工業4.0的道路上我們需要做什么

所謂的工業4.0，是指利用物聯信息系統將生產中的供應、制造和銷售信息數據化、智慧化，最后達到快速、有效、個人化的產品供應。在業內經常有人提到，要想實現工業4.0，我們還有很多的課要補。筆者認為，在要補的課程中，精益生產和工藝改進屬于不可或缺的幾門課。

提到精益生產，我們首先想到的就是日本豐田。作為一種備受推崇的管理方式，精益生產“多品種”和“小批量”的特色在當今社會十分受用。隨著用戶的個性化和定制化要求不斷提升，大批量生產的產品已不再具有更高的附加值，然而生產小批量多品種的產品對于企業來說是一項巨大的挑戰。與大量生產方式相比，日本所采用的精益生產方式具備很多的優越性，主要體現在所需人力資源、新產品開發周期、生產過程的在制品庫存、工廠占用空間和成品庫存的大幅降低。精益生產方式是徹底地追求生產的合理性、高效性，能夠靈活地生產適應各種需求的高質量產品的生產技術和管理技術，其基本原理和諸多方法，對制造業具有積極的意義。

精益生產創始人之一的大野耐一有兩點看法：小批量生產消除了大批量生產體系中由于大量零部件庫存導致的資金占用成本；更重要的是，在汽車組裝前制造出少量的零部件，可以及早發現沖壓過程中的質量問題。如今精益生產方式所取得的成功，也證明了大野耐一看法的正確。在很大程度上，工業4.0更像是一個用大數據、物聯網、虛擬制造等技術武裝起來的精益生產。所以想要實現工業4.0，補上精益生產的課十分重要。

再來談談工藝，在工廠的生產全流程相關業務中，工藝工作處于基礎與先導地位。如果說設備是工廠的肌肉，傳感器和網絡是工廠的神經，那么工藝則是工廠之魂。因此，改進工藝工作勢在必行。

要想改進工藝工作，首當其沖的就是精益優化現有工藝，實行工藝標準化、推廣工藝精益化、研究工藝穩健化。眾所周知，無論是傳統生產方式亦或是工業4.0環境下的智能工廠，都需要有精益穩定的制造工藝，這也是解決我們目前效率和質量問題的根本途徑。所謂智能工廠的“智能”是技術人員將一系列的判斷因素、思考邏輯，根據具體的業務流程進行提煉而形成的，與人類的智能不可相提并論。因此，其對制造工藝的要求比傳統的生產方式要高很多，不完善的工藝在目前的狀況下只會導致我們的生產效率低下、產品質量不穩定，但在工業4.0環境下，不穩定的工藝規程則會出現預測外錯誤，使智能工廠終止運行，造成重大損失。

其次，要想確保工藝精益穩健，就不可和過去一樣，通過實際操作來驗證想法，而要引入工業4.0的一個重要概念——數字雙胞胎，就是將現實中的環境與狀態，在虛擬的數字空間中模擬出來，創造一個與真實工廠一模一樣的虛擬數字工廠。虛擬現實環境，對工藝、流程、規劃等進行驗證、反饋和完善。無論是加工過程中的細節還是宏觀工藝布局規劃的運行情況，都可以在虛擬的數字工廠中進行驗證測試，這將極大地提高工作的成熟度，節省大量的時間與資源。

在不久的將來，從事工藝技術的相關人員將把提煉工藝思考邏輯當做主要工作，不斷地補充、完善、優化龐大的工藝數據庫，維護工藝知識數據，而實際的工藝設計工作將可能由計算機來完成。工藝規程也將不再是單一流程的形式，而是多流程離散型的工藝流程，在保證產品質量的情況下，使工藝路線盡可能地靈活，以便為智能工廠的決策系統提供盡可能多的選擇，通過統籌分析各影響因素，安排最優的路線。

對于經常討論的一個問題“工業4.0是否會取代人的工作”，相信各位網友都已經不再陌生了。筆者想說的是，工業4.0要實現的智能化并不是要取代人，智能工廠并不是無人工廠，而是為了使人和機器更好地配合，實現更高的勞動生產率。為此，在智能工廠中，要努力消除人的不穩定因素。根據制造業目前的狀況想要實現高度的無人自動化生產，既不現實，也不經濟，在適合的環節引入機器人，是提高穩定性和效率最好的選擇。機器人與快換夾具的配合使用，可以適應多品種少批量的生產，在保證柔性的情況下提高生產效率與穩定性。

最后要做的是建設一個統一的信息化平臺，實現所有業務在統一平臺下運作。此前我們在信息化建設方面投入了很多資源，尤其是工藝信息化，在各項業務中，工藝信息化的水平是比較高的，但現有的信息化建設缺乏整體的統籌策劃，各信息系統相對獨立，沒有共享信息資源，形成了一個個信息孤島，對于提升整體業務效率造成了很大障礙。因此，現在需要對工藝信息系統進行統一平臺的集成工作，只有這樣才能將信息化系統的作用真正發揮出來。