无人的、全自动流水线上生产定制化产品

    最近，关于工业4.0、智能制造的争论特别多：长征七号是不是工业4.0? 工业4.0是不是一场革命?钢铁行业首先要追求个性化生产吗?我觉得，产生这些争论的原因，部分是对理论的本质理解不深、容易陷入邯郸学步。

    为了阐明本质，我首先用最简短的方式给工业4.0工厂下一个定义：

    理想的工业4.0就是：在(自动化)流水线上经济性地生产定制化产品。

    这里，笔者在自动化上加了一个()，意思是理想的状况应该是自动化生产线。与常见说法不同的是，我的这个概念不是用互联网、CPS等技术要素来定义的，很可能会引起争议。为此，需要说明一下。我认为，在理想状态下，工业4.0的工厂应该以自动化流水线(工业3.0)为基础。每一次的工业革命都是对上一次工业革命继承基础上的延伸：工业1.0是机器生产，工业2.0是机器生产基础上的流水线；工业3.0是流水线基础上的自动化流水线。按照这个逻辑，工业4.0应该是工业3.0的自然延伸、集成基础上的延伸，所以应该以自动化流水线为基础。

    这种认识可能引发的争议，是把“工业4.0”的外延缩小了；工业4.0的主流企业可能非常少：未必采用个性化定制的生产方式，甚至也未必采用自动化流水线。

    把“工业4.0”的外延缩小是不是有道理呢?我们还是要看看现状：即便是在工业最发达的西方国家，也不是所有的工业企业都用自动化流水线(工业3.0)组织生产。这些情况包括：特殊的产品(如科研设备、高档奢侈品)、体积特别大或特别重要的产品(特别是工程项目，如工厂的生产线、飞船、大坝等)。这些行业没有发展到工业3.0的阶段，恐怕未必适合延伸到工业4.0。另外，还有些3.0的行业未必需要升级到工业4.0，如零部件的生产企业。在零部件层面，更加重视标准化而不是个性化。

    如果上述观点是成立的，则无论长征七号火箭的数字化设计水平再高，都不能算是以工业4.0的方式生产的。当然，其很多技术显然属于智能制造的范畴。

    长期以来，定制化和自动化流水线两种方式是共存的，却很少结合在一起。工业4.0的目标，是试图将两者结合在一起。导致两者难以结合的矛盾在于：流水线本身的成本是靠批量生产来摊薄的。所以，要实现工业4.0须有两个基本的条件：大量的定制化需求、能够生产定制化产品的自动化流水线。这样才能实现经济性、超越工业3.0。

    这样看来，转型是个量变到质变的过程。

    网络化、数字化的作用是提高了工业4.0的经济性。这一点至少体现在如下四点：

    首先，互联网扩大定制化的市场。如果没有互联网，个性化需求的收集就很困难，本质是增加了成本。

    其次，数字化保证了定制化生产的交货期。

    第三，信息集成和CPS解决了定制化的生产组织问题。

    第四，数字化、网络化有效地解决了产品的维修维护问题。

    然而，凡事都有例外。

    国内外很多优秀的钢铁企业，在20多年前就在自动化生产线上实现了按订单组织生产等个性化定制。如何解释这种现象呢?这是由钢铁行业的特殊性决定的。

    首先，钢铁行业的个性化定制，还是有一定批量的；一定批量意味着生产的节奏不会太快，人可以有效地介入生产组织；这时，信息来源必须统一(宝钢称作数据不落地)，但却不一定需要CPS进行自动的调度。

    其次，跟踪问题容易解决。钢铁的跟踪是从钢包到钢坯再到钢卷，是顺序生产下来的。这一点不像有些机械加工行业，一个产品需要跟踪大量的相关零件和部件，必须依靠RFID才行。需要跟踪的信息也相对简单。

    第三，钢铁的用户是企业，定制的需求和价值更大。历史上，钢铁是最重要的工业行业之一；由于体量大，任何微小的改进都能带来巨大的经济效益。所以，先进技术往往首先用在钢铁上。我们同时注意到：即便是钢铁产品，也是定制化生产和非定制化生产并存的。其中的差别，就是经济性的差异决定的。