工業(yè)物聯(lián)網技術始于美國,興于德國,成于5G。
2011年,德國率先提出了工業(yè)物聯(lián)網的概念;2013年,德國正式確立了依靠CPS系統(tǒng)來打造“工業(yè)物聯(lián)網”目標,并將這個方案稱為“工業(yè)4.0”。
CPS全稱Cyber-Physical Systems,中文翻譯為“信息物理系統(tǒng)”,是發(fā)源于3G時期的一個全球物聯(lián)網技術解決方案。按照技術規(guī)劃,包括CPS物聯(lián)網芯片和CPS對芯片數據的操作終端。
CPS技術誕生后,2005年美國國會在一份研究報告上著重介紹了CPS方案;2006年2月,《美國競爭力計劃》將CPS列為了重要的研究項目;2007年7月,美國總統(tǒng)科學技術顧問委員會,又再次把CPS列為了影響未來十大關鍵技術的第一名。
于是,這個誕生在3G網絡時期的物聯(lián)網技術,在2013年隨著4G網絡普及,終于被德國這個有錢的主子看上。并由此掀起了一陣“覆蓋全球的工業(yè)物聯(lián)網運動,并稱其為工業(yè)4.0”。
從2013年過去6年后,全球媒體已經少有提及的“工業(yè)4.0”究竟進展如何?
在2019年,隨著5G技術與NB-IoT物聯(lián)網方案的成熟,4G時代的“工業(yè)物聯(lián)網”解決方案,在今天又能給5G時代的中國“工業(yè)物聯(lián)網”帶來哪些啟示?
如果實現(xiàn)“工業(yè)物聯(lián)網”,對我們普通人來說,生活還將產生哪些變化?
1
德國的工業(yè)4.0
2013年是中國通信發(fā)展史上的一個特殊年份,那時中國剛剛開始建設4G網絡,年底時也不過16個城市擁有4G網絡。而在中國大搞4G網絡基礎建設的同時,德國卻在4G網絡的建設開始,就早早的提出了以CPS系統(tǒng)建設4G工業(yè)物聯(lián)網的構想。
當時的歐洲雖然剛剛經歷2008年金融危機后不久,歐盟成員國也已經開始有債務危機顯現(xiàn)。但德國卻罕見的在2012年創(chuàng)造了近20年最低失業(yè)率,經濟方面可謂一片大好。
于是,這個歐盟的經濟引擎,為了持續(xù)保持自身的工業(yè)競爭力,便在歐洲大陸“自顧自”的搞起了一場“4G網絡時代的工業(yè)物聯(lián)網”行動,代號“工業(yè)4.0”。
工業(yè)4.0也被世界各國稱為第四次工業(yè)革命,根據維基百科資料顯示:
最初的蒸汽動力被視為第一次工業(yè)革命;后來的電力和大規(guī)模生產裝配技術是第二次工業(yè)革命的標志;工業(yè)3.0則讓機器人和計算機走入了工廠;而工業(yè)4.0則把所有東西組合成一個自我學習,自我糾正的系統(tǒng)。
所以,在德國工業(yè)4.0的規(guī)劃路線中,升級為“工業(yè)4.0”后的工廠,可以通過CPS系統(tǒng)組成一個智慧工廠聯(lián)盟。
按照德國在工業(yè)4.0里的規(guī)劃,所有的工廠設備數據都在CPS系統(tǒng)上進行匯聚,所以CPS系統(tǒng)除了可以預測每臺機器需要維護的工作時長,也能通過給機器設備安排合適的工作任務,來保證CPS體系下各大工廠產出產品的最優(yōu)質量和速度。
在德國“工業(yè)4.0”的規(guī)劃中,CPS工業(yè)物聯(lián)網方案,除了資源配置優(yōu)化和數據監(jiān)控等功能外,其最終的愿景是取代大部分工人的人力工作,實現(xiàn)工廠的“機器自治”。
2
中國在5G前的工業(yè)物聯(lián)網進程
在德國和美國的各大企業(yè)都大搞“工業(yè)物聯(lián)網”的同時,既然大家都沒5G技術,中國的企業(yè)自然也沒閑著。
不過,和德國相比,我們在提出“工業(yè)物聯(lián)網”時,更多只是采用了“產業(yè)園”的探索模式。
這種折中的跟隨,一方面源于中國的地大物博,另一方面則源于中國的企業(yè)現(xiàn)狀。
2016年隨著國家在“中國制造2025”中提出工業(yè)物聯(lián)網的目標,那一年基本也是國內對“工業(yè)物聯(lián)網”討論最熱烈的時間,其討論的頻次和報道絲毫不亞于2019年的5G網絡。
其中,知乎網友在“工業(yè)物聯(lián)網和工業(yè)4.0在國內前景”的回答中,據多位網友(觀點總結)介紹:
中國制造業(yè)目前不能大規(guī)模承載工業(yè)物聯(lián)網的原因,是中國工廠與德國工廠相比,目前依然以中低端制造業(yè)為主的現(xiàn)狀。
CPS系統(tǒng)的建設成本很高,所以德國可以基于自己高端制造業(yè)的豐厚利潤以及十分完善的工業(yè)標準化,來全國性的探索“工業(yè)4.0”。
而對于中國當下的工業(yè)現(xiàn)狀來說,需要企業(yè)自掏腰包的CPS系統(tǒng),首先在成本問題上就注定不會成為普及全國的工業(yè)物聯(lián)網方案。
