环球物联网:工业4.0,德国中小企业如何跨过门槛

物联资讯
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2020-03-22 20:23
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  图为德国凤凰接触器公司员工在生产线上进行零件组装。
  凤凰接触器公司供图

 

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  以物联网、大数据、机器学习、“数字化双胞胎”、人工智能等技术为核心的工业4.0,如今已成为德国工业的最新名片。不仅西门子、博世等大企业倾力推动,不少科研实力并不雄厚的中小企业,也在各种支持下逐渐参与其中,以应对技术和市场的全新变革和挑战。不过,由于在成本支出、经营理念、数据安全、人才建设等方面还存在诸多挑战,许多德国企业对工业4.0的应用还在摸索中。

  

  在智能示范工厂里生产爆米花

  “阿历克塞,开始分拣程序。”

  随着弗拉特博士一声令下,眼前的人机交互界面应了一声“OK”,机器便开始运转。一大把掺杂着黑色测试物的玉米掉落到传送带上。几秒钟内,黑色测试物被全部分拣,只有合格的玉米进入后续爆米花生产。

  “玉米粒次品率等数据,会由玉米分拣系统自动提交给爆米花厂家,供其优化生产流程。整个爆米花生产过程除了语音唤醒‘阿历克塞’,其他都由搭载了智能传感器的机器来完成。”弗拉特向本报记者介绍。

  弗拉特是弗劳恩霍夫工业自动化应用中心智能传感系统项目的负责人,而这一玉米分拣系统正出自该中心。

  这条玉米分拣系统是东威斯特法伦—利普智能工厂(简称OWL智能工厂)的10多条工业4.0示范线之一。OWL智能工厂由弗劳恩霍夫工业自动化应用中心和东威斯特法伦—利普应用科技大学联合设立。该工厂目前不生产任何产品,而是一个展示工业4.0的示范平台。

  白色半弧形的厂房,四面被大落地窗环绕,各式自动化机器整齐排列,一架黑色无人机挂在屋顶。弗拉特说,无人机可以在生产车间发挥“信使”功能,自动传递小型零件和档案资料。

  在OWL智能工厂,工业4.0并非宏大叙事,而是一个个如玉米分拣系统一样的具体案例,参观者可以观摩甚至亲身体验。

  穿戴好增强现实设备,眼前浮现出一个虚拟3D装配线。参观者只需根据屏幕上的指示,从不同的盒中取出部件,按图示步骤组装好元器件,放在检测仪中,系统便会自动显示是否合格。

  以上这一切并没有真实发生,却可以完全模拟生产线运行情况,并发现问题。在传统工厂,无论设备调试还是样品生产,都需要反复实操,花费大量时间和其他成本。如今,基于大数据以及软件技术搭建的“数字化双胞胎”,在设备投产前就能预先发现和解决问题。

  “有了这些应用,工厂可以更好了解生产情况和数据,及时分析改正错误,提高效率和品控,节省人力成本。”弗拉特说。

  产官学全方位协力推进

  在《工业4.0:即将来袭的第四次工业革命》一书作者森德勒看来,工业4.0不仅仅是自动化,而是对产品研发、生产、销售、服务等整条价值链实时管理,并从终端使用者的多元需求出发,反推至前述各个环节,创造成本可接受的个性化产品。

  以汽车为例,宝马的电力辅助刹车系统部件由博世集团的6个工厂生产,然后在一个工厂组装。借助工业4.0,宝马可以随时知道每一个零部件在供给链中所处的状态,并根据消费端的数据调整库存,提高交货效率。

  推动工业4.0,实现对传统工业生产、销售和服务等环节的数字化和智能化变革,对企业的技术应用、软硬件设备和专业人员提出了很高的要求。这与前三次工业革命以及过往一二百年间的价值链逻辑完全不同。博世、宝马这样的大企业可以做得很好,但对占德国企业总数99%的中小企业并非易事。OWL智能工厂建立的初衷,即是在工业4.0的实施过程中为中小企业提供测试环境,降低它们的试错成本。

  OWL智能工厂只是“It's OWL”集群的一部分。这一集群由德国联邦政府支持,北莱茵—威斯特法伦州政府牵头,集合了东威斯特法伦—利普地区近200家制造企业、16个科研机构以及6所大学,是德国针对中小企业实施的最大的工业4.0计划之一。

  与大企业的成套方案不同,“It's OWL”针对中小企业的不同需求,将大企业的成套方案拆解,将其中有用的部分重新开发组合。

  这些私人订制方案非常具体,涉及的产业也五花八门。爆米花原料分拣和供给如何通过智能化实现加速,急救包安瓿瓶托架如何既防震又易拔取,如何收集印刷机胶辊磨损数据以便耗材数字化管理……很多不起眼的行业,都引入了工业4.0。从2012年至今,“It's OWL”已经完成47个研究计划,向企业转移项目171个,创造了7500个新增就业岗位。

  这一过程并非无偿提供,中小企业需要付费咨询。但相比优化之后节约的成本,许多企业认为付出是值得的。

  “通过工业4.0技术帮助德国中小企业提高经济效益,正是‘It's OWL’的作用。”弗拉特说。

责编:春林
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