Verouderde handmatige arbeid kan niet langer voldoen aan de behoeften van de moderne productiesector. Sommige ontwikkelde landen zijn al lang geleden begonnen te investeren in automatiseringstechnologie om de productiviteit te verbeteren. Als gevolg daarvan is de productiestructuur van de verwerkende industrie zelf de afgelopen decennia, met de informatisering, digitalisering en netwerkaansluiting van diverse producten, complexer, geavanceerder en meer geautomatiseerd geworden. De informatiestroom binnen productielijnen en productieapparatuur, evenals de gegevens in het managementproces, zijn enorm toegenomen. Eerdere automatiseringssystemen konden niet voldoen aan de hogere eisen van de verwerkende industrie op het gebied van informatieverwerkingscapaciteit, efficiëntie en schaalgrootte. De toepassing van de nieuwe generatie informatietechnologie heeft dit probleem tot op zekere hoogte opgelost.
Vandaag de dag ontstaat er wereldwijd een nieuwe golf van innovatie in het kader van de industriële revolutie, met het internet als boegbeeld. De kern van deze verandering is ook de toepassing van de nieuwe generatie informatietechnologieën, zoals het internet. Wanneer nieuwe vormen hun intrede doen in de productiesector, ontstaat er ook een nieuwe uitdaging: namelijk de uitdaging om de productiesector te transformeren van mechanisatie, elektrificatie en digitalisering naar genetwerkte, gedigitaliseerde en intelligente productie.
(1) Recht: De ontwikkeling van industrialisatie naar intelligentie
De technische kenmerken van de traditionele industrialisatie zijn het gebruik van mechanisatie, elektrificatie en automatisering om grootschalige productie en verkoop in series te realiseren. Gezien de huidige complexe internationale concurrentie en de situatie in China is het, om de positie van de Chinese verwerkende industrie in de mondiale industriële waardeketen te versterken en het probleem van een omvangrijke maar niet sterke verwerkende industrie op te lossen, noodzakelijk om over te stappen van traditionele productiemethoden naar intelligente productiemethoden.
De wet van de ontwikkeling van de industrialisatie
Tot de technische kenmerken van de moderne industrialisatie behoren, naast fysieke systemen (mechanisatie, elektrificatie, automatisering), de integratie van informatiesystemen (computerisering, informatisering en netwerken), met als uiteindelijk doel het tot stand brengen van cyber-fysieke systemen (intelligentisering). In het tijdperk van “Industrie 4.0” ontwikkelt de Chinese verwerkende industrie zich in de richting van intelligentie, en er is enorme ruimte en potentieel. Op dit moment bevindt China zich in het industrialisatieproces, en de economische opkomst van het land moet in de eerste plaats steunen op de verwerkende industrie. Hoewel de nieuwe ronde van de industriële revolutie veel uitdagingen met zich meebrengt, zal deze ook talrijke zeldzame “kansen” bieden voor de nieuwe ontwikkelingsfase van de Chinese verwerkende industrie. De geschiedenis leert immers dat elke industriële revolutie “kansen” biedt aan landen die zich later hebben ontwikkeld om hun achterstand succesvol in te halen. Groot-Brittannië, Duitsland, de Verenigde Staten, Japan, enzovoort, zijn allemaal succesvol geweest door de kansen van de industriële revolutie te benutten. Wat de transformatie en modernisering van de Chinese verwerkende industrie betreft, zal de nieuwe industriële revolutie ook “kansen” bieden voor inhaalgroei.
In het verleden kende de Chinese verwerkende industrie een laag technologisch gehalte en bevond zij zich altijd aan de onderkant van de internationale industriële waardeketen. De diepgaande integratie van industrie en informatisering heeft effectief een solide basis gelegd voor de genetwerkte en intelligente ontwikkeling van de verwerkende industrie. Het lijdt geen twijfel dat in het tijdperk van “Industrie 4.0” een nieuwe industriële revolutie de diepgaande integratie van informatisering en automatisering in een versneld tempo zal stimuleren. De volledige integratie van informatietechnologie in de verwerkende industrie zal een breuk betekenen met traditionele productieprocessen, productiemodellen en managementmethoden. De diepgaande integratie van het productieproces en het bedrijfsmanagementsysteem zal een zeer flexibele configuratie van productiefactoren mogelijk maken en grootschalige productie op maat mogelijk maken. Dit zal ertoe leiden dat de traditionele verwerkende industrie effectief wordt gestimuleerd om het tempo van transformatie en modernisering te versnellen.
