25. 5G赋能工业4.0:让每个人都拥有一辆个性化汽车?
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25. 5G赋能工业4.0:让每个人都拥有一辆个性化汽车?

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本期原文   


在上一讲,我们介绍了美国通用公司工业互联网的概念,那么今天,我们就来谈谈德国政府提出的工业4.0。在谈到工业4.0和5G之间的重要关系之前,我先给大家普及一下工业发展是如何从1.0时代过渡到3.0时代的。


工业1.0的标志是蒸汽机的出现,机器替代了人,以比人更有效率的方式去工作,创造出了机械化的生产方式。而工业2.0时代的典型标志是电力的出现,电能成为工业的血液,使我们可以灵活地组织生产单元。而工业3.0则是自动控制的时代。


那么工业4.0是什么?

其实说法有很多的差异。大多数人认为,工业4.0就是计算机加人工智能与各工业制造的深度融合。但是,在这里边忽略了一个非常重要的因素,就是网络和工业制造的融合。所以网络的连接与赋能才是这一切之本。


下面就让我们来看看工业4.0的由来。我们知道德国的支柱产业是汽车产业,而现在汽车产业大多数是以大规模的批量生产来降低它的成本,也就是说走的是规模效益的原理。


比如说一辆车型设计出来,如果不生产10万辆车,可能他连本都回不来,是一个非常传统的规模效益的生产方式。从1.0的机器替代人,到3.0的工业自动控制,工业化一直是这种批量化生产的模式。


但随着特斯拉等电动汽车的出现,我们发现这种电动车它前后盖打开都是行李箱,没有发动机,只是底盘上的一排电池。因此未来的汽车,就有可能以非常个性化的方式来定制,因为它变得非常简单了,所以人们常说,如果说汽车就是四个轮子上放了个沙发,那么是不是未来的电动车就是一个加装了四个轮子的计算机,所以计算能力反而成了以后车上非常重要的一种能力。

 

如果到了那个时候,也许你开的车跟我开的车的外观是完全不同的,而这种车的设计者可能就是我们自己。所以,工业生产必须要有能力支持这种个性化定制的,我们称之为柔性生产的一种能力,也就是说应该有能力为每一个客户来量身定制他所需要的个性化产品的一种能力。


大家可能听说过3D打印这样一个应用。在3D打印的专业术语中有一个说法叫做增材制造。为什么叫增材制造呢?这是相对于传统工业那种减材制造而提的,比如说,你在传统的工业生产过程中要生产一个产品,需要拿一个钢锭来,然后用车、钳、刨、铣一步一步的把它搞得一地的铁削,最后做成你所要的产品。所以它材料一直在减少。


而3D打印则是通过填充,比如说石墨烯这样的材料,就可以通过计算机的程序打印出不同的个性化的各种各样的产品。


所以最近大家可能听到一些做电子商务的网站声称,他们未来要为客户打造一个C to B(Customer to Business)的电子商务平台。这就是所谓的个人对商家的为客户量身定制产品的这种平台。


我们过去电子商务中的一种模式叫做B to C(Business to Customer),也就是代表企业或者商家对个人的电子商务。这种商业模式的驱动力来自于企业,因为它生产出东西想卖出去。今天的C to B是什么概念?这使得商务的驱动力就是我们个人的购买欲望,我需要进行个性化定制,而我本人可能就是这个产品的设计者,请你用你的工业制造能力帮我生产出来。


这是一个非常典型的在工业化演变过程中,从批量生产到个性化生产的过程,这才是社会发展对工业制造业提出的一个重大挑战,但是也是机遇。正因为这种个性化的定制需求,会直接冲击到德国的支柱产业,也就是我们前面提到过的汽车产业。


我们说汽车产业是靠大规模批量生产来降低成本的,所以如果个性化定制到来,德国人一直担心特斯拉汽车的这种模式会不会就是汽车行业的苹果,而自己会不会就是下一个诺基亚,因此德国成立了一个工业4.0的研究项目,研究快速响应市场的敏捷制造能力和柔性制造能力。


当然,这其中就要用到大量的人工智能和5G等连接技术。目前工业4.0的研究项目已经上升成德国的国家战略。因为这一步如果不成功,那么将直接导致它的支柱产业汽车产业的衰落,为此联邦政府已经投入了2亿欧元,大约15亿人民币的投资用在工业4.0的相关技术的开发上。


德国工业4.0的设想,首先是要把工业设备联网,实现生产的一体化,通过数据交互把不同设备连接在一起,让工厂内部甚至工厂之间都能成为一个整体,进一步的提高生产的效率,目标是打造可以进行柔性化制造的生产个性化产品的高端制造业。


这当中就涉及到了实现工业4.0的一个前提条件:连接。大家知道,在工业制造过程中,设备繁多,工序间的关系错综复杂,甚至许多设备还要在移动中进行工作,所以联网就需要使用无线通信技术,显然不能给每个设备都连一根线,那不仅成本高而且很难维护,所以在5G的应用场景中,海量机器连接和高可靠低时延,就是针对这类应用的。


