美德對(duì)新工業(yè)革命的話語(yǔ)爭(zhēng)奪，是它們企圖重振制造業(yè)的野心。
夏日陽(yáng)光下的白色工廠。沒(méi)有一個(gè)人。
在距離長(zhǎng)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(chē)身”(Body in White，即完成焊接但未涂裝之前的車(chē)身)生產(chǎn)線。這條生產(chǎn)線上分布著250個(gè)機(jī)器人，它們被有序地分配到每一個(gè)單元的特定工位，高低旋轉(zhuǎn)、全方位開(kāi)工。整條生產(chǎn)線上看不到一個(gè)工人，取而代之的是每一個(gè)工位的機(jī)器人相互合作，對(duì)生產(chǎn)線源頭緩緩駛?cè)氲钠?chē)空殼進(jìn)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(dāng)年交付的最大規(guī)模，也是難度最大的項(xiàng)目。”柯馬(上海)工程有限公司機(jī)械工程部經(jīng)理丁裕冬對(duì)《二十一世紀(jì)商業(yè)評(píng)論》(下稱(chēng)《21CBR》)的記者說(shuō)。
德國(guó)人將這種生產(chǎn)模式稱(chēng)為“工業(yè)4.0”，美國(guó)人也許叫它“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”。不論哪種名稱(chēng)，它已經(jīng)在中國(guó)發(fā)軔，在一個(gè)人力資源不匱乏的勞動(dòng)密集型國(guó)家堅(jiān)定地寫(xiě)著“機(jī)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(tuán)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(wù)包括：車(chē)身焊裝、動(dòng)力總成、工程設(shè)計(jì)、機(jī)器人和維修服務(wù)。1997年，柯馬正式進(jìn)軍中國(guó)市場(chǎng)，目前擁有員工400多人。
在菲亞特項(xiàng)目進(jìn)行模擬測(cè)試的半年時(shí)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(jī)器轟鳴的景象，人跡寥寥的車(chē)間大多時(shí)候只是堆滿了生產(chǎn)線軌道，成型的機(jī)器人手臂等零部件。
“事實(shí)上，這個(gè)項(xiàng)目有超過(guò)三分之一的時(shí)間是在辦公室和電腦軟件中完成的?！?/FONT>丁裕冬解釋說(shuō)，現(xiàn)代制造業(yè)中整車(chē)生產(chǎn)線的工藝設(shè)計(jì)，“傳統(tǒng)的做法是在每個(gè)環(huán)節(jié)單獨(dú)模擬完成之后，把各自生產(chǎn)好的設(shè)備帶到現(xiàn)場(chǎng)去安裝，進(jìn)行機(jī)械的程序調(diào)試，常常會(huì)遇見(jiàn)各種錯(cuò)誤和想象不到的誤差?！边@個(gè)過(guò)程需要不斷與客戶溝通協(xié)調(diào)，雙方通常會(huì)將40%-60%的精力投入到前期的不斷模擬和調(diào)試中?！案缙?，在模擬軟件還沒(méi)有普及的時(shí)代，是用鉛筆來(lái)畫(huà)的?！倍≡６f(shuō)。
而這一次，丁裕冬和他的團(tuán)隊(duì)要做的是完整模擬所有的白車(chē)身作業(yè)單元，從點(diǎn)焊到螺柱焊、激光焊等每個(gè)工作單元。這個(gè)項(xiàng)目的核心設(shè)計(jì)，是18臺(tái)機(jī)器人同時(shí)在一個(gè)焊接工位工作。
這個(gè)18臺(tái)機(jī)器人工作臺(tái)的復(fù)雜性，相當(dāng)于一個(gè)常規(guī)面積的工位，18個(gè)人同時(shí)在上面工作?！倍≡６忉?zhuān)總€(gè)機(jī)器人的個(gè)頭比人還大一點(diǎn)，而且有些機(jī)器人在同一個(gè)區(qū)域焊接，所用的焊槍型號(hào)也不同，所以在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上需要錯(cuò)開(kāi)。
菲亞特針對(duì)這個(gè)焊接工位的設(shè)計(jì)產(chǎn)能是49秒鐘完成所有工作，包括焊接、閘具關(guān)閉、車(chē)的傳輸?！八约兒附拥臅r(shí)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(jī)器人程序都需要事先編好，而且要避免互相之間的通訊錯(cuò)誤和干擾，用軟件在電腦中模擬清楚。
