工業5.0為何是下一個10年的製造業關鍵性變革方向?

IT公社
Jan 31, 2023

--

近年來,全球經濟發展面臨下行壓力,世界各國重新認識到製造業在拉動經濟增長、創造就業機會等方面的作用。歐洲在這種壓力下提出了全新的工業5.0發展概念,試圖重振製造業並再次引領全球工業發展潮流。

什麼是“工業5.0”?

“工業4.0”一詞首提至今已有10多年,隨之而來的是智慧製造、數位轉型和工業網際網路的出現和快速發展。現在,隨著“工業5.0”的到來,工業生產的下一階段已經到來。

根據歐盟委員會的說法,與工業4.0相比,工業5.0意味著正規化轉變。工業5.0源於工業4.0,但並非簡單延續,而是更加註重社會和生態價值:其要求工業生產必須尊重和保護地球生態,將工人的利益置於生產過程的中心位置,進而使工業可以實現就業和增長以外的社會目標,成為社會穩定和繁榮的基石。

所以,關鍵問題在於未來技術如何與社會和環境更緊密地聯絡在一起。根據歐盟委員會的說法,工業4.0的發展越來越偏離社會平等和可持續性的原始理念,更多地轉向數位化和人工智慧(AI),以提高生產的效率和靈活性。

為什麼需要重新調整工業4.0

工業4.0和智慧工廠發展的所有概念都是透過提高流程效率來推動的。資訊物理系統 (CPS)、人工智慧、大資料、工業互聯和工業物聯網就可以實現價值鏈所有領域的自動化和智慧化。

現在,工業4.0的理念和相關的創新都已基本實現。無論公司規模如何,更高的效率意味著更高的營業額。但投資成本和許多企業缺乏熟練工人,仍然阻礙了工業4.0技術的進一步廣泛使用。

另一方面,這種轉變對人們的影響始終存在一個問題:在一個大量工作由機器自動化處理的行業中,工人們處於什麼位置?

這導致許多工作被淘汰。根據波士頓諮詢2017年的預測,到2025年,僅在德國就有近800萬個工作崗位受到影響。其中,技術工人的比例超過60%,因此被淘汰的不僅僅是低技能工作。該研究估計,製造業工作崗位將減少約130萬個。

這就是為什麼工業5.0採用更加以人為本的方法,從而將工業的數位轉型與社會發展更緊密地聯絡起來。

圖.現代化的汽車裝配廠(Istock)

工業5.0的三大核心要素

正如歐盟委員會闡述,工業5.0的概念並不代表一個轉折點。它有三個核心要素:以人為本,可持續性和工業彈性。這與自工業1.0以來追求提高效率、改進品質和降低成本的以系統為本的製造有本質不同,工業5.0在歐洲社會被許多學者認為是下一個10年的製造業關鍵性變革方向。

核心要素#1:以人為本

工業4.0和工業5.0之間最重要的區別是生產過程中人與機器之間的關係。工業5.0更像構建了一種歐洲工業與新興社會趨勢和需求共存的方式,嘗試把公認的機器人技術優勢與人類先進的批判性思考等認知能力相結合。其技術分析模型中強調以人為本,突出人的地位,進一步提高社會福祉。

關於上述困境 — — 即由於先進的自動化和數位化而變得過時的工作,解決這個問題的常見方法是使員工的技能適應不斷髮展的技術需求。繼續教育和培訓應該提供必要的知識和技能。然而,工業5.0採取了不同的方法,更側重於使用技術來補充人類工作。

由地平線2020研究和創新計劃資助的專案“Factory2Fit”展示了實施這種正規化轉變的一種方法。該專案的目的是為靈活和適應性強的工作環境找到適合工人與機器的解決方案,在這種環境中,可以激勵具有各種技能和興趣的製造工人完成他們的工作。該專案的結果表明,加強工人可以產生積極影響 — — 無論是對生產力還是對他們的福祉。

圖. 用於問題分析的增強現實裝置(Istock)