(2) Wetgeving: interne en externe netwerksamenwerking
“Industrie 4.0” beschrijft de structuur van netwerksamenwerking tussen fabrikanten, leveranciers en zelfs ontwikkelaars. Het belangrijkste doel is om samenwerking tot stand te brengen tussen de markt en R&D, tussen R&D en productie, en tussen management en communicatie, waardoor een compleet productienetwerk ontstaat dat bestaat uit meerdere productiebedrijven of deelnemers, die onderling goederen en informatie uitwisselen en gezamenlijk bedrijfsprocessen uitvoeren. De drie dimensies – onderneming, waardeketen en productlevenscyclus – lopen als een rode draad door de productiepartijen in elke waardeketen. Bovenaan staat de managementfunctie en onderaan de productiefunctie.
Tegelijkertijd richt de “intelligente productie” van de “slimme fabriek” zich op het onderzoek naar intelligente productiesystemen en -processen, evenals op de realisatie van onderling verbonden, gedistribueerde productiefaciliteiten. De kern hiervan is de toepassing in het gehele industriële productieproces via cyber-fysieke systemen (CPS). Hierbij wordt gebruikgemaakt van de technologie, softwaretechnologie en communicatietechnologie van het internet der dingen om het informatiebeheer en de dienstverlening te versterken en de bestuurbaarheid van het productieproces te verbeteren, waardoor een alomvattende informatie-dekking wordt bereikt op het gebied van R&D, productie, fabricageprocessen en industriële besturing, en alle soorten informatie volledig worden beheerst, zodat alle schakels in de productie- en fabricageketen in optimale conditie verkeren. Dit zal de verwerkende industrie begeleiden bij de transformatie naar intelligentie.
1.Samenwerking op het gebied van productie binnen het interne netwerk
Voor een productiebedrijf draait de interne informatie om de productie, waaronder productiebeheer, logistiekbeheer, kwaliteitsbeheer, apparatuurbeheer, personeels- en werktijdenbeheer en andere productiegerelateerde aspecten. Bij traditioneel productiebeheer wordt één werkplaats of fabriek als beheereenheid genomen. De focus van het beheer ligt op de productie en het toepassingsgebied van het beheer beperkt zich tot de productiesector.
Met de vooruitgang van de informatietechnologie hebben veel productiebedrijven echter voortdurend verschillende systemen ontwikkeld die aansluiten bij de behoeften van het management in verschillende ontwikkelingsfasen, en hebben ze deze geleidelijk binnen het bedrijf ingevoerd, zoals voorraadbeheersystemen, productiebeheersystemen, kwaliteitsbeheersystemen, productlevenscyclusbeheersystemen, toeleveringsbeheersystemen, enz. Verschillende systemen vervullen verschillende functies, en sommige systemen bestaan uit zelfontwikkelde systemen of systemen van verschillende leveranciers. Naarmate ondernemingen zich verder ontwikkelen, is samenwerking tussen het beheer van verschillende productie-elementen noodzakelijk om informatie-eilanden in het productieproces te voorkomen. Daarom is er een toenemende vraag naar interfaces en compatibiliteit tussen verschillende systemen; met andere woorden, interne samenwerking tussen verschillende systemen wordt steeds belangrijker.
Met name nu de eisen op het gebied van flexibiliteit in de productie en ‘lean manufacturing’ steeds hoger worden, volstaat het handmatig importeren en exporteren van informatie niet langer om aan de behoeften van de digitalisering van de productie te voldoen. Dit vereist samenwerking via een netwerk tussen verschillende systemen om informatie in realtime te kunnen uitwisselen en delen.
