自動化與信息化結合的工業新模型

工業互聯網在全球范圍內的提出者是美國，與之相對應的另一個概念叫做“工業4.0”。下面，我們一起來回顧一下從工業1.0到工業4.0發展進程：

盡管世界工業因為三次革命取得了長足的發展，但有一些難題卻仍然沒能解決。比如在工業1.0,、2.0、3.0時代里，因為生產廠家無法低成本的了解每一個客戶的需求，所以往往采用一刀切的方法，就是把需求做多的性能組合到一起，成為一款產品。

比如你想要一款適合你的體型的衣服，服裝廠是無法知道你的體型多大的，所以只能測量很多人的體型之后，把最集中的尺碼分成40號，41號，42號等等，但是如果你的體型偏肥或偏瘦，對不起，概不伺候。

工業4.0的提法來源于德國政府《德國2020高技術戰略》中所提出的十大未來項目之一。它旨在提升制造業的智能化水平，建立具有適應性、資源效率及基因工程學的智慧工廠，在商業流程及價值流程中整合客戶及商業伙伴。

●智能工廠

我們首先來看“智能工廠”?！爸悄芄S”重點研究智能化生產系統及過程，通過人工智能大數據技術實現生產服務能力智能互補匹配與智能生產供應鏈銜接，使網絡化分布式的生產設施能夠按需求進行智能化合理運轉。智能工廠可以提升生產效率。

當然上述僅僅是智能工廠作用的一方面體現，智能工廠的作用遠不止于此，它還有其他作用，如下圖說所示：

●智能生產

“智能生產”主要涉及內容如下圖所示：

讓我們來看一個例子。

在一個可口可樂的生產車間里，生產線上連續過來三個瓶子，每個瓶子都自帶一個二維碼，里面記錄著這是為客戶A、客戶B和客戶C定制的飲料。生產流程如下所示

這就是我們看到的智能化生產。它能夠實現多品種、小批量、定制化的生產，比如每一灌飲料從客戶在網上下單的那一刻起，就進入了定制流程，飲料所有的特性都是符合客戶喜好的。

因此，想要實現智能化生產，生產的原材料、生產設備、管理信息系統及相關系統必須融會貫通。這在從前是不可想象的。

我們一起看一下傳統工廠的職能。

傳統企業ERP和MES這兩個系統是分割開來的，MES系統的信息無法反饋給ERP系統，信息的不貫通導致一線的決策精細化控制實際是無法做到的。這就是不能實現智能化生產的結癥所在。

要實現訂單控制與生產控制之間的貫通，就必須依賴互聯網、物聯網、大數據等技術，這就是工業4.0要去解決的問題。

●智能運維

在如今的制造系統中，存在著許多無法被決策者掌握的不確定因素，前三次工業革命主要解決的都是可見的問題，如避免產品缺陷等，這些問題在生產中由于可見、可測量，往往比較容易加以避免和解決，而很多不可見的問題由于傳統技術手段缺乏而難以控制。

機器、設備、產品盡管仍然是工業4.0關注的中心，但機器的表現，產品的健康狀況已不再由人工決定或評估。工業4.0的生產流程及產品使用的狀況都可以轉化為可量化的數據，人為的因素將被降至最低。在數據的支持下生產流程的透明度將得到提高，產品的可追溯性也成為可能。同時，對生產制造過程中產生的海量數據進行分析與挖掘，還可以將數據轉化為描述機器行為及健康狀況的信息，這使得機器在充分了解自身的運行狀態與健康狀況的基礎上，可以根據自己行為的趨勢對未來自身的表現進行預測。同時，這些從數據中獲得的信息還能夠為機器性能維護、生產管理、設計等提供決策支持，進一步幫助提升質量與生產效率。最后，有效的數據信息還可以使生產設備具備自我學習與自我認知的能力，人工經驗與知識則可以轉化為智能的數字化分析算法，使整個運維流程更加智能化。

●智能服務

工業4.0不僅在生產方面提供價值，更在服務層面能夠為用戶需求服務。它不僅關注將一個產品制造出來，還對如何使用好這個產品，如何實現產品價值的最大化即服務負責。工業4.0使產品的創新和價值的創造不再僅僅以滿足用戶可見的需求為導向，而是利用用戶的使用數據創建使用場景模擬，從情景模擬中找到用戶那些“不可見的需求”。因此，產品服務化成為一個產品存在的真正價值所在。

