德國(guó)深度報(bào)告教你正確的工業(yè)4.0打開(kāi)模式

隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，客戶的需求由統(tǒng)一設(shè)計(jì)和大規(guī)模制造向個(gè)性化、定制化轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量、生命周期和市場(chǎng)交付時(shí)間不斷縮小。因此，在不增加人員成本和工作時(shí)間的情況下，制造企業(yè)只有依靠高效的公共物流組織和具備強(qiáng)大可拓展性與生產(chǎn)重塑性的智能化生產(chǎn)，才有效能應(yīng)對(duì)快速的市場(chǎng)變化和滿足消費(fèi)者的個(gè)性化需求。

智能化生產(chǎn)使產(chǎn)品組合更加分化，滿足定制化、小批量生產(chǎn)的要求，而智能物流作為智能生產(chǎn)不可分割的一部分，為智能化生產(chǎn)提供物資及質(zhì)量保障。另外，高效公共物流組織可保障產(chǎn)品在全球市場(chǎng)的快速流通，以應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求的快速變化。

本次德國(guó)之行，參觀以工業(yè)4.0為標(biāo)準(zhǔn)的幾座現(xiàn)代化制造工廠和以高效多式聯(lián)運(yùn)著稱的全球**的杜伊斯堡內(nèi)河港口，了解智能物流在生產(chǎn)制造和流通中的具體應(yīng)用，為中國(guó)制造2025提供借鑒意義。

一、高效的公共物流組織

（一）高效的多式聯(lián)運(yùn)物流節(jié)點(diǎn)--杜伊斯堡內(nèi)陸港

經(jīng)濟(jì)全球化的環(huán)境下，港口成為多種物資、運(yùn)輸方式、服務(wù)資源的集合點(diǎn)，是物流、信息流、資金流的匯集地，是各種物流作業(yè)的集中地，也是多種物流設(shè)施和服務(wù)功能的集合地。因此，智慧物流節(jié)點(diǎn)成為第四代港口建設(shè)的重要方向，杜伊斯堡港口也為我們展示了德國(guó)智能高效的交通組織在貨物流通、中轉(zhuǎn)起到的重要作用。

眾所周知，完整的物流運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中，運(yùn)輸方式的轉(zhuǎn)換通常是耗時(shí)、耗力的瓶頸所在。而本次造訪的杜伊斯堡港借助其優(yōu)越的區(qū)位地位和不斷創(chuàng)新的政策和服務(wù)，使港內(nèi)水路、鐵路及公路三種模式無(wú)縫轉(zhuǎn)換，現(xiàn)已發(fā)展成具備智能物流功能的綜合性內(nèi)河港口。

杜伊斯堡多式聯(lián)運(yùn)內(nèi)陸港位于萊茵河畔，一期占地20萬(wàn)㎡，是2012年**列中歐班列的終點(diǎn)，是國(guó)家主席習(xí)近平專程造訪的已付諸實(shí)踐的“一帶一路”**歐洲節(jié)點(diǎn)，也是物流功能完善、開(kāi)展多式聯(lián)運(yùn)的成功典型。

其與歐洲各國(guó)家貨運(yùn)鐵路聯(lián)網(wǎng)銜接，周邊高速網(wǎng)環(huán)繞，每年有上億噸的貨物通過(guò)水路、鐵路和公路進(jìn)出港口，可平均日處理700輛集裝箱貨車，每輛卡車的裝或卸的時(shí)間在30分鐘以內(nèi)，全程信息化管控，場(chǎng)站內(nèi)可隨時(shí)查詢到每個(gè)集裝箱所在的位置，所處的作業(yè)狀態(tài)，同時(shí)也與挪威、瑞典、芬蘭、丹麥、英國(guó)、愛(ài)爾蘭、法國(guó)、西班牙和葡萄牙等國(guó)家的港口直接聯(lián)系，成為**進(jìn)的德國(guó)現(xiàn)代多式聯(lián)運(yùn)智能物流港之一。

通過(guò)分析杜伊斯堡港的發(fā)展歷史可以發(fā)現(xiàn)，杜伊斯堡港是在傳統(tǒng)港口的基礎(chǔ)上，依托港口來(lái)布局、規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)而發(fā)展港口物流的，并且港口建設(shè)了與物流服務(wù)相配套的集裝箱碼頭以及水路、鐵路和公路運(yùn)輸通道，擁有經(jīng)營(yíng)國(guó)際物流的專業(yè)公司，有了這些條件，突出了港口物流服務(wù)中按照功能需要而開(kāi)展的專業(yè)化分工與合作，增強(qiáng)了港口提供多種物流服務(wù)的能力，使杜伊斯堡港成為溝通內(nèi)陸與沿海，特別是北海沿岸的鹿特丹港和安特衛(wèi)普港之間的內(nèi)陸智慧物流節(jié)點(diǎn)。杜伊斯堡港的發(fā)展歷程對(duì)我國(guó)港口轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重大借鑒意義。