為了解決多個(gè)機(jī)器人手臂之間的協(xié)調(diào)工作，單個(gè)工位的設(shè)計(jì)和模擬經(jīng)歷了兩個(gè)多月的反復(fù)修改?！拔覀冏鰴C(jī)器人假肢的設(shè)計(jì)是從結(jié)構(gòu)出發(fā)，因?yàn)檫@些假肢不能到現(xiàn)場(chǎng)用一段時(shí)間就斷掉，所以會(huì)設(shè)計(jì)得比較強(qiáng)壯一點(diǎn)。但是強(qiáng)壯就意味著更大的體積，占用更多焊接的空間，這個(gè)難度就大了?！倍≡６忉?。
另外，模擬的過(guò)程還包括“虛擬式生產(chǎn)”，即把所有信號(hào)和機(jī)械的動(dòng)作協(xié)同模擬出來(lái)，因此，模擬過(guò)程不再是單獨(dú)每一個(gè)環(huán)節(jié)的模擬，而是把整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程在軟件中進(jìn)行仿真預(yù)演?！?STRONG>西門(mén)子：】
模糊的分工界限
2005年，大學(xué)畢業(yè)的丁裕冬加入柯馬中國(guó)。彼時(shí)整個(gè)公司只有兩個(gè)意大利人會(huì)用仿真軟件，進(jìn)行單個(gè)的生產(chǎn)過(guò)程前期模擬。作為模擬仿真工程師，丁裕冬在過(guò)去8年多的時(shí)間里經(jīng)歷了柯馬在中國(guó)整體團(tuán)隊(duì)的本地化。目前柯馬擁有規(guī)模成型的3D 模擬團(tuán)隊(duì)，以及幾十位模擬工程師。
在菲亞特項(xiàng)目中，丁裕冬的團(tuán)隊(duì)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(chǎng)總監(jiān)權(quán)奎奭解釋?zhuān)路桨缚梢詫?duì)整條生產(chǎn)線進(jìn)行仿真模擬，更易于實(shí)現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目的協(xié)同。而以往大多數(shù)汽車(chē)制造商習(xí)慣用的Tecnomatix Robcad解決方案，只針對(duì)于單一工作站點(diǎn)的仿真模擬。
Tecnomatix曾是一家以色列公司，2005年跟美國(guó)公司UGS合并。2007年，西門(mén)子收購(gòu)UGS，該公司更名為Siemens PLM Software。
要實(shí)現(xiàn)“虛擬式生產(chǎn)”，還需要將電氣工程師、仿真工程師、機(jī)器人工程師三個(gè)部門(mén)的人員組織在一起工作。各個(gè)部門(mén)的分工界限開(kāi)始變得模糊，“所有的事情都要預(yù)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(gè)項(xiàng)目的總架構(gòu)也做了調(diào)整?！倍≡６f(shuō)，柯馬針對(duì)菲亞特項(xiàng)目專(zhuān)門(mén)建立了一個(gè)由仿真工程師、電氣工程師以及機(jī)器人設(shè)計(jì)部門(mén)組成的臨時(shí)工作組。
通過(guò)“虛擬式生產(chǎn)”，柯馬節(jié)省了60%的試驗(yàn)成本?！霸仁侨齻€(gè)星期提供一套設(shè)計(jì)藍(lán)本，這次菲亞特項(xiàng)目的合同簽下來(lái)之后，模擬團(tuán)隊(duì)通知我三天就可以有一套完整的設(shè)計(jì)了?！倍≡６f(shuō)。
柯馬的“虛擬式生產(chǎn)”被西門(mén)子稱(chēng)為“數(shù)字化制造”。從單一環(huán)節(jié)的模擬，到整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程在模擬環(huán)境中進(jìn)行仿真預(yù)演，這只是未來(lái)制造業(yè)變革，實(shí)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(jī)分析、工裝設(shè)計(jì)、虛擬生產(chǎn)、工廠布局等。工廠本身的設(shè)計(jì)建造也是我們的重點(diǎn)，就像柯馬提供工廠和生產(chǎn)線的優(yōu)化和模擬。”西門(mén)子 PLM Software首席應(yīng)用顧問(wèn)張沖莉說(shuō)。
