工业4.0 实践版——刘欣译

工业4.0 实践版

工业4.0，即第四次工业革命。

生产关系随生产力的改变：英国机械化导致车间和工人阶层的出现，电气化为代表的第二次工业革命，促进了车间的革命，伴随着职业经理层的出现，再到以信息化为代表的第三次工业革命，导致了分布式乃至全球化的工厂出现，全球化的分工也出现了，这个阶段出现了职业的投资阶层，硅谷是最为典型的代表。即将到来的第四次工业革命，大量的互联网技术被运用到生产制造过程，将导致智能制造的出现，但同时生产关系将发生怎样的改变呢？

工业 4.0具有高度自动化、高度信息化和高度网络化三大特征，合一就会实现所谓的智能化，传统意义上的工人、经理等角色将不复存在，工业 4.0生产体系的自组织能力，将模糊工人和经理之间的界线，也许每个人都是生产者，每个人都是管理者，当然，每个热也可以给自己投资，成为一个资本家。

第一章工业4.0时代到来，我们应该怎么办

工业4.0时代行动领域

安全作为成功的关键因素

法律框架条件

数字化工业时代工作组织机构以及工作形态

作为参考结构的规定、标准化以及标准空缺

掌握复杂系统

工业领域覆盖面全的宽带基础设施

培训及继续教育

资源使用效率

新型商业模式

来源工业4.0时代的工作循环

促进学习的工作组织形态

三个阶段：第一阶段，20世纪70~90年代工作的人性化发展，第二阶段21世纪之初“工作中学习”理念，第三阶段，在创新政策引导下的新兴工学一体研究路线。

制造业：如何使用数控机床——当时最新的技术——构造适合人类，并促进人类学习的工作形态。

工作中学习优点：第一，能力或者技能易于在非正式学习环境中获得。第二，非正式学习减少知识传授过程中的问题和麻烦，因为学习和应用的背景一致。第三，只要有非正式学习和的知识有效、可被接收、被正式认可，那么非正式学习就可提供更多的继续教育机会。第四，非正式学习效率高，不仅限于工作之外的学习，更多的是在“在促进学习的作业”的前提下，工作时间同时学习。

缺点在于研究和发展与应用各行其道。

两大挑战：

一是要将所获得的知识，如何通过工作中学习所学到的，用于分析及描述促进学习的工作模式，应用在工业领域构建真实的工作系统。

二是丽萨尼：班布里奇，自动化的讽刺。流程的自动化通常导致人类的任务仅剩监控自动工作的流程。在罕见的情况下，自动化系统能力不足，人工必须参与。此时的问题在于，操作工人出于各种原因没有能力应对这种状况。一是情况要求特殊，如果要求特别苛刻，自动化机械将不足以掌控的那时的状况。而是人工原因，因为人工可能不能理清现状，也不能及时分析状况并找出可能的处理方式。说那是人工理解自动化系统及其周边的基本能力，由于本身较少主动参与系统控制，随着时间的推移将越来越差。因此，一个讽刺性的窘境就产生了：人工监控者由于自动化进程逐渐不能够胜任监控自动化系统的工作。

第二章工业4.0时代，未来工作的展望

以中央控制的CIM代替人工，实现“无人工厂”的尝试，以失败告终，但CIM理念中的某些元素，在实际运营中固化下来，比如，从设计到生产的数字化数据传输，通过SAP 系统把生产规划、控制系统、直至企业资源总控系统连接起来。

应对CIM的两个对立方案：一是以技术为中心的自动化方案，人工只起弥补、辅助的作用——处理剩余工作；而是互补式自动化方案，将任务分配给人和机器，是整套系统运行良好。这就需要从完整的或协助使得人际互动视角，识别出人类以及机器各自的优势、劣势。

