時信息,進行及時處理,從而避免緊急停機事件。
作為補充,智能眼鏡成為現場使用最多的一種交互工具,如果生產線出現故障而相關工程師不在現場,現場人員戴上智能眼鏡,把拍到的故障畫面直接傳到工程師的PC或PAD端,不管工程師身處何地,他都能根據這些畫面遠程指導現場人員。
如果一臺設備出故障需要更換配件,操作人員只需掃描設備的二維碼,該設備和相關的零部件都會顯示出來。要什麼零部件、要多少,信息發送出去,倉庫收到指令後就把部件送過來。
王建國介紹,根據設備狀態來確定檢修維護,可以更機動地制定維護保養計劃,使用狀態好就延長保養周期,設備過度使用就要提前維保,這樣可以最大程度杜絕突發性故障。
另一個印象深刻的是射頻識別技術應用,它能提升盤點固定資產的效率。車間裡所有設備都配置了辨識身份的標籤,工作人員下載資產信息表到手持終端,然後推著裝有射頻識別天線的工具車繞車間一圈,車間內的資產信息即可被更新至系統,同時自動生成盤點報告。整個固定資產盤點過程只需要4小時,而人工核查的模式則需要440小時。
RFID射頻識別技術
對這樣的改造,博世汽車部件(蘇州)有限公司生產製造策略及工業4.0的部門經理王波給出了數據對比:人力成本節約30%,生產效率提高15%-20%。
博世對工業4.0的預期遠不只是提升生產現場的工作效率,他們希望通過工業4.0完成小批量個性化的定製生產,並催生新的商業模式。這對於秉承規模經濟的大型製造業而說,不啻於革命。
工業4.0背後是萬物互聯,除了機器和機器之間的互聯,更有產業鏈上下遊的打通。個性化、小批量定製的需求一直都有,只是成本過高,而工業4.0作為一種即時響應的柔性生產方式,可以最低成本地實現定製化。
博世(中國)投資有限公司副總裁蔣健向《財經》記者介紹,博世的目標是用大工業生產的手段來實現個性化的小批量定製。
「今後萬物互聯,那種互聯可不單單是博世一家蘇州工廠之內的互聯,而是和我的上遊、下遊共享,我這裡要訂一個什麼東西,按鈕發出指令,整個供應鏈都會知道了,然後就組織生產。以後一定會達到這樣的互聯程度,在這個過程當中,很多新的業務模式會出現,新的供應商會湧現,新的服務會出現。」蔣健說。
中國信息通信研究院副院長張延川也認可這種定製化生產的方向,他向《財經》記者表示,「工業4.0帶來生產網絡的協同化。以前都是集中在一個地方生產,今後會分布式生產,綜合利用所有的產能條件,如研發、設計、服務等。」
2015年5月,中國政府發布《中國製造2025》,對傳統製造業升級提出高要求。這個市場有多大?張延川向《財經》記者介紹,2014年中國工業網際網路的市場規模達到4萬億元人民幣。
這正是博世的機會。任曉霞、王建國、曲永雷的主要工作就是向中國客戶介紹並銷售工業4.0產品,從傳感器到軟體套件。
工業4.0市場是有層級的,曲永雷的判斷是:中國有20%的企業可以迅速向工業4.0前進,60%-70%的企業需要做一些作業,剩下的10%-20%必須從規劃開始做。工信部長苗圩曾表示,中國工廠的主流是補2.0的課、普及3.0、朝4.0發展,真正具備實現4.0基礎的極少。張延川建言,博世這樣的大型外企要想在中國經營好工業4.0生意,其解決方案必須靈活,能適應不同發展階段中國企業的需求。
對不同層級的企業提供有針對性的產品和服務,正是博世的應對策略。在博世內部,王建國率領的軟體創新部門和曲永雷掛帥的物聯設備部門是主力軍。
曲的隊伍主做硬體,尤其是傳感器,旨在為工廠提供基礎的數據收集能力,其目標客戶群是在1.0和2.0之間又有改造意願的企業;王的隊伍主營軟體,用專門開發的軟體模塊、套件,幫助一些已達一定技術水平、手握大量自家數據的企業做好大數據分析,提升工廠的自動化水平。
在宏觀經濟環境不佳和國家鼓勵製造業升級的雙重背景下,博世既面對著成本壓力極大、花每分錢都很謹慎的客戶,也會遇見不顧自身信息化水平、著急上全套自動化生產線的土豪。
任曉霞介紹,博世將生產諮詢納入打包服務中,一旦發現客戶對自身需求不明確,博世就會組建一個需求團隊,從探討價值鏈開始,陪客戶一起確定目標,逐步做出戰略規劃圖。如果客戶心裡只有全自動,博世也會提出先看工藝——某些工藝中,機器並不比人工佔優;再進行成本-收益分析,最後定下使整體效率最大化的自動化解決方案。
「大部分企業都很關注成本。如果說一下子購入我們所有的產品,投了很多錢,短期內很難得到回報。因此,我們的建議循序漸進,從一些最重要、最緊迫的需求開始,逐步實施各種解決方案。」任曉霞相信,一旦客戶嘗到甜頭,其後續投入就會更加堅決。
曲永雷也表示今年並沒有很激進的銷售目標,而是希望多培育市場。他的團隊也在和一些大型國企接洽中,但還需要花些時間,按照對方的流程一步步推進。
有一個問題無法迴避:如果客戶只採用博世的部分套件,保留原有系統,是否會不兼容?博世方面強調自身是開放平臺,而張延川的觀點是:工業4.0的標準正在制定當中,現在提出的解決方案都不能說是標準化的。「如要不同廠家的平臺和設備對接,需要這兩套系統同時開放接口才行。標準化對接就是:起碼底層系統和設備是能夠互通的,好比大家都說一種語言,相互才能聽得懂。」
此外,在工業4.0的網絡基礎設施上,現有通信網絡的容量和速度不能勝任,5G是必須的。張延川表示:物聯網大量應用傳感器,要求高密度的數據傳輸。工業4.0的架構下,要求數據高可靠、低遲延,這是目前的3G\4G網絡滿足不了的。發展第五代移動通信技術,是中德工業界的共同看法。
(本文轉載自《財經》,作者施智梁)