工业4.0的一个重要的目标,就是能够覆盖整个价值网络的各种资源,要提高他们的生产效率,甚至要能够将人口变动和社会因素考虑在内。例如,在我们国家的一些乡镇,目前用工的特征是年轻的、力壮的都出去打工了,所以一些乡镇以下的,比如说村办工厂等等,它出现了一种工人老龄化、妇女比较多的情况。在这种情况下,应该如何组织他们进行规模生产,为他们来设定适当的生产方式,就变成了非常重要的问题。


智能辅助系统可以把工人从单调的程序化的工作中解放出来,使他们有更多的精力放在创新的增值业务上。举一个例子来帮大家了解一下这个概念。在2013年9月,西门子工业自动化产品成都生产研发基地在成都高新区建成投产,该厂已经实现从研发、生产到物流配送的全程数字化,并与德国生产基地和美国研发机构进行了数据互联。不仅如此,西门子成都工厂还能够实现灵活的小批量多批次生产,也就是我们所说的越来越个性化的柔性生产。


记得2015年,我曾经应几位企业家的邀请,同他们一起去德国考察工业4.0。当我站在奔驰车的总装线上,可以看到后面中控始终有一个大屏幕的液晶显示器,在这个液晶显示器的显示墙上,我们可以点开任何一个界面,比如选择中国北京,就可以看到在过去的一周,北京卖出了多少辆奔驰车,他们是SUV还是轿车,是组装车还是原装车等等,请注意,这是一个非常重要的网络化的运营方式。


正是因为有了网络的连接,奔驰汽车制造厂就可以实现零库存,因为它可以根据需求来配送他的零部件,或者整车实现快速响应市场需求的一种能力。这都是因为联网所带来的,所以我们把这种能力也可以叫做敏捷制造能力。


所谓敏捷制造,就是指制造业的企业采用现代化通信手段,通过快速的配置人财物资源,以有效和协调的方式快速响应客户的需求,实现制造业的敏捷性,同时带来零库存的生产效果,以高效的方式加以运行。


所以说联网以后的企业它的库存量会明显减少,因为他知道你那边需求是多少,他可以按需来实现资源的配置。在这种模式下,传统工业的界限将会消失,并会产生很多新的商业业态和合作模式,创造价值的过程也会发生变化,产业链可能会被再分工也可能被重组。


例如,我们刚才谈到的个人对企业的C to B电子商务。你试想一下,如果真的说我们每个人都在网上通过C to B平台去定制我们想要的个性化的汽车的话,那么首先要消灭的是谁?肯定是4S店。对不对?因为我们不需要销售了,这个车就是我设计的,别人也不要,所以你生产出来一定给我。


所以供求关系驱动力发生了本质上的变化。那么这时候产业是不是会发生重组?因为汽车的维护保养还是需要的,所以也许保险业跟汽车的维护商店就相互结合,成为另外一种商业实体了。


所以我们说工业4.0的发展会给我们带来一系列产业的分工重组或者重构,因此德国的学术界和产业界也普遍认为,旨在通过利用移动互联网技术和信息物理系统来构建的工业4.0体系,是一个以智能制造为主的第四次工业革命,它将诱发工业生产的一次革命性的升级换代,从而使我们看到一个全新的工业社会。


谢谢你的收听。


精选用户评论
  • 阿泽_0d

    3D 打印能打出石墨烯?我大学材料学教授笑了。你说打印出发动机 我都不说啥了 好歹是金属 对标切削加工 没毛病。你TM都开始打印炭基结构了。真牛逼 你比学术前沿还前沿。 真的能胡咧咧,听到个名词就敢拿出来讲 邮电大学水平堪忧啊。

其他用户评论
  • 吕廷杰

    在这一讲,我给大家描绘了5G赋能工业4.0的蓝图,未来的智慧生产,将从批量化生产向个性化生产转变。在这一过程中,产业链会被重组,新的商业模式和合作模式会出现。下一个风口,机会在等着你。谢谢你的关注。

    假东北人 回复 @吕廷杰: 工业4.0发源于德国,但他的思维不局限于德国,也更不局限于某一单一行业。不过,概念,可以多种多样,它可以针对各个不同领域,但主线思路,应当是一个绝对统一的。流程行业可以,分布式行业同样可以。其中,有几个点,我认为务必高度关注,数字化、信息化、智能化。三者是要排序。实现,应当是三步走,想听听吕教授看法

  • 1824875rpxa

    谢谢老师的讲解

  • 阿泽_0d

    呵呵 个性化定制车? 中保研笑了 那你下一步是不是还要个性化定制飞机啊。中航工业 波音 洛克希德笑了。 就老老实实的讲5G吧 就别扯淡工业的事了。 你每次提工业都能显示出你对工业无知。真的是无fuck可说

  • 听友114849028

    吕教授的课程十分精彩!案例丰富,通俗易懂,令我受益匪浅。

  • 烶熸

    沙发~第一个收听

    吕廷杰 回复 @烶熸: 给你点赞