美德對新工業(yè)革命的話語爭奪，是它們企圖重振制造業(yè)的野心。
夏日陽光下的白色工廠。沒有一個人。
在距離長沙市最大的主題公園“世界之窗”向東5公里外的廣汽菲亞特的廠區(qū)，有著一條完整“白車身”(Body in White，即完成焊接但未涂裝之前的車身)生產(chǎn)線。這條生產(chǎn)線上分布著250個機器人，它們被有序地分配到每一個單元的特定工位，高低旋轉(zhuǎn)、全方位開工。整條生產(chǎn)線上看不到一個工人，取而代之的是每一個工位的機器人相互合作，對生產(chǎn)線源頭緩緩駛?cè)氲钠嚳諝みM行焊接、上底板、上螺絲……
這是一種出現(xiàn)在科幻電影里面的智能性生產(chǎn)模式。
“這是我們當年交付的最大規(guī)模，也是難度最大的項目。”柯馬(上海)工程有限公司機械工程部經(jīng)理丁裕冬對《二十一世紀商業(yè)評論》(下稱《21CBR》)的記者說。
德國人將這種生產(chǎn)模式稱為“工業(yè)4.0”，美國人也許叫它“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”。不論哪種名稱，它已經(jīng)在中國發(fā)軔，在一個人力資源不匱乏的勞動密集型國家堅定地寫著“機器協(xié)作”的故事。
這非常耐人尋味。
“虛擬式生產(chǎn)”
柯馬(COMAU)是一家隸屬于菲亞特集團的全球化企業(yè)，成立于1976年，總部位于意大利都靈。其業(yè)務包括：車身焊裝、動力總成、工程設計、機器人和維修服務。1997年，柯馬正式進軍中國市場，目前擁有員工400多人。
在菲亞特項目進行模擬測試的半年時間里，在柯馬位于上海松江泗涇工業(yè)園區(qū)的工廠里，幾乎看不到人聲鼎沸、機器轟鳴的景象，人跡寥寥的車間大多時候只是堆滿了生產(chǎn)線軌道，成型的機器人手臂等零部件。
“事實上，這個項目有超過三分之一的時間是在辦公室和電腦軟件中完成的?！?/FONT>丁裕冬解釋說，現(xiàn)代制造業(yè)中整車生產(chǎn)線的工藝設計，“傳統(tǒng)的做法是在每個環(huán)節(jié)單獨模擬完成之后，把各自生產(chǎn)好的設備帶到現(xiàn)場去安裝，進行機械的程序調(diào)試，常常會遇見各種錯誤和想象不到的誤差?！边@個過程需要不斷與客戶溝通協(xié)調(diào)，雙方通常會將40%-60%的精力投入到前期的不斷模擬和調(diào)試中。“更早期，在模擬軟件還沒有普及的時代，是用鉛筆來畫的。”丁裕冬說。
而這一次，丁裕冬和他的團隊要做的是完整模擬所有的白車身作業(yè)單元，從點焊到螺柱焊、激光焊等每個工作單元。這個項目的核心設計，是18臺機器人同時在一個焊接工位工作。
這個18臺機器人工作臺的復雜性，相當于一個常規(guī)面積的工位，18個人同時在上面工作?！倍≡６忉?，每個機器人的個頭比人還大一點，而且有些機器人在同一個區(qū)域焊接，所用的焊槍型號也不同，所以在一個時間點上需要錯開。
菲亞特針對這個焊接工位的設計產(chǎn)能是49秒鐘完成所有工作，包括焊接、閘具關(guān)閉、車的傳輸。“所以純焊接的時間很短，到了49秒這種高節(jié)拍，想再提高一秒都很困難?！?SPAN style="COLOR: rgb(31,73,125)">這意味著所有機器人程序都需要事先編好，而且要避免互相之間的通訊錯誤和干擾，用軟件在電腦中模擬清楚。
為了解決多個機器人手臂之間的協(xié)調(diào)工作，單個工位的設計和模擬經(jīng)歷了兩個多月的反復修改。“我們做機器人假肢的設計是從結(jié)構(gòu)出發(fā)，因為這些假肢不能到現(xiàn)場用一段時間就斷掉，所以會設計得比較強壯一點。但是強壯就意味著更大的體積，占用更多焊接的空間，這個難度就大了?！倍≡６忉?。
另外，模擬的過程還包括“虛擬式生產(chǎn)”，即把所有信號和機械的動作協(xié)同模擬出來，因此，模擬過程不再是單獨每一個環(huán)節(jié)的模擬，而是把整個生產(chǎn)過程在軟件中進行仿真預演?！?STRONG>西門子：】
模糊的分工界限
2005年，大學畢業(yè)的丁裕冬加入柯馬中國。彼時整個公司只有兩個意大利人會用仿真軟件，進行單個的生產(chǎn)過程前期模擬。作為模擬仿真工程師，丁裕冬在過去8年多的時間里經(jīng)歷了柯馬在中國整體團隊的本地化。目前柯馬擁有規(guī)模成型的3D 模擬團隊，以及幾十位模擬工程師。
在菲亞特項目中，丁裕冬的團隊選擇了模擬軟件Tecnomatix的新版本Process Designer和Process Simulate解決方案。軟件提供方——Siemens PLM Software的大中華區(qū)市場總監(jiān)權(quán)奎奭解釋，新方案可以對整條生產(chǎn)線進行仿真模擬，更易于實現(xiàn)整個項目的協(xié)同。而以往大多數(shù)汽車制造商習慣用的Tecnomatix Robcad解決方案，只針對于單一工作站點的仿真模擬。
Tecnomatix曾是一家以色列公司，2005年跟美國公司UGS合并。2007年，西門子收購UGS，該公司更名為Siemens PLM Software。
