“工業(yè)4.0”這個(gè)全球創(chuàng)新熱詞，會(huì)給中國(guó)、給上海帶來(lái)多大的機(jī)會(huì)？一向走在改革前列的上海已率先積極發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，加大傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造升級(jí)，新興業(yè)態(tài)、新的增長(zhǎng)點(diǎn)正在破繭而出。
在這個(gè)過程中，一些企業(yè)先行先試，打開工業(yè)4.0的想象之門。如果說過去我們?cè)诩夹g(shù)發(fā)展上更多是追隨別人的腳步，引進(jìn)消化吸收，那么在工業(yè)4.0的發(fā)展上，上海能否抓住機(jī)遇實(shí)現(xiàn)超越？一家土生土長(zhǎng)的上海創(chuàng)業(yè)企業(yè)正試圖做出回答。
搭上“工業(yè)4.0”快車
“過去，我們只做單個(gè)工位的非標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化設(shè)備。有一次，國(guó)外派來(lái)的技術(shù)代表問，你們能做出一條國(guó)產(chǎn)化的信息化生產(chǎn)線嗎？”
那一年，陳俊30歲，創(chuàng)辦明匠智能系統(tǒng)有限公司剛剛2年。“當(dāng)時(shí)，我們?yōu)橐患覈?guó)外豪華汽車品牌做配套，設(shè)計(jì)和制造能力得到了外方認(rèn)可，但信息化生產(chǎn)線從沒做過，‘工業(yè)4.0’這個(gè)概念更是聞所未聞。”
外方本打算整條生產(chǎn)線從英國(guó)進(jìn)口，但費(fèi)用很高，且時(shí)間來(lái)不及。為了拿下訂單，陳俊帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開啟“打怪獸闖關(guān)”模式。這是一條非常艱辛的研發(fā)之路，沒 有雙休，天天加班，大家都像“打了雞血”。反復(fù)研究國(guó)外傳回來(lái)的視頻資料，一個(gè)一個(gè)細(xì)節(jié)“摳”。最后，他們的設(shè)計(jì)方案脫穎而出，生產(chǎn)線一年后投用。
“所謂信息化生產(chǎn)線，簡(jiǎn)單說就是打通一個(gè)個(gè)信息孤島，把生產(chǎn)線上的機(jī)器都串聯(lián)起來(lái)。”
記者在某汽車儀表盤組裝生產(chǎn)線上看到，電腦上輕點(diǎn)鼠標(biāo)，一臺(tái)機(jī)器便自動(dòng)“吐”出一張帶有條形碼的訂單。每個(gè)工位前都有一個(gè)屏幕實(shí)時(shí)顯示生產(chǎn)信息。
第一個(gè)工位上，工人手拿掃描儀掃一下裝車單，線束（汽車電路的網(wǎng)絡(luò)主體）與裝車單信息匹配通過，移動(dòng)小車自動(dòng)運(yùn)行到下一個(gè)工位，識(shí)別裝車任務(wù)，屏幕上顯示作業(yè)指導(dǎo)書，諸如“請(qǐng)安裝儀表板上體螺釘”“待小車到位”等提示信息顯示出來(lái)。
組裝完畢后進(jìn)入影像檢測(cè)，駕駛側(cè)膝部蓋板、駕駛側(cè)膝部氣囊等一一安裝到位；影像檢測(cè)通過后進(jìn)入電檢，再進(jìn)入發(fā)運(yùn)等待區(qū)……
整個(gè)過程簡(jiǎn)潔有序，所有環(huán)節(jié)均在屏幕上顯示。“在這個(gè)生產(chǎn)線上，每個(gè)工位之間是有‘交流’的，上一道工序做過哪些在操作、誰(shuí)做的，下一道工序一清二楚。”
陳俊介紹說，這套生產(chǎn)線在無(wú)線射頻技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)、在線條碼、二維碼比對(duì)、影像識(shí)別、機(jī)器人應(yīng)用等實(shí)現(xiàn)了突破。“有了這樣的生產(chǎn)線，消費(fèi)者的個(gè)性化需求就能得到滿足，一條生產(chǎn)線可以生產(chǎn)好多種不同需求的產(chǎn)品。”