（二）智能化的歐洲鐵路交通組織——漢堡微縮景觀

漢堡微縮景觀位于高高的倉(cāng)儲(chǔ)城內(nèi)，由雙胞胎兄弟格瑞特和弗瑞德里克·布勞恩共同創(chuàng)建，是世界**的鐵路模型展覽中心，其擁有4000㎡的展覽面積。

設(shè)計(jì)師們用了五千座房屋和橋梁、二十五萬(wàn)棵樹(shù)木和二十五萬(wàn)個(gè)單人塑像，按照H0軌的比例建造出氣勢(shì)宏大的場(chǎng)面。景觀內(nèi)為了控制火車運(yùn)行，總共動(dòng)用了六十臺(tái)計(jì)算機(jī)，并用了近五十萬(wàn)盞燈光更是將這個(gè)微縮鐵路映照得美輪美奐，令參觀者過(guò)目難忘。

館內(nèi)的物品和設(shè)置代表了德國(guó)人的嚴(yán)謹(jǐn)和精致，代表了高超的技術(shù)水平和工藝水準(zhǔn)。其內(nèi)部的Miniatur Wunderland真實(shí)生動(dòng)的模仿了德國(guó)及歐美各國(guó)的交通情景，共鋪設(shè)一萬(wàn)五千米長(zhǎng)的鐵軌，可令一萬(wàn)五千個(gè)車皮駛達(dá)目的地，里面包含了幾乎所有德國(guó)的軌道車輛種類。除此之外，大量物流系統(tǒng)也在微縮景觀中得以體現(xiàn)，可以讓人更加直觀的觀察學(xué)習(xí)。

二、“工業(yè)4.0”中的智能物流

“工業(yè)4.0”是德國(guó)政府提出的一個(gè)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃，旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人因工程學(xué)的智慧工廠，其技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)實(shí)體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)。

目前，工業(yè)4.0已經(jīng)進(jìn)入中德合作新時(shí)代，中德雙方簽署的《中德合作行動(dòng)綱要》中，有關(guān)工業(yè)4.0合作的內(nèi)容共有4條，**條就明確提出工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字化，即"工業(yè)4.0"對(duì)于未來(lái)中德經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大意義。雙方認(rèn)為，兩國(guó)政府應(yīng)為企業(yè)參與該進(jìn)程提供政策支持。

智能物流作為“工業(yè)4.0”的三個(gè)課題之一，其智能化、一體化和層次化、柔性化與社會(huì)化的特點(diǎn)支撐智能生產(chǎn)與智能工廠的成功運(yùn)行。本次德國(guó)之行，參觀以工業(yè)4.0為標(biāo)準(zhǔn)的幾座現(xiàn)代化制造工廠，領(lǐng)略智能物流在生產(chǎn)制造中令人震撼的風(fēng)采之外，為中國(guó)制造2025提供借鑒意義。

（一）智能生產(chǎn)“一體化”——梅賽德斯奔馳不萊梅工廠

智能物流作為德國(guó)“工業(yè)4.0”的三大課題之一，其成功的實(shí)踐支撐了梅賽德斯奔馳全球第二大工廠——德國(guó)不萊梅工廠生產(chǎn)“一體化”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。不萊梅工廠占地120萬(wàn)平米，總員工數(shù)達(dá)12500名，在生產(chǎn)GLC-goupe之后，已有十款車在此誕生，年產(chǎn)量15萬(wàn)臺(tái)。

每輛汽車在梅賽德斯奔馳工廠的生產(chǎn)工期差不多為四天，這期間汽車從車框架到裝配完成，共在整個(gè)車間里經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)15公里的生產(chǎn)線，其精益的做工、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)钠焚|(zhì)體現(xiàn)在生產(chǎn)線上的每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

