汉诺威开幕,怎样分辨真假“工业4.0”_10

2019-07-10 11:41

  一年一度的德国汉诺威工业博览会又开始了,这个全球工业界的盛会,近年来成为了 工业4.0全球大阅兵的舞台。据主办方德意志会展公司介绍,今年工博会吸引了来自75个国家和地区的5000多家参展商。
  自从2011年工业4.0在汉诺威被提出以来,吸引了众多眼球。2012年时任总理温家宝为该展会揭幕,中国成为当年的汉诺威合作伙伴国,从此也拉响了中国企业集中进军汉诺威的号角。
  2013年,普京出席汉诺威开幕式,俄罗斯接棒成为合作伙伴国。随后的2014、2015年,荷兰、印度等国纷纷率众参加。
  2016年汉诺威迎来美国上届总统奥巴马的调皮走秀,第四次工业革命这一主题更加深入人心。

汉诺威今日开幕,如何不被眼花缭乱的“工业4.0”忽悠?


  从现场展示的内容来看,汉诺威是当之无愧的世界工业发展晴雨表,新技术和新产品都卯足了劲在盛会上博行业眼球。
  ●2015年,汉诺威工博会上智能机器人是演绎工业4.0的主角。
  ●2016年,全集成工业成为主调,整体性的数字化企业和智能工厂遍布各处。
  ●2017年,工业云平台似乎成为了展商们的标配,汉诺威转瞬变成了云的世界。

汉诺威今日开幕,如何不被眼花缭乱的“工业4.0”忽悠?


  那么,2018年的汉诺威上将有什么核心看点?面对一浪高过一浪的新产品和新技术,我们该如何跟进和取舍?哪些是热闹,哪些是门道,怎么区分?
  本文与你分享我的一些观察和思考。

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  如果一家企业张口闭口都是工业4.0、工业物联网不用看了,多半是忽悠。
  这几年有个现象,当专家们对工业4.0和中国制造2025这些概念趋之若鹜时,德国企业却很少提及。
  去年物联网智库iot101君作为代表参观创下多项世界纪录,发电净效率可达61.5%的劳斯尔特(Lausward)电厂时,工厂负责人自始至终只讲数字化如何被运用,只字不提工业4.0。
  作为发源地原住民的德国人为何反而不提工业4.0?这还得从这一名词的由来说起。
  2011年,三位教授孔翰宁(HenningKagermann)、沃夫冈瓦尔斯特(Wolfgang Wahlster)和沃尔夫迪特尔卢卡斯(Wolf-DieterLukas)在汉诺威博览会上首次提出了工业4.0(Industrie4.0)的倡议(IniTIaTIve),堪称工业4.0的三个爸爸。

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图:汉诺威教授


  他们提出的倡议名为《Industrie 4.0: Mit dem Internet derDinge auf dem Weg zur 4. industriellen RevoluTIon》(工业4.0:物联网铺就第四次工业革命之路)。

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图:汉诺威倡议


  从这段简史中,你可以看出:
  1. 工业4.0由三位横跨产、学、研的多栖学霸级明星教授提出,而非坊间传说的德国政府。
  2. 从一开始,工业4.0就与物联网紧密绑定。
  3. 工业4.0被提出之时只是倡议(IniTIative),而非战略(Strategy)。
  时间来到2013年,收到由诸多巨头企业及机构联名呈上的工业4.0报告草案的德国政府大彻大悟,看到了工业4.0背后蕴藏的商业动力,遂将其上升为国家战略和国家法律,从此工业4.0正式冲出德国,走向世界。
  虽然工业4.0起源于学霸之口,后又经巨头和政府推波助澜,但德国中小企业普遍对工业4.0的看法非常务实,从头到尾都没有一哄而上的打算。
  他们普遍长跑了近百年,通过长期的经验意识到工业的发展是一个循序渐进的过程,作为倡议而生的工业4.0是一个相对来说松散的范畴,其热度也没有被逐年的持续推升。
  回到最简单的问题,就算德国企业想讲工业4.0,讲些什么?讲工业4.0是要干嘛?
  反而是花了几年努力就想看到效果,急于弯道超车的一些国内企业,高举工业4.0大旗,圈眼球、圈投资、圈补贴。
  由于从出发之时,工业4.0就与物联网密切结合,也就决定了汉诺威从此与拉斯维加斯CES展会并列,成为分别高举物联网在B2B工业应用领域和B2C消费电子领域大旗的风向标。

