中國制造加入了科技,工廠里未來不再需要工人!

中國制造加入了科技,工廠里未來不再需要工人!

18世紀中葉,蒸汽機讓社會生產進入機械化時代;

19世紀70年代,電力讓人類社會進入電氣時代;

20世紀90年代,通信技術和計算機技術讓社會進入信息時代高速發(fā)展時期。

三次工業(yè)革命,每一次都讓社會生產效率呈爆發(fā)式增長。而眼下,智能制造的概念又掀起了第四次工業(yè)革命,德國的工業(yè)4.0,美國的工業(yè)互聯網,中國的智能制造2025,都在這場革命之下排好了陣仗。

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毫無例外,每一次的革命都是為了生產效率的提高,但這次,世界各國對生產效率的提高,卻定位在了1%。

而在剛過去不久的2050大會上,鋅財經記者也奔赴了智能制造主題的分會場,見到了積夢智能,一家工業(yè)智能科技公司的創(chuàng)始人謝孟軍。在會場,鋅財經記者也與謝孟軍對第四次工業(yè)革命“1%的小目標”進行了長時間的探討。

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(積夢智能創(chuàng)始人謝孟軍接受鋅財經采訪)

其實,1%的目標并不小。

前三次的革命,已經把社會生產效率提升到了足夠的高度。而底盤足夠大,哪怕是1%的進步,進步也足夠大。

從蘋果工廠出身的謝孟軍,接觸了大量的制造工廠,出來創(chuàng)業(yè)之后,又跑遍了家鄉(xiāng)寧波的上百家工廠。在采訪中,謝孟軍告訴鋅財經,大部分的工廠包括一些諸如汽車、3C的高端制造工廠,最大的痛處是無法讓各個部門串聯成一個整體

在蘋果制造工廠里待過,又看過數百家傳統工廠的謝孟軍,也和鋅財經分享了這些年來他對中國智能制造的一些看法。

他說,所有的部門就像一個個孤島,而這些孤島之間的距離,就是與1%小目標之間的巨大鴻溝。

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積夢智能創(chuàng)始人 | 謝孟軍

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中國智能制造的小目標:1%的進步

首先還是要明確一下智能制造的概念,為什么德國叫工業(yè)4.0,美國叫工業(yè)互聯網,而我們就叫智能制造。

德國提出來了工業(yè)4.0之后,國內才有了智能制造這個概念。所謂工業(yè)4.0,基本上就是按照解決不同的問題來定義工業(yè)4.0,而工業(yè)4.0想要解決的問題,是希望用CPS的方式把整個工廠互聯互通,成為智能工廠。

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在德國提出來工業(yè)4.0之后,美國提出了工業(yè)互聯網,其實這些名稱并不是隨意取的。美國目前整個互聯網非常發(fā)達,所以美國就想利用它們發(fā)達的互聯網,來改善它整個的工業(yè)體系,想要利用互聯互通的方式把所有設備打通。

這些名詞的產生是符合每個國家工業(yè)發(fā)展不同特征的。德國在設備硬件方面非常厲害,而美國互聯網也非常厲害,所以它們的出發(fā)點會不一樣。但是它們的目標是一致的,希望搶在下一個工業(yè)革命當中那個制高點。

如果我們把維度降到地球村來參考,其實分工是很明確的,設計、生產、配件等等都有專人負責。那么,在德國的工業(yè)4.0和美國的工業(yè)互聯網之前,中國的定位是什么?世界制造工廠,全球最大制造國,全球各地需要的高端的、低端的零配件我們都有。

在工業(yè)2.0向工業(yè)3.0轉型的過程當中,中國要做的事情是用機器換人。而現在,各個發(fā)達國家都提出了工業(yè)發(fā)展的新概念,所以中國為了應對全球制造領域內的分工,提出了中國制造2025。

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中國提出中國制造2025的概念,同其他發(fā)達國家一樣,想要在十大領域里搶占制造領域中的制高點。