工業(yè)4.0概念一出來(lái)，陳俊猛然發(fā)現(xiàn)：“這不正是我們?cè)谧龅氖虑閱幔堪压I(yè)化和信息化緊密結(jié)合在一起實(shí)現(xiàn)智能制造。”在他看來(lái)，由于生產(chǎn)線直接將 人、設(shè)備與產(chǎn)品實(shí)時(shí)聯(lián)通，工廠接受消費(fèi)者的訂單直接備料生產(chǎn)，省卻了銷售和流通環(huán)節(jié)，整體成本（包括人工成本、物料成本、管理成本）比過去下降近40%。
找到讓機(jī)器“聊天”的密碼
“手工作坊式的生產(chǎn)線在中國(guó)還有很多，不要提工業(yè)和信息化融合了，就連自動(dòng)化都沒有實(shí)現(xiàn)。大部分還是靠人工，但現(xiàn)在消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)、個(gè)性以及可追溯等有了更多要求，人工跟不上這個(gè)需求。”
陳俊舉例說，比如生產(chǎn)一個(gè)礦泉水瓶，需要瓶蓋、瓶身和塑封三套機(jī)器，然后三者怎么協(xié)調(diào)、物料怎么運(yùn)輸都靠人工安排。如果問生產(chǎn)經(jīng)理工廠一天生產(chǎn)了多 少個(gè)瓶子，他需要問車間主任，主任再問班組長(zhǎng)，然后工人再一個(gè)個(gè)數(shù)、抄表、統(tǒng)計(jì)。“信息傳遞過程不是實(shí)時(shí)的，還很可能失真，產(chǎn)品質(zhì)量也沒法監(jiān)管。”
明匠通過MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)），解決這些問題。“它更像生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)，各種信息流和數(shù)據(jù)流通過功能模塊有條不紊地分配、統(tǒng)計(jì)、分析。”陳俊 介紹，人（每一個(gè)設(shè)備由誰(shuí)操作、技能是幾級(jí)）、機(jī)（設(shè)備的效力、使用年限）、料（生產(chǎn)原料、后勤補(bǔ)給）、法（生產(chǎn)工藝、流程）、環(huán)（包括溫度、濕度等在內(nèi) 的環(huán)境因素），五大要素都實(shí)現(xiàn)信息化，“領(lǐng)導(dǎo)”全都心中有數(shù)，它可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整訂單，能算出設(shè)備何時(shí)需要更換，判斷出設(shè)備產(chǎn)能的瓶頸出在哪一個(gè)環(huán)節(jié)。
“關(guān)鍵要找到讓機(jī)器聊天的密碼。”這是陳俊在研發(fā)過程中體會(huì)最深的一句話。“國(guó)內(nèi)有做得好的自動(dòng)化生產(chǎn)線，但大部分還只是信息孤島，設(shè)備不能互聯(lián)。每臺(tái)機(jī)器的信息流在各自的處理器里打轉(zhuǎn)。”
明匠自主研發(fā)了數(shù)據(jù)采集板卡，破解機(jī)器之間溝通的密碼。
第一步，翻譯。機(jī)器產(chǎn)地各有不同，美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、日本等地的都有，一些工廠還同時(shí)用好幾個(gè)國(guó)家的設(shè)備。“就像有的機(jī)器說德語(yǔ)、有的說日語(yǔ)，先要都翻譯成漢語(yǔ)，他們才能聊天。”明匠的做法是把不同設(shè)備控制器的語(yǔ)言翻譯成TCP/IP網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。
第二步，上傳。把從單個(gè)工位里采集出來(lái)的參數(shù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳到上位系統(tǒng)，在上位系統(tǒng)里加入一些可以讓工藝更穩(wěn)定、產(chǎn)品效率更高的算法。
第三步，下達(dá)。從上位系統(tǒng)再反饋到每臺(tái)機(jī)器，控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，按算法的結(jié)果執(zhí)行。