強行推動CPS系統(tǒng)下的工業(yè)物聯(lián)網建設,只會讓本就處于紅海市場的中國工業(yè)產品,額外增加新的生產成本,當企業(yè)生存依然是主要問題,中國的大多數企業(yè)又哪里來的心思,去做技術探索上的嘗試。
所以,產業(yè)園式的工業(yè)物聯(lián)網探索,雖然讓我們避免了德國在“工業(yè)4.0”上遇到的CPS大坑,但如果沒有新的低成本物聯(lián)網解決方案出現(xiàn),中國的工業(yè)企業(yè)也將長時間處于被德國“工業(yè)4.0”的技術碾壓上。
當然,值得慶幸的是,這種碾壓隨著低成本NB-IoT物聯(lián)網方案的誕生,并沒有成為5G前夜正在發(fā)生或已經發(fā)生的事實。
因為隨著5G普及,工業(yè)物聯(lián)網將走出實驗室的成本制約,成為萬物互聯(lián)下的時代紅利。
3
5G下的工業(yè)物聯(lián)網
在現(xiàn)在的工業(yè)體系中,因為我們不能明確具體物料數量,以及無法確定物料生產中的誤差范圍,所以很多時候的“倉儲浪費”、“時間浪費”以及“人力浪費”,往往只因為少生產了一個螺絲或一個無關緊要的零件。
當5G時代的物聯(lián)網系統(tǒng),將現(xiàn)有工業(yè)體系中諸多“一個螺絲”的誤差問題,通過物聯(lián)網系統(tǒng)解決掉。
當所有的工廠機器設備都因工業(yè)云服務的調配而形成利潤共享的工業(yè)聯(lián)盟,可預見的一個事實是:我們網上2小時前下達的產品訂單,可以在工廠用半小時生產,再用1小時送達。
那時的京東產品頁面,打出的標簽不再是“當日達”,而是“當日即產即達”。
除了快,因為物流、倉儲和生產成本的降低,你買到的非奢侈類物品還將獲得更好品質和更低價格。
而隨著工廠界限的被打破,所有工廠的機器都并入一個物聯(lián)網體系,未來的工業(yè)產品將走向模塊化。
比如,所有消費者下單前的復雜型電子產品,先在主工廠完成了60%的組裝 ,剩余的40%工作,將會在你下單后距離你最近的標準化工廠進行完成。
這樣,即便最后物料有所剩余,也能在下一代的產品更新中將既有60%可用的部件,進行靈活組合。
而這種組合背后,對我們消費者的感受便是:
你買的到屬于自己一個人的定制品將無限增多。諸如在你體重上升時,你買到食物會提前減少糖分含量,買到的新餐具,提前縮減了食物承載體積。
而買到的紅黑色衣服,提前調配了你喜歡的藍黑和丹紅,當所有的一切都以消費者的個人喜好為中心,企業(yè)、社會和經濟組織的方式都將改寫。
只是,這個過程并非一蹴而就。
當工業(yè)的“物聯(lián)網體系”進化至此:企業(yè)主的投資將變成“工業(yè)物聯(lián)網”聯(lián)盟的股份參與,企業(yè)的管理人員將從工人管理,轉向數據開發(fā)管理。那時,做企業(yè)最值錢的可抵押財產不是硬件,而是數據的所有權和使用權。
為了調和這種矛盾,CPS系統(tǒng)曾對加入“工業(yè)物聯(lián)網”的企業(yè),設置了投票系統(tǒng);而5G時代下,這種數據所有權的處理正在隨著工業(yè)云的進化,向著分布式數據中心進行演進。
4
中國向德國工業(yè)4.0的取經之路
2019年4月,在一切工業(yè)變局都看似與我們無關的當下,盡管德國在梭哈CPS技術的“工業(yè)4.0”上遇到了阻礙,中國也可以通過5G普及來實現(xiàn)“工業(yè)物聯(lián)網”。
但與德國在工業(yè)4.0上這場運動相比,中國的企業(yè)無論是管理模式、還是財務模型,至今仍有很多“非工業(yè)物聯(lián)網上的改進空間”值得向德國企業(yè)看齊。
比如,中國的很多企業(yè)至今連基礎的“企業(yè)資源計劃ERP“都還未曾使用,即便有了EPR,又不知多少企業(yè)是在為了EPR而EPR。
這讓中國的大部分企業(yè)都處于一種私人離線模式,各個企業(yè)不僅缺乏可以讓數據互聯(lián)的標準化,隨著地區(qū)文化差異的增加,企業(yè)在管理模式和應對信息化的差異程度上也在增加。
而這種個體的落后,也許會在5G時代的風暴裹挾中得到標準化上的提升,但技術只能拯救技術,卻無法優(yōu)化每個處在時代前沿的企業(yè)核心——人。
所以,國內企業(yè)在管理知識和企業(yè)經營人才上的空缺,應是遠比“工業(yè)物聯(lián)網”更值得向德國學習的重心。
反觀德國的工業(yè)4.0計劃,與其冷眼旁觀的用“擱置”下個定論,不若說:“有錢任性,有技術任性、有人才任性,才是德國敢于在工業(yè)世界步步為先的入底氣所在?!?/p>
而這些,除了當下的臆想外,我們何時又能有機會去進行前沿技術的跟進呢?
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原文標題:德國工業(yè)4.0涼涼后,中國靠5G就能成功實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網嗎?
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