但不論是哪個國家,提出工業(yè)發(fā)展的新方向,最終的目的是為了提高效率。

根據美國通用公司的調查,工業(yè)互聯網的效率只要提升1%,帶來的效應是巨大的。以航空領域為例,如果整個航空行業(yè)節(jié)省1%的燃料,那就能夠省下300億美金。在電力行業(yè)這個數字是660億美元、醫(yī)療領域是630億美元、鐵路領域是270億美元、而在石油天然氣行業(yè),節(jié)省下來的經費將達到驚人的900億美元。

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把1%的威力放大到全球規(guī)模來看,它的效益是非常驚人的。對無利不起早的商人來說,在利益的驅動下,會把全球的智能制造推動起來。

2

信息孤島間的橋梁,是頂層設計

雖然提出智能制造2025的概念已經有一段時間,但我們也知道目前也尚處在起步階段,讓制造業(yè)轉型,還是有很多的步子要走。

我們知道很多傳統工廠里,以單個應用為信息督導的特別多。而這些有關聯卻又單獨存在的信息督導,就可以叫做信息孤島。

一個工廠從小規(guī)模發(fā)展壯大,必然會增添新的部門和職能,比如DOE分析、量產性管控等等這些東西。而這些隨著工廠發(fā)展拓展的業(yè)務板塊,必然會增加新的應用。但絕大部分工廠的做法是怎樣的?我增加一個部門,就增加一個對應的APP;出現一個問題,我就去解決一個問題。

那么,問題來了。

這樣做的結果就是,每個部門之間的應用是割裂的,就像一片海里的若干個孤島一樣。在蘋果的經歷也讓我認為,這是傳統制造企業(yè)最大的問題。連同一個企業(yè)的各個部門都無法高效協同,請問你怎么做到智能制造?

蘋果公司在制造工廠是如何做的?他們在做之前就已經從頂層搭好了邏輯和框架,已經清楚要什么,大的模塊有哪幾塊,如何讓各個模塊之間的數據流通起來……這些東西,已經事先思考的非常清楚了。

其實,事先從頂層設計的思考邏輯,就是一個數字工廠的模型。跟蘋果公司一樣,每個工廠都會有不同的數字模型,比如以產品為中心從設計開始到供應商、到生產、到銷售、到供應鏈……哪怕是一些模塊還沒有拓展,都是能夠事先搭好整個數字模型的。

數據,只有流通起來才是最有價值的。

為了讓數據的價值放到最大,我們在中間這層加一個PAAS層以及海量的數據儲存,和一個儲存的引擎。另外,我們也有很多檢測報警框架和機器學習框架。

在我們目前切入的3C和汽車行業(yè)里,我們打造了很多這樣的模型。在行業(yè)打磨的這幾年里,我們已經能夠讓大數據可視化,為了搭好最底層的統計分析框架,我們自己也做了很多數據采集的方案,比如自動采集器、終端、移動端和很多適配器的方案。

在這個基礎之上,我們做了一個工業(yè)的APP Store。我們都知道,現在有一個事實:APP都是IT和懂技術的人來開發(fā)的。但實際上我們的業(yè)務需求提到IT那邊后,最終是由代理商完成這些功能的。

但我們要做的是自己搭建所有的應用過程。

我們會有一個這樣的思考,建一個基于樂高的思想設計的系統平臺,它的底層會有一個底層服務。因為我們團隊大多數都出身自互聯網,所以,我們在基于容器云的模式上搭建了一整套方案,就是用“微服務+容器”的方式搭建了整個底層服務。

在這之上我們自己搞了一套數據存儲的軟件,同時要支持OLAP和OLTP兩個板塊,既能夠做到實時分析,還能夠有一些歷史分析的東西。

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我們現在基本上是以PG為主,就是類似于Oracle的開源數據庫,基于這個數據庫我們做了一個大型的解決方案。我們同時又跟Hadoop等等這些接口串起來,在這個基礎上搭建了數字工廠模型,我們把設備、測量、產品、售后、缺陷、任務這些東西抽象化出來,到數字工廠模型里面,在這之上再設一些SAAS服務,統計分析、檢測分析、統計報警這些技術服務的東西。

再比如工裝管理的應用開發(fā),我們利用數字工廠模型里面的三個板塊,就可以搭建出來工裝管理模塊。工裝、設備怎么用一個應用管理起來?