2015年戴姆勒集團(tuán)投資7.5億歐元用于更新不萊梅工廠，此次投資成功將所有生產(chǎn)、物流流程網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化，大大提升了工人和機(jī)器人之間的合作效率。值得我們學(xué)習(xí)的是，廠區(qū)內(nèi)沒(méi)有零件存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)，所有的物料配送全部按照J(rèn)IT和JIS方式上線生產(chǎn)，在滿足汽車生產(chǎn)物流精準(zhǔn)要求的同時(shí)有效避免廠區(qū)內(nèi)交通擁堵。

另外，工廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)“一體化”、物流“自動(dòng)化”、數(shù)據(jù)“信息化”等智能化工廠的建設(shè)目標(biāo)，把不同的設(shè)備通過(guò)信息系統(tǒng)交互連接，測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享，使得工廠內(nèi)部以及工廠之間信息互通，做到部門(mén)、工廠間計(jì)劃的協(xié)同，保障工廠制造的品質(zhì)和效率。

（二）**進(jìn)的生產(chǎn)物流——大眾德國(guó)德累斯頓透明工廠

在以消費(fèi)體驗(yàn)、柔性化生產(chǎn)為核心的市場(chǎng)環(huán)境下，其生產(chǎn)要素組織及產(chǎn)品銷售對(duì)物流的要求愈發(fā)嚴(yán)苛，如何快速將質(zhì)量合格的產(chǎn)品生產(chǎn)及配送至客戶手中成為重要的課題，而智能物流將是解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵所在。

當(dāng)今生產(chǎn)物流最為先進(jìn)的全自動(dòng)化大眾德累斯頓透明工廠位于德累斯頓市中心，1998年開(kāi)建，2001年投入使用，占地150x150米，因面積緊張建設(shè)為三層建筑。

2015年透明工廠總計(jì)生產(chǎn)了8萬(wàn)多臺(tái)大眾的**豪華車輝騰，并計(jì)劃于2017年第二季度開(kāi)始生產(chǎn)電動(dòng)汽車。因此，于今年3月份生產(chǎn)了最后一輛輝騰后，透明工廠正進(jìn)行內(nèi)部改造和調(diào)整。

來(lái)自全球各地的供應(yīng)商零部件，匯集并存儲(chǔ)在廠區(qū)5公里外12000㎡的貨運(yùn)村存儲(chǔ)庫(kù)房中，由3PL根據(jù)大眾透明工廠生產(chǎn)計(jì)劃的要求，以各個(gè)總裝工位需求量分揀排序后，放在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化工裝器具內(nèi)，按照生產(chǎn)節(jié)拍的要求，通過(guò)城市軌道運(yùn)輸?shù)姆绞?，送到廠區(qū)內(nèi)6000㎡的線邊交接庫(kù)，并以AGV的方式直接配送到總裝線邊各個(gè)工位，AGV同時(shí)帶回已經(jīng)使用完畢的空器具完成逆向物流的過(guò)程，生產(chǎn)下線的整車質(zhì)檢完畢后，駛?cè)肟赏?80輛下線整車的40米高、16層的全自動(dòng)化立體停車庫(kù)。

從供應(yīng)商到為其提供上線服務(wù)的物流服務(wù)商，到總裝線邊，到成品車下線入庫(kù)，整個(gè)生產(chǎn)物流實(shí)現(xiàn)了全程數(shù)字化信息化管理，并根據(jù)產(chǎn)量的不同由60-100員工進(jìn)行操控。

所有零件實(shí)時(shí)狀態(tài)可實(shí)時(shí)查詢和追溯，工裝器具實(shí)現(xiàn)了從3PL到總裝線的循環(huán)共用，自動(dòng)化設(shè)備和信息化設(shè)備如AGV、輸送線、RFID等在透明工廠的使用非常普遍。不但總裝線的上線生產(chǎn)物流，包括逆向物料物和器具流、成品車也完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、數(shù)字化的管理方式。

智能物流的應(yīng)用為大眾德累斯頓透明工廠提供了高效的生產(chǎn)要素組織及上線服務(wù)，在滿足批量生產(chǎn)的要求外，能夠靈活實(shí)現(xiàn)小批量、多批次等個(gè)性化定制生產(chǎn)服務(wù)，其依然在工業(yè)4.0的道路上前行，但其智能的物流體系值得中國(guó)制造企業(yè)借鑒和學(xué)習(xí)。

（三）智能工廠的典范——德國(guó)西門(mén)子安貝格電子制造工廠

德國(guó)安貝格西門(mén)子電子制造工廠擁有高度數(shù)字化的生產(chǎn)流程，能靈活實(shí)現(xiàn)小批量、多批次生產(chǎn)，是智能化未來(lái)工廠典范，也是以德國(guó)工業(yè)4.0為目標(biāo)而打造現(xiàn)代工廠。