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  那么,2018年汉诺威将呈现什么趋势?
  这个问题的答案其实显而易见,不过论证过程还是要有。
  从上面的分析中已经可以看出过度纠结工业4.0概念并无意义,关键是如何将其沿着产业链拆分解构,落地为提质、降耗、增效的切实收益。
  我们不妨深层次剖析一个问题,迫使工业转型的缘由是什么?
  在这里借用我的好友麦总(微信ID:imQ-23)提出的一个名词:国民产品总数。
  因为人口总数有限,人的生命有限,每个人一生中使用的各种产品的总数,也是有限的。比如人的一生会用多少部手机、多少辆车?可以大致算的出来。所以,每种产品的国民需求总数,也是限的。
  过去物资匮乏,我们几乎感觉不到这个上限的存在,对制造业的要求只有一个--玩儿命造。但现在,我们开始够到这个天花板了,很多行业把它叫做人口红利消失。于是,未来的制造业要从量的竞争转向质的竞争,即需要满足无数不同类型用户的多元个性化需求。
  我们可以按照两个维度来划分用户的这种个性化需求差异:
  ●消费能力导致的功能差异;
  ●个人爱好带来的品类差异;
  过去制造业赖以生存的规模效应消失了,在小规模生产的前提下,产线投资和运营成本都无法被继续摊薄。

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  解决这个问题的方法,听上去特别简单,就是用一条生产线去生产多品种的产品。但随着细分品类越来越多,个性化产品将会越来越贵,几乎毋庸置疑。
  为了提升个性化产品的性价比,实际操作起来,就是将产品制造配方化。进一步拆分,将会触发3个层面的变化:
  1. 需求预测社交化:为了能够快速精准的向市场投放各种不同品类的产品,需要将产品营销社交化,并基于此获得用户行为的数据,以分析结果作为产品制造指令的依据。
  2. 生产设备联网化:生产制造系统需要根据用户需求,频繁的向各个工位下达各种特定的运行指令。只有基于联网设备,才能实时获得运营数据的反馈和流动,推动设备运营效率的提升。
  3. 运营管理数据化:个性化产品的生产对企业的管理也提出了挑战,管理层需要随时了解与产品相关的各种运营情况,如库存、货期、品管等信息,并建立分析和决策机制。而这些分析,需要建立于一个统一的长时间持续积累的大数据管理平台。
  为了实现上述3个层面的变化,又将触发多种事物与系统之间的集成和融合:
  1. 生产设备和产品物料之间的互联
  2. 人与设备、设备与设备之间的融合
  3.MES生产执行系统和ERP企业管理系统之间的集成
  4. 工厂与工厂、企业与企业之间的互联
  etc...

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  这时,再来分析近几年汉诺威展会的主题,就会看到明确的方向。
  ●2013年的主题是产业集成化
  ●2014年的主题是产业集成,未来趋势
  ●2015年的主题是融合的工业--加入网络
  ●2016年的主题是融合的工业--发现解决方案
  ●2017年的主题是融合的工业--创造价值
  ●2018年的主题是产业集成--互联与合作
  可以预见,在未来一段时期之内,汉诺威都将以融合和集成作为主旋律。
  有了这个共识,当我们在逛汉诺威时,不能仅仅关注工业4.0或者数字化工厂能做什么,而更应该关注沿着生产流程解构之后,大家是如何实现上述各个层面的融合与集成的,又应该如何落地。
  也就是说,面对相似的痛点,在展会上寻找不同玩家基于不同传统、不同优势提出的不同解决方案,我们可以从他们那儿学到什么。
  比如,如何将复杂的产品信息识别与追溯体系融入传动控制系统和物料输送流程?如何通过设备的联网化与数字化,降低现场操作的复杂度?如何将产品的用户使用行为通过大数据平台进行追踪、管理与分析,并融入与优化产品研发流程?
  所以,2018汉诺威,没有新东西,但一切过往都将再出发。
  很多德国企业花了上百年时间思考与解决这些问题,我们不妨看看人家的答案。
  而你要重现的成功,是你自己的成功。