這只是一個舉例,一個工廠會有很多需要解決不同問題的應用。工廠越大,所需要的數據工廠模型就越復雜,需要搭建的應用就越多。工廠里面關心的包括幾個東西,一個是所謂的效率問題,一個是財務問題,一個是質量問題。效率問題可能是MS,財務問題是ER,質量問題是MS和ERP。

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他們不可能把整個數字工廠的東西都交同一家公司來做。如果在這方面創(chuàng)業(yè),我的建議是選擇一個具體的口子切入。比如我們作為一個初創(chuàng)企業(yè),是專門針對做質量,從業(yè)務角度說是全面質量,從設計開始,設計、生產、銷售、售后等等,這塊所有的東西做了一個全面的解決方案。

總結一下這一塊,我想說的是,要消除信息孤島的狀況要從頂層設計就開始。

3

孤島的距離,1%的距離

但不可否認,目前大多數企業(yè)各部門,以信息孤島的形式運作的現象是普遍存在的。而這樣的運作方式,也無法讓企業(yè)最大化的做到高效運行,也就是離各國都在追求的1%,還有一定的距離。

有這么個現象,大家可以思考一下:

在大部分傳統企業(yè)里,紙張依然是記錄的重要載體,但其實在紙質記錄的方式下,所有的數據是散落的。比如,在汽車制造工廠,汽車里有一個扭矩箱是要扭螺絲的,但一輛汽車有兩三個扭矩箱,都會在不同流程,不同時間,甚至不同的人去操作,這些數據都是分散的,可能一個星期就沒了。

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(紙張依然是記錄的重要載體)

但事實上,這些數據都是相互關聯的,那我們如何把這些數據采集起來并長期保存呢?

對于這個問題,最好的答案應該是:一體化。怎么來解釋這三個字?

第一,多種數據采集并且電子化

任何一個零件,一個部分,直至最終的成品,其實每一個部件之間都是有關聯的。你要分析它們之間的關系,就必須把每一個可記錄的數據都采集起來,并保存在數據庫里。

每一個數據都是構建數字工廠模型的磚瓦。

第二,多種數據源的一體化

一家工廠,越到發(fā)展的后期,所牽扯到的數據會越來越多。比如,設備數據、流程數據、供應商數據、設備信息、工藝事件、設計數據、售后質量等等,這些數據其實是可以把這些數據統一錄到模型和系統平臺里的。

第三,標準一體化

數據一體化之后,其實很大程度上已經做到了標準一體化。即便是在一家工廠里,會牽涉到非常多的設備,不同設備的協議不一樣、格式也不一樣,就同一個品牌不同的版本格式就會不一樣,不同品牌的差異就更大了。還有各種格式的,工廠里面比較多的是表格格式,還有CMS、DMO等各種設備格式。

所以,這么多不同類目的東西是要有一套自己的標準的。那我們積夢自己來說,我們先會對數據做一個清理,然后轉換成我們自己的標準,再錄到我們的數據工廠里。

因為只有標準化之后,數據處理、分析才能做到一致性。

這里有一個數據一體化之后的效果圖。第一個圖是汽車零配件的,它有不同的點,有不同的設備去檢測它;第二個圖來自于所有不同的設備的測量數據。然后利用三維的引擎把它渲染起來,就可以實時看得到怎樣測質量體系的情況。

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這些數據可以用來進行虛擬匹配。那么,什么是虛擬匹配?虛擬匹配有什么用?