要實現(xiàn)“虛擬式生產(chǎn)”，還需要將電氣工程師、仿真工程師、機器人工程師三個部門的人員組織在一起工作。各個部門的分工界限開始變得模糊，“所有的事情都要預先共同在電腦上完成。基于這種虛擬一體化的解決方案，這個項目的總架構(gòu)也做了調(diào)整?！倍≡６f，柯馬針對菲亞特項目專門建立了一個由仿真工程師、電氣工程師以及機器人設計部門組成的臨時工作組。
通過“虛擬式生產(chǎn)”，柯馬節(jié)省了60%的試驗成本。“原先是三個星期提供一套設計藍本，這次菲亞特項目的合同簽下來之后，模擬團隊通知我三天就可以有一套完整的設計了?！倍≡６f。
柯馬的“虛擬式生產(chǎn)”被西門子稱為“數(shù)字化制造”。從單一環(huán)節(jié)的模擬，到整個生產(chǎn)過程在模擬環(huán)境中進行仿真預演，這只是未來制造業(yè)變革，實現(xiàn)“數(shù)字化制造”的第一步嘗試。
“我們?nèi)缃竦慕鉀Q方案覆蓋工藝、仿真、人機分析、工裝設計、虛擬生產(chǎn)、工廠布局等。工廠本身的設計建造也是我們的重點，就像柯馬提供工廠和生產(chǎn)線的優(yōu)化和模擬?！蔽鏖T子 PLM Software首席應用顧問張沖莉說。
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德美殊途同歸
從手工業(yè)、工業(yè)化、大規(guī)模生產(chǎn)到信息技術(shù)革命，制造業(yè)的演進步伐從未停止。原材料價格的上漲，產(chǎn)品創(chuàng)新周期的縮短、資源的匱乏以及競爭的愈發(fā)激烈，使工業(yè)領域面臨巨大挑戰(zhàn)。
制造業(yè)的數(shù)字化、虛擬化正在徹底改變?nèi)藗冎圃飚a(chǎn)品的方式。為此，以德國為代表的歐洲，以及美國都打算大幅提升工業(yè)產(chǎn)值。繼去年年底，美國以通用電器(GE)為代表的企業(yè)提出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念后，在今年德國漢諾威工業(yè)展上，德國政府和工業(yè)界提出了“工業(yè)4.0”的概念，其關(guān)鍵是將軟件、傳感器和通信系統(tǒng)集成于所謂的物理網(wǎng)絡系統(tǒng)。在這個虛擬世界與現(xiàn)實世界的交匯之處，人們越來越多地構(gòu)思、優(yōu)化、測試和設計產(chǎn)品。
18世紀，蒸汽機的發(fā)明和手工業(yè)的機械化掀起了第一次工業(yè)革命。20世紀初，批量生產(chǎn)技術(shù)的運用拉開了第二次工業(yè)革命的大幕。過去幾十年來，面向自動化生產(chǎn)工藝的電子系統(tǒng)和計算機技術(shù)開創(chuàng)了第三次工業(yè)革命。如今在德國人看來，隨著數(shù)字化、軟件和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，“工業(yè)4.0”將代表著第四次工業(yè)革命的到來。
為此，德國聯(lián)邦政府今年撥出近2億歐元資金用于幫助行業(yè)協(xié)會、研究機構(gòu)和企業(yè)制定實施戰(zhàn)略。大西洋的另一邊，美國政府也極為重視創(chuàng)新制造戰(zhàn)略的制定，并計劃拿出高達10億美元資金建立一個覆蓋全國研究機構(gòu)和企業(yè)的網(wǎng)絡。美國政府部門負責提供無處不在的寬帶網(wǎng)絡，工業(yè)界需要及時地將數(shù)據(jù)標準化和傳輸協(xié)議系統(tǒng)部署到位。
西門子工業(yè)戰(zhàn)略主管Marion Horstmann是向德國政府提供有關(guān)高科技戰(zhàn)略意見的科學家，同時也是工商界高管組織研究聯(lián)盟的代表，該聯(lián)盟創(chuàng)造了“工業(yè) 4.0”這個術(shù)語。他認為，“實現(xiàn)工業(yè)4.0目標，需要我們解決介質(zhì)和數(shù)據(jù)傳輸方面的大量不連續(xù)性問題”。【】
事實上，還需要解決眾多國際標準問題，構(gòu)建新的安全理念，比如對價值網(wǎng)絡的保護，硬件和軟件必須進一步開發(fā)。同時，高度數(shù)字化也意味著高度的無人化生產(chǎn)，將令廠房空無一人。
但是，西門子工業(yè)領域全球 CEO魯思沃在接受《21CBR》采訪時認為，組織架構(gòu)的變化并不會給社會帶來負面影響。“在工業(yè)4.0中，人的作用將更為重要。在制造業(yè)的創(chuàng)新領域，人的聰明才智仍是不可或缺的。同樣，在操作層面，人類還將繼續(xù)發(fā)揮核心作用，他們將不再從事體力勞動，而主要從事創(chuàng)新設計、控制和監(jiān)測等工作?！薄?STRONG>視頻：】
不過面對“第四次工業(yè)革命”，魯思沃顯得非常冷靜，“這一變革時期可能持續(xù)20年左右，其結(jié)果將是革命性的，但其中將涉及到許多個發(fā)展階段?！?/FONT>
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來源：二十一世紀商業(yè)評論
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