“國(guó)內(nèi)沒有人做過，團(tuán)隊(duì)也沒有任何經(jīng)驗(yàn)。一年多的攻關(guān)過程，幾乎都是早上8點(diǎn)上班，半夜一兩點(diǎn)下班。沒有人抱怨，大家都覺得干得帶勁。數(shù)據(jù)采集卡的研發(fā)，光刷機(jī)試驗(yàn)就燒掉幾百臺(tái)機(jī)器。”目前，工信部正邀請(qǐng)明匠參與制定智能制造相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
從“蛋黃”轉(zhuǎn)變到“蛋白”
“我們是通過這個(gè)項(xiàng)目，真正實(shí)現(xiàn)了智能制造。”陳俊說，項(xiàng)目接近尾聲時(shí)，工業(yè)4.0概念迅速火爆起來(lái)。一般認(rèn)為，工業(yè)1.0是蒸汽機(jī)時(shí)代，工業(yè)2.0是電氣化時(shí)代，工業(yè)3.0是自動(dòng)化時(shí)代，工業(yè)4.0則是利用信息技術(shù)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革的時(shí)代。
上海交通大學(xué)先進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長(zhǎng)李杰用“煎蛋模式”來(lái)比喻未來(lái)制造中產(chǎn)品與服務(wù)的關(guān)系，核心產(chǎn)品相當(dāng)于“蛋黃”，而由品牌、服務(wù)創(chuàng)造的創(chuàng)新價(jià)值 則是“蛋白”。德國(guó)一直以來(lái)擅長(zhǎng)做“蛋黃”，但是產(chǎn)品做得好就增加了使用時(shí)長(zhǎng)，“蛋黃”就只能掙一次的錢，利潤(rùn)不高。德國(guó)人提出的“工業(yè)4.0”，希望通 過足夠的數(shù)據(jù)與創(chuàng)新能力，改變顧客購(gòu)買的價(jià)值。
明匠要做的就是從“蛋黃”到“蛋白”的改變。“公司剛創(chuàng)立時(shí)主要就是做設(shè)備，現(xiàn)在我們是做解決方案。數(shù)據(jù)采集板卡在這個(gè)方案里只占10%，我們要為客戶提供機(jī)械設(shè)計(jì)、電氣控制、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、上位系統(tǒng)算法等一系列細(xì)化的方案。”
陳俊更看重的是工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合后帶來(lái)的大數(shù)據(jù)。過去的企業(yè)強(qiáng)調(diào)通過機(jī)械化、自動(dòng)化來(lái)滿足大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，如今則要將消費(fèi)數(shù)據(jù)和工業(yè)大數(shù)據(jù)對(duì)接，將生產(chǎn)與服務(wù)更緊密融合，走向“大規(guī)模智能化私人定制”。
目前，他們已開發(fā)出工業(yè)4.0智能制造服務(wù)平臺(tái)，致力打造工業(yè)云。一個(gè)簡(jiǎn)單的表現(xiàn)形式是，所有工廠的生產(chǎn)情況、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)都在一個(gè)APP里能看到。將 來(lái)，客戶需求數(shù)據(jù)上傳到工業(yè)云，經(jīng)挖掘計(jì)算后，將制造任務(wù)分配給優(yōu)勢(shì)制造企業(yè)完成小批量柔性制造。該平臺(tái)通過專家評(píng)審認(rèn)可，獲張江高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)重點(diǎn) 項(xiàng)目國(guó)家專項(xiàng)資金。
未來(lái)5年，消費(fèi)者通過“智能制造服務(wù)平臺(tái)”將定制化需求通過互聯(lián)網(wǎng)，直接將訂單直接發(fā)到工廠。“它創(chuàng)造了一個(gè)新的商業(yè)模式，激發(fā)了新的消費(fèi)增長(zhǎng)點(diǎn)， 為通過新模式、新業(yè)態(tài)促進(jìn)內(nèi)需建立了可靠的技術(shù)平臺(tái)基礎(chǔ)。”也許“淘寶”的商業(yè)模式也將因?yàn)?ldquo;互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)”的成熟，悄悄改變。