工业4.0是个白日梦吗？

Posted 2020-12-12 吴建明

工业4.0是个白日梦吗？

Is Industry 4.0 a Pipe Dream?

尽管全球对工业4.0大肆宣传，但这一现象基本上仍停留在理论层面。             

几年来，贸易媒体一直充斥着关于工业4.0的文章，但这个概念是从何而来的呢？早在2011年，Henning Kagermann博士、Wolfgang Wahlster博士和Wolf Dieter Lukas博士就向汉诺威展会的参观者介绍了工业4.0。在贸易展上，他们描述了他们的愿景，即投资于智能技术，在德国汽车和机械工程领域取得成功的基础上再接再厉。             

今天，关于工业4.0的讨论已经远远超出了德国的政治版图。尽管媒体对工业4.0的潜在好处进行了大量报道，但大多数日常制造商并不确定他们需要做些什么才能成为这场革命的一部分。

让我们面对现实吧，工业4.0并不是制造商可以直接购买的产品。相反，这是一种理念和愿景，要正确实施，需要规划、文化变革和新技术。那么，工业4.0真的只是一个空想吗？             

实施工业4.0             

工业4.0的核心是制造设施的数字化。这可以指部署工业硬件、投资新技术或使用创新软件。别误会，这不需要对整个系统进行彻底检修，也不需要投资于昂贵和最先进的技术。

谷歌趋势数据显示，自“工业4.0”一词首次出现以来，全球范围内搜索“工业4.0”的次数不断增加。更有趣的是，同样的数据显示了“什么是工业4.0”？\'是最流行的相关查询。

在工业界，有一种创新的紧迫感，但这可能是危险的。当制造商急于实现数字化时，他们会冒着投资于自动化的风险，而不完全了解自动化将如何影响他们的运营。仅仅为了竞争而数字化对一个企业是没有好处的。制造商可能会选择错误的技术或不相应地改变他们的文化，以充分利用新系统的潜力。              

工程雇主联合会（EEF）认为工业4.0是一个具有三个不同里程碑的旅程：概念、演变和革命。每一家公司都处于这一旅程的不同阶段，应该专注于自己的业务和现实需要的东西，而不是简单地投资于最令人兴奋的新技术。

逐步升级到工业4.0             

实现工业4.0不是一步到位的过程。幸运的是，一次大规模的工厂检修并不是实现数字化的唯一途径。在工业4.0中，对几个关键部件进行改造是一种简单、快速和经济的方法，可以迈出第一步。             

改造包括增加现有机器的连接，以便它们可以通过互联网进行通信和交互，并可以远程监控和控制。最简单的方法是增加传感器进行数据采集，或者投资于测量振动、温度、电流和功耗的技术。这些参数指示设备的运行方式，并能自动传达这些信息。             

听起来很简单，不是吗？这是工业4.0在实践中的现实。

解开谜团             

瑞士-瑞典电气设备供应商ABB在30台泵上安装了30个月的加速计和温度传感器。传感器通过无线传感器网络连接到边缘服务器。一个机器学习软件分析了振动的频谱。利用这些振动数据，可以早期识别出一系列问题，如失调、不平衡或气蚀。其结果是对泵的状况进行了监测，从而能够及早发现潜在问题，帮助防止意外停机。             

这个例子表明，制造商不需要购买具有嵌入式连接的新机器，也不需要彻底改变他们目前管理设备维护的方式。增加一个加速计就足够了。实际上，许多工业4.0转换可以以类似的简单和经济高效的方式实现。             

连接性的价值取决于需要数据集成的程度。如果一家公司想监控多家工厂的综合绩效，那么将它们连接到物联网（IoT）是有意义的。这将解锁实时比较机器运行状况和远程比较机器运行状况的功能。提高知名度既省时又省钱。             

对物联网设备进行改造还可以消除与兼容性和过时相关的问题，这是投资于全新技术的制造商与传统设备协同工作的常见问题。过时是技术不断进步的自然结果，工业4.0加剧了这一点。完全消除老旧过时是不可能的，但采用工业4.0的改造方法可以减少潜在的影响。

管理工业4.0中的老旧过时             

以这个为例。人机界面（HMI）出现故障。不幸的是，这是一个停产的模型，因此制造商不能从原始设备制造商（OEM）获得确切的替代品。关于工业4.0的Pipedream愿景将要求购买一个全新的人机界面。             

然而，这个选项意味着人机界面不太可能与现场的其他设备兼容，从而产生更多的成本和停机时间。             

制造商可能认为不可能找到过时的零件，因此他们可能采取两种策略：用更新版本替换整个机器，或者更糟的是，选择最便宜的替代产品。两者都不是好的选择。最好的选择是与一家可靠的供应商签订合作协议，该供应商专门从事过时的部件，如欧盟自动化。             

作为实施工业4.0的第一步，制造商应在现场列出已经过时的组件，并按重要性排序。关键的应用程序对于整个系统的运行至关重要，应该优先考虑。使用这种方法，如果发生故障，制造商不会被迫进行系统检修。             

工业4.0可能令人困惑，但制造商不必相信实现工业4.0连接是不可能的。即使是小规模、增量的投资，这一概念的优势也是可以体验到的。结合一个明确的老旧过时管理计划，实施工业4.0并不像最初预期的那样是一个吓人的过程。
评论

这种方法更倾向于正确的方向。最好的方法是根本不测量，这就是为什么工业4.0没有起飞。购买好的、可靠的设备，并且根本不测量任何东西，是一种更具成本效益的方法。AAA告诉我们，超过一半的工业4.0实现没有产生承诺的节省。此外，当你改变产品时，这些额外的测量值必须重新校准，从而减缓你的竞争反应。日新月异的行业都会被无反应的管理费用所拖累。6西格玛实践告诉我们，测量需要花费大量金钱。如果您的进程处于控制之下，则不希望添加提供误报的报警系统，这实际上会增加线路中断。周期性的计划停机时间和计划更换要比通过测量、安装一个全新的系统来监控它们、学习什么是“故障前”来延长一点额外的寿命便宜得多。引用上面的话：“仅仅为了竞争而数字化对一个企业是没有好处的。”从这里开始。