理解工业4.0的新视角--应用场景！（连载三） |
| 时间:2020-01-13 11:43来源: 作者:hfcio 点击:
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制造企业产品价值链的演化，大体上可以分为三个阶段。第一个阶段是局限于企业内部的价值链；第二个阶段是跨企业边界的静态价值链；第三个阶段，也就是现在所说的未来工业4.0的价值链，是跨企业边界的动态价的自组织自治的值链。需要强调的是，这三个阶段不是完全互斥的，在特定时空中，第一阶段与第二阶段存在着交叉，即使是在未来的第三个阶段，也会与第一阶段与第二阶段长期共存。
产品制造价值链，采用那种方式，取决于多种因数，产品本身限制，买方市场还是卖方市场，企业产品制造能力，资源获取能力，产品的技术含量，专业分工协作，市场竞争的压力，等等。
这一阶段价值链的特点是：所有增值活动都由制造企业自行完成；价值链是刚性的，如图中直线箭头所示；价值链的集成是静态的，集成的手段大部分是人工，如上图中红色箭头所示；少部分在计算机技术诞生后，通过引入MRP/MRPII等软件实现了计划、部件制造、总装等增值活动的集成，如下图中绿色箭头所示。
这一阶段价值链的特点是，增值活动超出了企业边界，产品可以由多个制造企业合作完成；但价值链还是刚性的，如上图中实线箭头所示；价值链的集成依然是静态的，集成的手段少部分是人工，如图中红色箭头所示，大部分是借助于信息通讯技术来实现，如下图中绿色箭头所示；诞生了ERP等管理软件，更进一步，出现了支持设计、制造、售后服务集成的CIMS。
大部分价值链集成工作采用信息通讯技术的根本原因在于，制造过程价值链管理的复杂度发生了量级上的飞跃，在各个增值活动之间需要交换的信息量大、种类繁多，而市场竞争要求的响应时间越来越短。
那么下一阶段价值链的特点是什么？对了，就是工业4.0时代的全新的价值链——支持产品大规模个性化定制生产组织模式的跨企业边界的动态价值链。如下图所示：
这一阶段价值链的特点是，增值活动超出了企业边界，产品可以由多个制造企业协同完成；每一件产品都可以有自己独立的价值链，依据订单要求和下定单时的特定时空环境，动态生成该订单产品制造的价值链，也就是“订单控制的生产”的含义。这一阶段价值链如上图中的虚线箭头所示。这里，在产品没有制造出来之前，你再也看不到之前在图中所见到的实线箭头所示的价值链，那是一条静态的与具体产品无关的价值链。
上图中示例的三个订单或三个产品分别有三条价值链，正常情况下价值链的数量等同于产品（订单）的数量，最终会形成价值网络是不言而喻的事；制造过程价值链管理的复杂度又提升了一个数量级；价值链仍然需要集成，但人工已无能为力，只能基于信息通讯技术来实现；而且应当是新的信息通讯技术，因为现有的集成技术还不能支撑这种端到端工程集成。原因在于工业4.0要以近乎大批量生产的成本，实现产品大规模定制化生产，不实现这种端到端工程集成，不可能达成工业4.0这个战略目标。
这就是工业4.0定义中“与产品生命周期相对应的整个价值流的下一阶段的组织与控制方式”的深刻含义。
工业4.0时代的价值链，是自组织自治的。是在订单确定后，在所有可行的价值链中，依据判定规则或商业模型，选出来的最好的一条价值链。在价值链选定后，依据商业模型完成协作合同的签订，然后进行生产。
我们以设想出来的一个未来的自行车制造过程为例进行说明。一个自行车制造厂商，除了车把之前，其余部件均批量采购，然后组装。自行车车把，可以按用户需求进行个性化定制，可以选定铝管、碳纤维塑料等材料，也可以在一定约束条件下指定车把的外观形状，但要保证受力的优化分布。
下图为设想中的自行车制造价值链。其中的中介服务是一个设想中的新角色，是一种新业态。
首先使用产品配置工具，辅助用户完成自行车的定制过程。车把除了提供标准型号供用户选择之外，还可以按用户要求进行定制，但要确保用户定制的车把，是合理的可行的。
自行车制造商使用配置工具收集好用户的定制需求后，以机器可读可理解的形式，连同期望的价格和交货期等数据，传递给中介服务商，由中介服务商查找具有响应能力的供应商。过程见下图。
自行车制造商收到中介服务商预选定的供应商后，使用算法选定成交供应。过程见下图。
自行车制造商自动将合同授予供应商，供应商接受该合同。过程见下图。
供应商制造完成车把后，并将车把交付给自行车制造商。过程见下图。
在通过这个例子进一步理解什么是工业4.0的同时，也要关注一下实施工业4.0，我们将面临的各种挑战：标准，研究，安全，法律，劳工与技能等方面。
上述过程中，各参与方之间交换的电子数据的完整性、时效性和权威性的保证，以及自行车制造商的知识产权的保护，非常重要，是合同能够被成功授予供应商的前提条件，工业4.0的安全问题。
自行车产品价值链，需要依据商业模型，动态自组织完成，工业4.0的商业模型研究问题；发包方与承包方的合同关系是动态生成的，这种合同关系，恐怕还不为现有的法律法规体系所支持，工业4.0的法律法规问题。
个性化定制的车把，对制造工人的技能要求更高，需要给工人更多的培训，需要给工人提供更强大支持工具。工业4.0的劳动组织与技能问题。
端到端工程集成，恐怕是工业4.0中，最让人难以理解的地方了。
这里的端到端，应当理解为，从产品订单，经过创意、设计、制造、售后服务，到回收，这样一条动态创建的价值链的端到端，理论上可以有无数个端到端。
这种端到端的集成需求，前所未见，闻所未闻。要实现这种端到端的集成，应该研究新的集成方法，工业4.0的研究问题。工业4.0参考模型，标准，语义等方面的研究工作服务于这一目标，而工业4.0组件管理壳概念的提出，是向端到端集成这一目标迈出的重要一步。
而基于工程的集成，则是因为工业4.0时代，产品是个性化定制的，每一个产品或多或少都需进行设计，要遵循产品研发的工程过程，当然包含制造已开始后的变更。工程的结果（电子文档，产品模型，制造工艺等），为价值链中每一种价值增值活动所必须。应该有一个服务于价值增值全过程的产品工程模型，工业4.0的研究问题。
总之，实施工业4.0，现有的条件还不具备，还需进行大量的创新性的技术研究，还需在法律法规、安全、劳动力与技能等方方面面做出重大改变。
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