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  接下来,面对眼花缭乱的解决方案,哪些是热闹,哪些是门道,怎么区分?
  落实到技术层面,不如先来踏踏实实的关注一些具体的产品,一起看清未来趋势的演进路径。
  清华大学自动化系的学长刘云浩的一句话令我印象深刻,他说:似乎并不是由一两个标志性的发明引领社会的前进,而是因为社会的前进,推动着层出不穷的新事物的产生。
  当下,推动着层出不穷的新事物产生的源泉来自于人的创造力。工程师们在用智能时代的方法论,抓住本质精简一切,运用计算机、数字化和软件化思维,重新定义越来越多的产品。
  不是只有特斯拉的马斯克在重新定义汽车、重新定义高铁、重新定义火箭,工业场景中的大量产品正在被重新定义,毕竟把一件事情做到10倍好,比做到提升10%要容易得多。
  为了解读这种重新定义产品的力量,我们不妨来通过一个具体的例子讲透。
  比如,成立于1925年的Festo在今年汉诺威上又要继续搞事情,最近两年这家公司非常不务正业,接连推出一系列仿生学产品,例如:机器鸟、机器章鱼、机器昆虫、机器大水母之类。

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  唯一一款正经的协作机器人,倒是看似与市场上的同类产品高度同质化。

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  看热闹的围观群众估计会认为它们只是一堆外形奇特的气动大玩具,但是,别被它浮夸的概念和炫技成分蒙蔽了,来看看产品本身的实用价值吧。
  真正蕴藏玄机的,恰恰是这些大玩具的控制与执行单元,他们都搭载了最新一代的数字式气动运控终端。换句话说,驱动和控制这些机器动作的其实是气体动力,而不是传统的永磁伺服电机。

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  从产品拆解示意图看,每个机器都包含n个关节,分别对应n个自由度,每个关节都包括气动旋转叶轮模组、绝对值编码器、压力传感器、可调节轴承等元件。
  面对如此复杂的系统,实现如此复杂的动作,其动力控制机构仅是一套数字式气动运控终端。

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  内行一眼就可以看出,这款产品堪称革命性的气动运控代表,它通过数字化将连接到各类气动执行机构的动力控制硬件减少、减少、再减少
  最终彻底减少到只剩一种。
  它省去了可调比例压力控制阀,两位四通、三位四通、两位三通等多个阀岛模块,节流止回阀,耐磨缓冲器极大的简化了气动控制系统的硬件架构,能够通过数字信号实现50多种应用功能的气动阀模块。
  革新的优势不言自明,所有的气动控制功能,都可以通过对阀模块的应用组态和参数配置来实现,不仅降低应用和集成的总体成本,减低能耗,还能提升系统运行效率,提供远程预测性维护服务。
  与最初看似无用的仿生学产品相比,这款数字化气动运控产品的应用场景广泛得惊人。
  工业界的爆品温润而不扎眼。
  至于这款产品的意义,借用一句网友评论:看着别人把自己脑袋里想的东西做出来,是一种什么感觉?我是该卧槽还是卧槽呢。
  当然,Festo的物联网网关和各种APP应用也可圈可点。

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  国内不乏同样充满原创思维的务实企业,比如位于8号厅F21展位的映翰通公司,感兴趣的朋友可自行游览。