2.Gezamenlijke productie via externe netwerken
In de productiesector van de toekomst zal elke fabriek zelfstandig opereren. Elke fabriek zal beschikken over een zelfstandig functionerend productiebeheersysteem, of er zal gebruik worden gemaakt van een reeks productiebeheersystemen om de activiteiten van alle fabrieken te beheren. Naarmate ondernemingen zich echter verder ontwikkelen, beschikken ze over verschillende productielocaties en meerdere fabrieken. Fabrieken moeten vaak hun planning op elkaar afstemmen en middelen zoals personeel, apparatuur en materialen rationeel inzetten. De informatiestroom tussen de verschillende fabrieken binnen de onderneming verloopt steeds sneller. Er komt steeds meer informatie binnen en de eisen op het gebied van realtime-informatie worden steeds hoger. Tegelijkertijd worden ook de eisen ten aanzien van het datavolume en de uitvoersnelheid van elke fabriek steeds hoger. Dit vereist netwerksamenwerking tussen verschillende fabrieken om realtime informatieoverdracht en -uitwisseling te waarborgen.
In het tijdperk van globalisering en het internet gaat samenwerking niet alleen over samenwerking binnen een organisatie, maar omvat deze vaak ook samenwerking tussen organisaties stroomopwaarts en stroomafwaarts in de industriële keten. Enerzijds werken consumenten en productiebedrijven via netwerksamenwerking gezamenlijk aan productontwerp en onderzoek en ontwikkeling om tegemoet te komen aan gepersonaliseerde maatwerkbehoeften; anderzijds worden via netwerksamenwerking productiemiddelen zoals grondstoffen, kapitaal en apparatuur ingezet om een dynamische productie en fabricage te organiseren. Zo wordt de productontwikkelingscyclus verkort en wordt voldaan aan gedifferentieerde marktbehoeften.
Horizontale integratie in “Industrie 4.0” staat voor de koppeling van productiesystemen, wat neerkomt op een integratie van de gehele industriële keten. In de vroegere fabrieksproductie was de productie van producten of onderdelen slechts een op zichzelf staand proces, zonder onderlinge verbanden en zonder verdere logische aansturing. Door middel van collaboratieve productie via externe netwerken kan een fabriek, op basis van haar eigen productiecapaciteit en productieschema, slechts een deel van een product vervaardigen. Externe logistiek en productie in externe fabrieken, inclusief de verkoop, kunnen de gehele industriële keten met elkaar verbinden. Op deze manier wordt horizontale industriële integratie langs de waardeketen gerealiseerd.
(3) De productiesector van de toekomst: de bouwtijd verkorten, de kosten verlagen, de efficiëntie verbeteren, inspelen op maatwerk en het energieverbruik verminderen
Door de opkomst van informatietechnologie, het internet en e-commerce zijn de concurrentievoorwaarden op de productiemarkt veranderd. Enerzijds moeten productiebedrijven voortdurend informatie via het netwerk verzamelen en tijdig en dynamisch inspelen op de marktvraag; anderzijds moeten ze verschillende middelen dynamisch integreren en delen, en deze op rationele wijze inzetten. Interconnected manufacturing kan snel reageren op marktveranderingen, productiemiddelen snel toewijzen door middel van snelle reorganisatie en dynamische samenwerking tussen productiebedrijven, de productkwaliteit verbeteren, de tijd die nodig is om producten op de markt te brengen verkorten en het marktaandeel vergroten. Tegelijkertijd kunnen hiermee ook de kosten voor de aanleg van infrastructuur, investeringen in apparatuur enzovoort worden gedeeld en kunnen operationele risico’s worden verminderd. De integratie van productiemiddelen heeft de grenzen van ondernemingen en landen doorbroken, en het wordt mogelijk om via het internet wereldwijd naar middelen te zoeken. Logistiek, kapitaalstromen en informatiestromen zullen regionale beperkingen doorbreken en dynamisch stromen met de ondersteuning van wereldwijde economische integratie en het internet. Zo zal de wereld een tijdperk van wereldwijd onderling verbonden productie ingaan.
Als toekomstige trend zullen fabrieken via het internet en het internet der dingen hun interne en externe diensten met elkaar verbinden en zich ontwikkelen in de richting van de ‘internetfabriek’. Vervolgens wordt diverse informatie uit de productiewerkplaats verzameld en geanalyseerd om feedback te geven aan consumenten. De informatie die uit de fabriek wordt verzameld, kan als big data worden geanalyseerd om meer en nieuwe zakelijke kansen te creëren. De manier waarop de enorme hoeveelheden gegevens die uit de werkplaats worden verzameld via hardware worden verwerkt, zal ook in grote mate bepalend zijn voor de waarde van diensten en oplossingen. Met andere woorden: binnen het internetproductiemodel zullen productiebedrijven de productie niet langer van bovenaf centraal sturen, en zullen ze geen afzonderlijke schakels meer hanteren voor ontwerp en R&D, productie en fabricage, of marketing en dienstverlening. In plaats daarvan is het hele proces – van het uitgaan van de behoeften van de klant, het aannemen van productbestellingen, het zoeken naar samenwerkingsverbanden voor de productie, het inkopen van grondstoffen of onderdelen, tot het gezamenlijk uitvoeren van productontwerp, productie en assemblage – via het internet met elkaar verbonden en communiceert het in realtime, om ervoor te zorgen dat het eindproduct voldoet aan de gepersonaliseerde maatwerkbehoeften van grootschalige klanten.