另一種以人為中心的改善人與機器合作的方法就是2016年提出的“操作員4.0”理念。它基於透過技術手段提高員工的技能,而不是用機器人取代他們。這種型別學可以幫助員工在生產過程中找到新的角色,例如用於問題分析的增強現實裝置。

圖. 將工人重新引入製造業迴圈(Istock)

這些新技術使得歐盟強力推進的工業5.0 轉型對於大多數製造商來說,並不是簡單的“機器換人”,而是提倡將工人重新引入製造業迴圈,同時增加了他們與智慧機器的協作,從而構建具有富有韌性的產業鏈供應鏈。在關鍵價值鏈面臨的環境發生變化時,這種新關係使得產業需具備快速適應的能力。

核心要素#2:可持續性

可持續性已經是工業4.0的一個重要主題,在工業5.0的背景下,這一領域的重要性繼續增加。

為了實現這一目標,歐盟內部的工業生產是在影響日益深遠的法律框架內進行的。畢竟,“綠色新政”是歐盟對許多工業部門、能源密集型行業仍然產生過多溫室氣體排放這一事實的迴應。

歐盟出臺了更嚴格的法規,最早將於2030年生效,以使工業行業更加環保,並實現最遲到2050年實現碳中和的氣候目標。儘管在降低能源消耗方面取得了很大進展,但在可持續性發展上仍有許多工作要做。

工業5.0還旨在為資源消費找到解決方案。首先是關於迴圈經濟的,歐盟立法已經在這方面確定了提高二次原材料(即回收商品)的品質和百分比的方向。僅靠技術方法不足以實現這一目標。為了最佳化回收週期,材料和產品的設計必須更加註重高效回收。

圖. 工業5.0還旨在為資源消費找到解決方案(Istock)

核心要素#3:彈性

第三個核心要素是提高供應鏈的彈性。新冠病毒大流行表明了全球供應鏈的脆弱性。作為迴應,歐盟委員會設立了“恢復和復原基金”。

它支援歐盟成員國的工業化改革、綠色可持續發展、數位轉型和社會責任的投資。行業本身也有許多工具來應對甚至預測顛覆。透過大資料和複雜的資料分析方法,可以實時評估潛在風險。

工業5.0的革命性

工業5.0最重要的考慮因素之一是開啟人與機器人之間的物理介面。工業5.0更加需要讓機器人去做那些單調、危險、髒亂差的工作,人類則是去做富有創造性和感興趣的工作,但機器人更能夠理解人類在工作中的意圖以及思考。這種技術人員被稱為“新領”,“新領”工人不一定要拿到四年制學位,但需要掌握新技術和軟技能,這將成為製造業的未來。

傳統裝置管理多采用人工預防性維護的方式,維護人員每天按部就班,做簡單枯燥的巡檢工作,一些高危場所的裝置因安全因素要麼因巡檢不及時存在停機風險,要麼巡檢時存在安全問題。

PreMaint裝置健康管理平臺的引入可以有效解決這個問題:用機器裝置代替人做24小時不間斷巡檢,裝置實時資料隨時可檢視。維護人員可以進一步釋放出來,透過PreMaint高效、安全的進行裝置的監控工作。這也與工業5.0的理念相符合。

因此與以自動化為主要特徵的工業4.0不同的是,工業5.0模式的優勢在於使定製化更具潛力,也更容易誕生全新的經濟模式,並使工作更具創造性、長期性、高價值。得益於此,人們可以做一些自己最擅長的事情 — — 解決問題、資料分析、為流程改進和產品創新制定策略,以及更迅速做出明智的決策。

文章來源:企業數位化諮詢
文章連結:https://mp.weixin.qq.com/s/6L-5aVrZlmc0O35TGXX1lg

※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※

更多精彩內容,按讚我的臉書製造Plus,領取製造業數位轉型資料包哦! 😃

推薦閱讀

數位工廠的未來:IIoT+工業 4.0

5G技術能為智慧製造賦能哪些?

製造業數位轉型評價指標體系構建與應用

智慧製造轉型與精益生產

工業4.0時代的智慧製造

--

--

IT公社
IT公社

Written by IT公社

基於CIO知識分享的人際圈

No responses yet