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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(jìn)步伐從未停止。原材料價(jià)格的上漲，產(chǎn)品創(chuàng)新周期的縮短、資源的匱乏以及競(jìng)爭(zhēng)的愈發(fā)激烈，使工業(yè)領(lǐng)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(guó)為代表的歐洲，以及美國(guó)都打算大幅提升工業(yè)產(chǎn)值。繼去年年底，美國(guó)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(guó)漢諾威工業(yè)展上，德國(guó)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(luò)系統(tǒng)。在這個(gè)虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的交匯之處，人們?cè)絹?lái)越多地構(gòu)思、優(yōu)化、測(cè)試和設(shè)計(jì)產(chǎn)品。
18世紀(jì)，蒸汽機(jī)的發(fā)明和手工業(yè)的機(jī)械化掀起了第一次工業(yè)革命。20世紀(jì)初，批量生產(chǎn)技術(shù)的運(yùn)用拉開(kāi)了第二次工業(yè)革命的大幕。過(guò)去幾十年來(lái)，面向自動(dòng)化生產(chǎn)工藝的電子系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)創(chuàng)了第三次工業(yè)革命。如今在德國(guó)人看來(lái)，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(lái)。
為此，德國(guó)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(huì)、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)制定實(shí)施戰(zhàn)略。大西洋的另一邊，美國(guó)政府也極為重視創(chuàng)新制造戰(zhàn)略的制定，并計(jì)劃拿出高達(dá)10億美元資金建立一個(gè)覆蓋全國(guó)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)。美國(guó)政府部門(mén)負(fù)責(zé)提供無(wú)處不在的寬帶網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)界需要及時(shí)地將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和傳輸協(xié)議系統(tǒng)部署到位。
西門(mén)子工業(yè)戰(zhàn)略主管Marion Horstmann是向德國(guó)政府提供有關(guān)高科技戰(zhàn)略意見(jiàn)的科學(xué)家，同時(shí)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(gè)術(shù)語(yǔ)。他認(rèn)為，“實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0目標(biāo)，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(wèn)題”?！尽?/SPAN>
事實(shí)上，還需要解決眾多國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，構(gòu)建新的安全理念，比如對(duì)價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)，硬件和軟件必須進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。同時(shí)，高度數(shù)字化也意味著高度的無(wú)人化生產(chǎn)，將令廠房空無(wú)一人。
但是，西門(mén)子工業(yè)領(lǐng)域全球 CEO魯思沃在接受《21CBR》采訪時(shí)認(rèn)為，組織架構(gòu)的變化并不會(huì)給社會(huì)帶來(lái)負(fù)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(lǐng)域，人的聰明才智仍是不可或缺的。同樣，在操作層面，人類(lèi)還將繼續(xù)發(fā)揮核心作用，他們將不再?gòu)氖麦w力勞動(dòng)，而主要從事創(chuàng)新設(shè)計(jì)、控制和監(jiān)測(cè)等工作?！薄?STRONG>視頻：】
不過(guò)面對(duì)“第四次工業(yè)革命”，魯思沃顯得非常冷靜，“這一變革時(shí)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(gè)發(fā)展階段?！?/FONT>
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