假設零件A和零件B是兩個相互裝配的零件,A和B都有充分的測量數據。在沒有裝之前,就可以根據檢測到的數據,去做虛擬匹配的過程,這可以極大地提高效率,在它裝之前就可以立馬分析出這個東西能否裝進去。

還有一個問題,大家也可以思考一下。

制造業(yè)里有很多問題可能是尺寸問題。舉一個簡單的例子,一個車門、一個車身,車門和車身要裝起來,裝起來之后其實整個車門和車身之間是有空隙的,這個空隙嚴重影響了幾個東西,第一個是異響,第二個漏雨。這是個很大的質量問題,但是車身檢測的是A設備,但車門卻來自于別的供應商,而且給車門做檢測的與給A設備做檢測的,并不是同一個設備。但是兩組數據完全不一樣,你怎么去分析?

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所以,基于這兩個例子,也可以知道虛擬匹配有多大的意義。但虛擬匹配的前提是數據一體化,只有數據一體化之后,才能做有效的數據分析。

4

拉近1%的距離

在這個時代,大數據的重要特征是什么?是價值。而把這些數據的價值擴大,也是拉近與1%的小目標的關鍵。

但是工業(yè)大數據有一個特征是低密度的價值,也就是說它的數據量很大,但是有價值的數據卻是很小的一部分,怎樣找出這些有價值的數據,其實是非常重要的一步。

這里有一個汽車里經常應用的所謂的相關性分析。在汽車裝配的過程中,其實A零件裝在B零件上,當然,這兩個都會做數據檢測,A零件有偏移會導致B零件偏移。但是檢測的結果都是以B零件為結果,你會發(fā)現B零件偏移了,但根據B零件的數據去調整,并不能修復好裝配過程當中的問題。只有調整A零件,才能解決問題,也就是說它會存在相關性。

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通過這個例子,我想說的是,數據量很大,但關鍵是如何找到有效信息,關聯信息,才能把信息的價值最大化。

在積夢這里,我覺得數據是可以在以下幾個方面發(fā)揮很大的作用的。

1.最終良率預測

當然,預測良率還是以統計概率為主,在完成統計概率以及零配件的測量之后,根據概率的分布,我們計算出最后使用該零件產品的合格率。在最終的呈現結果上,由于人不可能一直實時盯著,所以,我們提供了很多的可視化分析。

2.產品的缺陷分析

目前,制造企業(yè)里面應用最多的可能是統計分析。但我們利用統計分析再結合傅立葉計算的一些算法,做產品缺陷的聚攏分析?;诮y計概率,當最終的產品有缺陷時,根據缺陷類型,給出每個組件可能導致該缺陷的概率,幫助工程師準確推斷出引起缺陷的原因。

3.測量數據實時報警

在眾多大數據下怎樣做到數據的實時報警預警,這是至關重要的,特別是對于制造企業(yè)來說,報警預警應該說是最為重要的東西。因為不能等到我們事后再發(fā)現這個問題時,再去處理這個事件。利用數據后臺的聚算、消息隊列,分布式的檢測,我們實現了大數據的實時報警預警。當然還有很多結合業(yè)務的東西,基于HPC的報警,基于單點的報警,基于概率的報警。

4.呈現智能報告

最后,我們還做了一個類似BI的工具,因為在工廠里面,很多時候我們還要做數據分析、匯報、質量分析,基于這個東西,我們會做一個類似工業(yè)的PPT工具。

我剛才講到因為所有的數據都聚到一起了,那你去做數據分析的時候,這個APP所有組件都已經做好,那只要設計一下數據源,就可以立馬做出你所需要的所有數據的報表。當然我們還會把這些東西做一些歷史快照,導成PDF。

分享這么多,想要表達的是,中國的傳統企業(yè)要向智能制造轉型,要做的還有很多。哪怕是1%的進步,也是一個路漫漫其修遠兮的過程。也希望今天的分享能夠給大家?guī)硪欢ǖ乃伎己蛶椭?/p>

文章 ∣ 單一

責編 ∣ 美麗

攝影 ∣ 黃碩

手繪 ∣ 精衛(wèi)

?本文版權歸“鋅財經”所有

部分圖片來自網絡

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2018-06-14
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