德国金属工业工会从两个方面看到了工业4.0的必要性，首先从普遍的工作政策角度：

从抽象层面上说：使人类应用系统，并非反过来。

需要工作者的参与，并对其进行定期培训

不能出现棘手的雇佣关系

应根据智能工作系统促进灵活性、学习及适用能力的发展

霍夫曼指出对于辅助人类为导向的辅助系统的具体要求，涵盖以下几点：

各种学习功能

工作有趣

以工效学为导向的解决方案

考虑员工年龄结构的工作形态

对残疾人提供创新式支持方式

心得：

一、“书读百遍，其义自见”，因为第一次人都有畏难心理；第二次放松心态后往往也有所收获；

二、打字速度和准确率，在“拼音智能输入法”下，还是可以保证的。

第三章工业4.0时代，工业领域的机遇与挑战

通向工业4.0的两条路

一条路线是将一个高度机械化——虽然并非无人——工厂作为发展目标。复杂的信息和通信技术作为主要资源，成为贯穿整个信息以及自动化链条的主心骨——从设计（CAD，计算机辅助设计），到生产规划（CAP，计算机辅助规划）直至生产（CAM，计算机辅助生产）。除了将工作流程直接自动化以外，机械系统还监控以及管理工人作业。

另一条路线——也称为以人类为中心的CIM（H—CIM）——强调的是人类在生产流程中将起到中心作用。小组作业、机床的厂内编程、其他设备以及员工参与自动化解决方案的构造及实施等理念也会发挥其作用。

选用那条发展路线，由企业及企业管理者根据自己的准则做决定，而经济性考虑——狭义或广义——作为决策基础。

基于欧洲智能系统集成技术平台EPｏSS的技术路线图，智能系统分为三代。简单而言，第一代智能系统融入高度发达的自动化、管理以及控制技术，现在已投入使用。第二代智

能系统主要是扩展了机器化学习。第三代智能系统将具备逐步与人类相近的感知、思维以

及处理能力。

在协助式机器人和相关智能以及规划的作用领域，未来机器人系统有如下特点：

分散式控制

互动式交流

使用群体效应理论／群体智能

基于技能／基于学习的自动化

高维度任务自主规划

与人类伙伴相互学习

机器人协同工作——愿景及现实

全自动机器人工作间，机器人通过安装好的防护栏与人分离开；也可以安装防护式准

入限制，如进门垫或光线栏；第三种机器人工作间虽然没有防护栏，但是整个工作区域都

通过传感器（如在天花板）监控，确保任何在危险区域出现的人类活动被及时探测出来。

如果人员逐渐接近机器人的工作范围，机器人的速度将根据人际之间的距离递减直至停止

作业。除此以外，便无其他人机间的互动。

工业4.0时代的工作优化——农业技术视角

提升内部物流运输机器人自主程度

学习型工厂对工业4.0的意义

第四章工业4.0的核心主题及发展战略

生产工作的发展前景

工业4.0系统的安装过程和投入生产被认为是一个漫长的过程。在这个过程中，活动

和工作结构必须要显示出高度的灵活性和出色的解决问题能力，并且不能够轻易就为某个

状态（最终状态）下定论。

工业4.0大背景下的生产系统的实现

第四次工业革命是否成功，在极大程度上取决于设计方案是否成功而有针对性的在组

织这个方面做出了决定性改变。人力与技术因素应根据组织的设计与架构调整和定位。

创新需要能人借助虚拟工程开创新的工作文化

工业4.0时代产品和服务从以技术为基础到以人为本的过渡能否成功在很大程度上取决

于企业的创新程度。高度创新的经济意义在于低成本和高质量。

通过人机团队的构建摆脱自动化的窘境

自动化若是没有人的参与，是无法成功运行的。人类在其中所扮演的角色必须更加明确，抹去这一角色并不是一种出路。我们应该取消对人类与机器任务的僵化分配。理想的任务

分配不该再事前就决定好，而是在任何时刻根据既定的分配策略基于当时的需求重新决定。这种动态性可以借助一种新的人机关系视角来实现，即人机团队（MMT）。

第五章工业4.0的未来前景

人机互动合作下的工作系统构建——以机器人技术为例

随着传感技术、传动机制以及导航领域科技的迅猛发展，工业机器人被更多的领域加以运用，同时突破了工业机器人的传统应用方式。由以往的人机空间分离的共存方式转向更紧密的人际互动合作乃是大势所趋。

工业4.0时代的工作导向——新视角和待解决的问题

工业4.0时代的工作世界是可塑造的，也是需要塑造的。未来的工作形态参考社会技术系统理念的三个维度：“人力”“组织”以及“技术”。经实践得知，“组织”尤其重要。因为可通过企业内部、企业间的组织来实现增值。

总结心态：

急于求成，急于在某一个临时假定的时间完成，并没有预期规划好；

书籍，最后4、5章是目录，方便以后查阅和回顾，有启发作用。