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  咱们再继续递推一步,蕴含在这些爆品背后的方法论更加可怕。
  一线工程师们在使用模块化、软件化、标准化的智能时代思维,从一些细小的问题入手重新定义整个产品。
  他们解决的其实都是一些非常实际的详细问题:一个数字化元器件是否能够更为通用?一个数字化网络、一个数字化架构是否能够承载更多应用?数字化的接口是否能够更加小巧?
  想透这些,就会发现这种思维模式与为了数字化而数字化的思维模式看到的版图和导致的结果有本质不同。
  在一线工程师们眼中,工业领域存在着大量的机会。
  他们从铁疙瘩和哑设备入手,在原先没有数据的地方,通过重新定义产品的方式,把数据创造和采集上来,完成从0到1的突破。
  使用智能时代的思维方式来思考,很多问题会迎刃而解。
  比如,提及时下正红的Edge Computing,很多人在问:西门子S7系列、施耐德Modicon系列、罗克韦尔Logix系列PLC算不算边缘计算产品?对不起,不算。
  简要回答,这些传统PLC产品与边缘计算产品的区别,类似于功能手机与智能手机的区别。
  边缘计算,其实叫边缘智能似乎更为妥帖,仍旧落实到具体产品上,在本届汉诺威上,ABB、HPE与威图联合推出的一款边缘计算数据中心更贴近我们对边缘智能的定义。

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  从详细技术和应用趋势上来看,除了边缘计算之外,云平台、人工智能、人机协作、能效管理、远程维护仍将是本届汉诺威的关键词。

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  还记得文初提到的三个爸爸指明了物联网铺就第四次工业革命之路吗?越来越多的巨头在汉诺威展会,要么跻身IoT企业之列,要么围绕IoT应用高调发声。

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  西门子、ABB、施耐德、IBM会没完没了的告诉你一个又一个物联网故事。

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  我曾经说过,在寻找机遇的时候,有的人紧盯市场,有的人紧盯需求,而我更看重工具,毕竟人与非灵长类动物的一大标志性区别就是,会使用工具。
  在汉诺威上,物联网新工具的迭代,值得格外关注,包括EdgeX、TSN+OPCUA和IOTA。
  【物女心经】的重度读者对这些名词应该都不会陌生,我们逐个来说。
  1. EdgeX尝试提供可互操作的组件和即插即用功能,改变边缘计算游戏的规则。它将是一个简单的互操作性框架,独立于操作系统,支持任何硬件和应用程序,促进设备、应用程序和云平台之间的连接。
  值得一提的是,前段时间,首家中国企业,万向集团,加入了EdgeX基金会,参与IIoT边缘计算的简化和标准化工作。

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  EdgeX将在本届汉诺威上展示最新版本California。
  Canonical、IOTech、ioTium、Dell、SoftwareAG和VMware等EdgeX基金会成员企业将展示基于EdgeX的IIoT解决方案。

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  2. TSN(时间敏感网络)和OPC-UA(数据互联的基础标准与规范)的相关进展同样值得关注。其中,TSN时间敏感网络作为一组位于数据链路层的协议簇,从底层架构中改变了以太网的不确定性,激发了IoT迈向实时物联网的演进。它与OPC-UA携手,由TSN解决数据获得的问题,OPCUA解决语义解析的问题,将改变工业物联网的底层架构。

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  TSN正在获得越来越多主流工业企业的支持,西门子、贝加莱、工业互联网联盟IIC将在汉诺威展示支持TSN与OPC UA的相关产品与应用。
  3. IOTA作为专为物联网而生的区块链技术,以及一种新型的数字加密货币,虽然在区块链世界里,远没有比特币、以太坊瞩目,但它也是神奇的存在。总而言之,IOTA有两大优点:一是零交易费用,二是确认速度快。在应用落地方面,IOTA最新的进展可圈可点。

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  不仅与德国亚琛大学联合开发示范项目,在台北逐步落地于智慧城市应用,连通了第一个支持IOTA的LoRa网关,4月18日还推出了全球首个可以支付IOTA的充电站。
  在本届汉诺威上,包含博世、Fujitsu、T-Systems、Impass、Elaad等在内的10几家公司将演示IOTA的应用方案。

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