淺談中國工業4.0生產模式的猜想

摘 要：本文通過對生產模式歷史變遷的把握，用系統結構的有向圖示法來表示對未來中國工業4.0生產模式的一種猜想：中國工業4.0的生產依托由龐大用戶營造的大數據互聯網環境，依靠龍頭電商平臺實現散客個性定制訂單匯總和跨級訂單傳遞到原材料、零件、部件及產品四端，憑借超強的物流網絡在較短的時間內實現產品由生產到用戶的過程。

關鍵詞：工業4.0;生產模式;生產系統

1 由工業發展史看生產模式

1.1 概述

按照技術上質的突破、生產力上質的飛躍，工業發展史被學界劃分為了第一次工業革命——蒸汽時代，第二次工業革命——電器時代以及第三次工業革命——科技時代。

德國于2011年在漢諾威工業博覽會首先提出的工業4.0的概念，普遍被人們理解為“第四次工業革命”。工業4.0（Industry4.0）是指利用物聯信息系統（Cyber—Physical System簡稱CPS）將生產中的供應、制造、銷售信息數據化、智慧化，最后達到快速、有效、個人化的產品供應。這實質上是企業在生產模式上的一種變革，生產模式的變革最終目的是使企業具有高效率和高柔性。

1.2 生產模式的變遷

生產模式是從手工作坊式生產模式開始的，隨后被第二種生產方式——單件小批量生產替代，第三種大規模定制生產由美國福特公司開創，是最先出現的流水線生產，隨著社會發展、市場細分，多品種小批量柔性生產出現。生產模式的變遷為“手工作坊式生產——單件小批量生產——大規模定制生產——多品種小批量柔性生產”。

2 對工業4.0生產系統（模式）的猜想

2.1 中國工業4.0生產模式猜想

在工業4.0的時代，生產仍是從原材料到產品的過程。中國工業4.0的生產依托由龐大用戶營造的大數據互聯網環境，依靠龍頭電商平臺實現散客個性定制訂單匯總和跨級訂單傳遞到原材料、零件、部件及產品四端，憑借超強的物流網絡在較短的時間內實現產品由生產到用戶的過程。

未來的工業4.0將以單種產品為單位，如果說上述是單一產品生產線，每一個供應商是一個點，那么工業4.0將是把這些生產線、制造點連接成網絡的過程，并且強調這個過程是智能化的，智能分配的。

這一過程的實現必須具備以下條件：

（1）標準性。廠家與廠家之間的銜接，必須采取統一的標準來實現，這樣生產一種零件的廠家可以同時適應多種產品線，能做到多種訂單一家生產。

（2）地域性。為了達到短時間生產遞送的目的，縮短物流的時間，從原材料到產品之間的廠家應該有集中化的趨勢。

（3）穩定性。企業和廠家以產品為單位，事先構筑好穩定的產品供應鏈，達成穩定的合作關系。

訂單的下達存在一個周期T，T的確定應該根據訂單量和工廠的產能進行智能調節。例如，周期T為1天，則電商平臺每一天對各個供貨商下達1次訂單，把散客訂單匯總成小批量訂單處理，從而提高生產效率。

2.2 工業4.0下生產的關鍵

上述模式中存在一個問題仍待解決：生產過程中由原材料到產品的過程仍是層層遞進的，雖然信息可以一次下達到所有上游部門，但是上游部門的產品是否還是要通過層層傳遞再到客戶手中？顯然，這中間的物流時間則無法省下，這是訂貨型企業的缺點，即交貨周期較長。但備貨型生產則無法做到更多個性化的選擇。

因此筆者認為，在原材料、零部件端等，它們可以尋找備貨和訂貨的一個臨界點。整個工業4.0的生產系統，關鍵也在于找到這個備貨和訂貨的臨界點，即最終問題可能是通過智能地計算，整個生產網絡可以根據消費者的實時動態數據去實時地變更它們的備貨庫存量，此時備貨量仍可以說是一種線性的預測，但它的預測范圍很小，只需要預測1天甚至幾個小時之后的需求量。

3 結語

工業4.0目前仍在摸索階段，而且這一階段可能持續較長的時間，我國現在仍在物料儲備階段。現階段的中國工業生產應該充分利用其互聯網的強大數據。我們可以看到有很多企業在做這方面的嘗試，如一種在電商上推行的“預訂”模式以及“眾籌”模式，這些都是提前獲得用戶需求數據的方法，但它的交付非常滯后。工業4.0也許能夠將這種“預訂”淡化成“購買”：你以為你在購買已經制造好的東西，但其實你是作為一個客戶下了一系列的制造訂單。

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作者簡介：陳昊勝（1994—），華南理工大學工業設計工程專業研究生在讀，研究方向：信息與交互設計。