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在莱茵河畔的沃尔特镇郊区,坐落着戴姆勒-奔驰集团旗下的奔驰卡车沃尔特工厂,金头发的萨托斯基一家三代都在这里工作.20多年前,萨托斯基经历了这个占地300万平方米工厂的第一次自动化改造,机器人的加入让沃尔特工厂的工人人数从1000人下降到了300人,但每天生产的车身数量却从160个增加到了400多个.
而今,萨托斯基和他的家人共同见证了沃尔特工厂的第二次改造.模块化生产、压缩合并平台,让工厂的智能化程度有了空前提升——每天,有超过500辆卡车的原材料、来自1000多家供应商的11万种零部件,都能够在准确时间到达准确地点,并在输入每辆车的订单需求后,整个生产线自动调配.由感应引导传输系统和可供生产三种型号的车架生产线,按需生产出2400多种规格驾驶室中的任何一款.
这一切都是在长达1000多米的生产线上自动完成的,沃尔特工厂的工人,只是负责检查产品工艺和质量.对萨托斯基而言,他所参和的不仅仅是对工厂的改造,而是更加激动人心的事情——第四次工业革命.
早在19世纪80年代中期,戴姆勒和卡尔·本茨提出的轻内燃发动机设计,就让戴姆勒-奔驰集团在第二次工业革命中脱颖而出,成为工业技术金字塔尖的佼佼者.随着德国工业4.0战略的提出,一大批工业巨鳄又开始摩拳擦掌,进行新一轮的工业制高点竞逐.
把利润损失降到最低
戴姆勒-奔驰集团并不是唯一一家极力践行工业4.0战略的公司,西门子股份公司管理委员会成员、工业业务领域首席执行官鲁思沃认为,“如果说工业4.0时代的到来还要20年,那么,西门子目前已经到达了‘工业3.X’.”
鲁思沃所说的“工业3.X”,意指西门子位于德国巴伐利亚州安贝格市的电子制造工厂.这座工厂虽然只有三座外观简朴的厂房,却拥有欧洲最先进的数字化生产平台.在这里,超过3亿个元器件都有自己的“身份证”,这个“身份证”正是我们再熟悉不过的二维码.通过二维码上的信息,我们可知晓此元器件由哪条生产线生产、运用了何种材质、生产时的扭矩是多少等详细信息.根据这些信息,生产线可全程自动确定每道工序,并记录下生产过程中的所有数据.
安贝格工厂的联合董事长沃夫尔冈·瓦尔斯特说,这样的智能工厂能让产品完全实现自动化生产：装配线上的半成品会告诉“机器需要什么服务”,然后机器按照这些信息自动组装出成品.
这种产品和机器之间的交流——或者说物理信息系统,让人对生产流程的控制变得更加高效.在安贝格工厂,人工处理的工作量不到1/4,而其产能却较数字化前提高了8倍.同时,因为所有元器件的生产均实时监测、实时处理,所以工厂能够24小时为客户供货；实时的质量数据分析,更让安贝格工厂的质量合格率达到99.9988%.这近乎满分的合格率,让工厂负责人卡尔·比特纳十分骄傲,“全球没有任何一家同类工厂可以实现如此低的次品率”.
更重要的是,和沃尔特工厂一样,在这一生产流水线上,可以实现不同型号、不同规格产品的生产,这种合并生产平台的模块化生产方式,能够大大降低生产成本.大众汽车的MQB平台也是基于模块化生产的智能平台,集团CEO马丁·文德恩曾预计,MQB平台可让生产成本削减20%,同时还最多可减少30%的制造时间,到2019年,模块化生产将为大众集团带来190亿美元的收入和近10%的净利润.
在阿尔卑斯山脚小镇布莱夏赫的博世门斯塔特工厂,其专门负责推进工业4.0战略的阿德·寇莱克总结了博世的4.0战略：智能化原材料输送、国际生产网络系统、流水线操作监控和支持系统、远程技术支持和高效设备管理系统.博世的4.0战略内容,基本上代表了德国先进制造企业的工业4.0发展策略.寇莱克说,“生产线每一秒的速度变化,都关乎几百万欧元的利润.”智能化的生产流水线,将把可能导致利润损失的因素降到最低.
一种新的工业态度
物理信息系统不仅仅被应用于生产制造端,更体现在产品的最终呈现上.戴姆勒股份公司商用车负责人沃尔夫冈·伯恩哈德在此前接受《第一财经日报》采访时就说道,“未来卡车2025是戴姆勒实施工业4.0的代表之一.”这种未来卡车,可以通过“HighwayPilot”自动驾驶系统,运用雷达、WIFI、车联网等技术手段,实现卡车的自动驾驶.
对于享有盛誉的德国工程师们而言,工业4.0的推进,改变的不仅仅是利润,更是一种新的工业态度和思想——他们要赋予机器以“生命”. 用宝马集团负责生产的董事科鲁格的话说,“先进的科技及其生产力,其核心仍然是人.工业4.0并不是一味地追求自动化,排斥人参和生产的全过程；相反,未来的智能科技将着眼于更高层次的人机交互领域,让科技装备为工作人员提供更好的支持.”
在宝马集团兰茨胡特的喷漆车间,科鲁格的话得到了充分证明：基于摄像机图像识别科技的手势识别、记录系统,已经进入汽车生产制造领域.按照程序,该车间的保险杠喷漆工序完成后,检验员需要进行多项复杂的质量检测和评估,这些评估必须精确到每一个零件——这需要检验员十分细心,他们需要精确地记忆偏差产生的位置、数据描述等每一细节.
不过,将“体感游戏”技术引进生产过程中,检验员便可以在虚拟手势识别系统的支持下,用一系列手势进行检验和记录,让电脑代替人脑的记忆功能,大大提升工作效率和检验、定位精度.
这种高精度的人机交流,也是物理信息系统的一部分.在德国,如何从自己所在领域推动工业4.0的发展,已经成为各大企业乐此不疲的事情.就连推出了SAP HANA“ ”神器、协助德国队一举夺得2014年 冠军的SAP公司,也开始试图渗透制造业,希望通过自己在数据分析上的优势,帮助工厂实现更加精确的数据分析.
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参考文献：
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