10年來(lái)，無(wú)論在人員還是廠房面積（10000㎡）方面均沒(méi)有太大變化，但通過(guò)自動(dòng)化改造及數(shù)字化生產(chǎn)等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，如今該工廠每年可生產(chǎn)約1500萬(wàn)件Simatic產(chǎn)品，即平均每秒就能生產(chǎn)出一臺(tái)控制設(shè)備，使得產(chǎn)能提升了8倍。

另外，在數(shù)據(jù)高度信息化、透明化的支撐下，手工裝配員工只需30分鐘的培訓(xùn)，就可以勝任相應(yīng)的工作，可以實(shí)現(xiàn)**的靈活調(diào)動(dòng)。但對(duì)于技術(shù)工人則需要經(jīng)過(guò)3年以上的技術(shù)培訓(xùn)，才能上崗。通常一條產(chǎn)線上只有6-8名的操作工人，但后面通常有30-40人的技術(shù)人員進(jìn)行支撐。

EWA在工廠設(shè)計(jì)上同樣有其獨(dú)到之處，與其他工廠的區(qū)別在于其生產(chǎn)車間在二樓，而一樓是智能的物流配送系統(tǒng)。目前，EWA工廠的生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化率到達(dá)75%，但更為值得我們學(xué)習(xí)的是，除了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，EWA更為關(guān)注的是在SIMATIC信息平臺(tái)的支撐下，物流的自動(dòng)化與生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的匹配。

其運(yùn)用方式是在正常的計(jì)劃配送的基礎(chǔ)上，根據(jù)生產(chǎn)線的使用情況，技術(shù)人員掃描快要用完物料的物流號(hào)，信息自動(dòng)傳遞到中央物流區(qū)，中央物流區(qū)會(huì)自動(dòng)的將相關(guān)物流準(zhǔn)確的配送自相應(yīng)的線邊庫(kù)，相應(yīng)的時(shí)間在15分鐘左右，依靠信息系統(tǒng)全自動(dòng)化完成物料信息的傳遞和供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)與物流的無(wú)縫銜接。

另外，更加令人稱道的是EWA對(duì)于質(zhì)量的追求是無(wú)止境的。工廠為了保證完美的質(zhì)量管理，采用了相互制約的多系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：如物流清單、工藝制程、在自動(dòng)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上配合一定量的人工抽檢，并通過(guò)百萬(wàn)出錯(cuò)率——dpm-A的指標(biāo)考核，使得EWA的產(chǎn)品質(zhì)量迅速提升，從上世紀(jì)90年代的560百萬(wàn)出錯(cuò)率，下降到現(xiàn)今的十幾的水平，相當(dāng)于質(zhì)量水平達(dá)到了99.999%。

三、國(guó)內(nèi)應(yīng)借鑒德國(guó)，讓中國(guó)制造占領(lǐng)未來(lái)高地

通過(guò)以上參觀，大家都能深深地感受第四次工業(yè)革命的浪潮撲面而來(lái)。不論是杜伊斯堡內(nèi)河港口的高效多式聯(lián)運(yùn)和壯觀的歐洲鐵路交通組織微縮景觀，還是工業(yè)4.0中智能工廠中智能物流的建設(shè)，都體現(xiàn)了高效的物流系統(tǒng)給生產(chǎn)制造帶來(lái)的巨大變化。

同時(shí)，大家也意識(shí)到，隨著德國(guó)“工業(yè)4.0”的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)體系成立，并由此形成新的工業(yè)生態(tài)圈，將給中國(guó)制造業(yè)帶來(lái)巨大壓力。尤其是在中國(guó)制造企業(yè)普遍不重視物流系統(tǒng)建設(shè)的情況下，高效后勤保障的缺失將是我國(guó)制造企業(yè)“沖出亞洲、走向世界”的重要阻礙。

因此，在與德國(guó)“工業(yè)4.0”異曲同工的“互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合”上升為國(guó)家戰(zhàn)略后，中國(guó)制造企業(yè)應(yīng)該借鑒德國(guó)工業(yè)4.0中智能物流的踐行經(jīng)驗(yàn)，依靠數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化形成的巨大知識(shí)空間、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，大力發(fā)展中國(guó)公共物流系統(tǒng)中的智慧物流節(jié)點(diǎn)和工廠內(nèi)的智能物流，使得中國(guó)制造企業(yè)在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占領(lǐng)戰(zhàn)略高地。

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