Door het alomtegenwoordige internet en de efficiënte logistieke systemen hoeven de processen van productonderzoek en -ontwikkeling, ontwerp, productie, verkoop en dienstverlening niet noodzakelijkerwijs binnen één bedrijf of zelfs één land te worden afgerond, maar kunnen ze worden opgesplitst, uitbesteed en via crowdsourcing worden uitgevoerd. Verschillende bedrijven, en zelfs landen en regio's. In de toekomst zal het concurrentievermogen van een onderneming niet afhangen van de hoeveelheid middelen en kerntechnologieën waarover zij beschikt, maar van haar capaciteiten op het gebied van informatie- en gegevensanalyse, de integratie van middelen en het benutten van internationale middelen.
Dit soort flexibiliteit in productie en fabricage geeft de toekomstige ontwikkelingsrichting van de verwerkende industrie aan. Het stelt bedrijven in staat om snel en eenvoudig in te spelen op veranderingen in de behoeften van klanten, en zorgt ervoor dat hun productie concurrerend is en voldoet aan de individuele behoeften van grootschalige klanten. Om aan de vraag naar maatwerk te kunnen voldoen, zal het bedrijf zelf de transformatie en opwaardering doorvoeren van pure productie naar “productiediensten”.
Grenloze, universele, geautomatiseerde en snelle communicatie zijn de kenmerken van het internet. In alle aspecten van de verwerkende industrie wordt internettechnologie ingezet om de verbinding tussen digitale informatie en de fysieke werkelijkheid zichtbaar te maken, productietechnologie en managementprocessen volledig te integreren en “internetgebaseerde” collaboratieve productie te realiseren. Op deze manier is het mogelijk om tegelijkertijd te ontwerpen en te ontwikkelen, grondstoffen en componenten in te kopen, de productie en fabricage te organiseren en marketingactiviteiten uit te voeren, waardoor de bedrijfskosten worden verlaagd, de productie-efficiëntie wordt verbeterd, de productcyclus wordt verkort en het energieverbruik wordt verminderd.
Voordelen van slimme productie
Via het internet en de technologie van het internet der dingen worden de inkoop, productie, verkoop, transport en andere diensten van productiebedrijven, aanverwante leveranciers van reserveonderdelen en gebruikers geïntegreerd op het netwerkplatform. Dit draagt niet alleen bij aan het bevorderen van de directheid en transparantie van bedrijfsprocessen, maar zal ook de efficiëntie verbeteren en de transactiekosten verlagen.
Men kan stellen dat het internet en het internet der dingen de menselijke samenleving hebben beïnvloed en een grote rol hebben gespeeld bij het bevorderen van de maatschappelijke ontwikkeling. Zij vormen de belangrijkste bron van de diverse veranderingen waarmee de samenleving vandaag de dag wordt geconfronteerd. In de toekomst zal de verwerkende industrie gebruikmaken van internet- en IoT-technologie om alle schakels in de productiewaardeketen nauwer met elkaar te verbinden en efficiënt te laten samenwerken, zodat gepersonaliseerde producten op een efficiënte, batchgewijze manier kunnen worden geproduceerd, waarmee de zogenaamde “massamaatwerk” wordt gerealiseerd. Intelligente productie in de toekomstige verwerkende industrie zal ook ingrijpende of zelfs revolutionaire veranderingen teweegbrengen in de productvorm, het ontwerp en de productieprocessen, de managementmethoden en organisatiestructuren, de productiemodellen en de bedrijfsmodellen van de verwerkende industrie, en zal leiden tot ingrijpende veranderingen in de levensstijl van de mens.