在未來，在用戶駕駛汽車的過程中，汽車能自動識別用戶駕駛習慣的變化，提醒用戶這種變化對于能耗和剩余里程的影響；在上下班高峰期，汽車能通過海量的交通數據預測出未來一段時間內可能通過道路的擁堵情況，并為用戶推薦最佳路徑；在駕駛過程中汽車還可以記錄路面的平整度，這些數據首先在系統內被分享，提醒后面的駕駛者減速駛過一段坑洼的路面；回到家后，用戶還可以通過手機查看一天的駕駛記錄，掌握不同駕駛模式下的能耗情況，并可以與社區的其它用戶分享這些數據信息；用戶還能查看汽車的健康狀況報告，對故障風險做到實時了解；系統還可以提供相應的駕駛習慣改善建議……

由此可見，讓汽車廠商不僅是賣出一輛汽車，同時更通過額外的增值服務實現了價值的延伸。

●智能物流

“智能物流”主要通過互聯網、物聯網、物流網，整合物流資源，充分發揮現有物流資源供應方的效率，而需求方則能夠快速獲得服務匹配，得到物流支持。

智能物流利用條形碼、射頻識別技術、傳感器、全球定位系統等先進的物聯網技術通過信息處理和網絡通信技術平臺應用于物流業運輸、倉儲、配送、包裝、裝卸等基本活動環節，實現貨物運輸過程的自動化運作和高效率優化管理，提高物流行業的服務水平，降低成本，減少自然資源和社會資源消耗。

菜鳥聯盟自動化倉庫專門為天貓超市提供倉儲和分揀服務，與別的倉庫最大不同是自動化程度高，從收到訂單到包裹出庫，除了條碼復核等環節均實現了自動化。

菜鳥聯盟自動化倉庫通過自動化技術從收到訂單到包裹出庫平均只需要10分鐘，時間遠遠短于傳統倉庫。倉庫的自動化體主要現在以下幾個方面：

首先是自動識別包裹實現了貨找人。在菜鳥聯盟倉庫的傳送帶上每個一段距離就有傳感器，其可識別紙箱上的條形碼，再決定紙箱下一步去哪，支持路線合并和分流，一個訂單對應的包裹會被傳送到不同貨架裝入商品，傳統倉庫則需要分揀員拿著紙箱去不同貨架前找商品。自動化方案大幅降低了分揀員勞動強度，提高了包裹生產的時效性和準確率，時效性是菜鳥網絡當日達次日達服務的基礎，而準確率意味著更好的用戶體驗以及更低的糾錯成本。

其次是自動封箱機等自動機器人。菜鳥自動化倉庫通過自動封箱機實現了紙箱打開、貼碼、封裝等步驟的自動化，縮短了商品打包時間。

第三是大數據智能選擇適合的紙箱。一個訂單對應的商品數量和種類不同，意味著它需要不同大小的紙箱，一般倉庫是由人根據經驗來選擇，效率低且很可能會浪費大紙箱。菜鳥倉庫在不同商品入庫之前就知道其尺寸和特性，基于此自動為一個訂單分配最適合的紙箱，從而節省包裝成本。

第四是大數據智能調度商品存儲。結合大數據，菜鳥自動化倉庫可預測哪些商品即將暢銷和不再暢銷，進而對其存放的倉庫和貨架進行智能調度，最大化減少商品物流節點、縮短商品傳送路徑，提升倉儲和物流效率。

菜鳥的自動化倉庫運用了當前最流行的一些技術：傳送帶自動識別包裹路徑是物聯網技術，自動封箱機是工業機器人技術，智能選擇紙箱和調度商品則是大數據技術。

在引進了新興技術后，智能物流不論是從時效性還是準確性來看均提升了用戶體驗；進一步降低了物流成本，提升了人與商品的連接效率。

綜上所述，整個工業4.0的過程其實就是自動化和信息化不斷融合的過程，就是大數據持續發揮價值的過程，也是用新技術重新定義生產與服務的過程。