《大飛機》:“工業4.0”助力航空工業邁上新臺階
如果要保持其制造大國的地位,并發展為一個制造強國,就必須對原有產業結構進行調整和升級,不斷提高生產力和創新能力。“工業4.0”對來說,無疑是一個獨特的機會。
福爾克爾·圖姆
德國航空航天協會理事長
1978年,獲卡爾斯魯厄理工大學工業工程學學士學位;1983年,在阿爾斯通公司任職。1991年加入空客公司,歷任成本控制中心主管、機身生產部主管等職務。2015年,任德國航空航天協會理事長。
作為老牌工業強國,長期以來,“德國制造”是高端制造的代名詞之一,德國生產的汽車、精密機床、醫療設備等工業產品享譽于世。
在德國政府推出工業4.0概念后,德國工業尤其是航空工業將會出現哪些新的發展趨勢?中德之間航空企業的合作前景如何?為解析上述問題,《大飛機》雜志近期專訪了德國航空航天協會理事長福爾克爾·圖姆。
《大飛機》:本世紀以來,為解決“制造業空心化”的問題,歐美工業發達掀起了一股再工業化的浪潮,不斷加強在新能源、新材料、新技術等領域的技術革新,搶占新一輪工業革命的制高點。在此過程中,德國提出的“工業4.0”計劃引起了人們的高度關注。德國提出該計劃的原因有哪些?“工業4.0”的具體內涵是什么?發展目標何在?
福爾克爾·圖姆:我認為,“工業4.0”是人類歷史上已經發生的三次工業革命的延續,同時也是即將發生的第四次工業革命的重要標志。如果說前三次工業革命分別以機械化、電氣化和計算機化為主要標志,那么,第四次工業革命的核心內容無疑就是物聯網。目前,在范圍內,物聯網正在尋找更加廣泛而深入地融入制造業的方式。在個別案例中,IT系統已經是制造系統的核心,滲透到設計、材料、制造、售后服務等一系列環節,在整個產業鏈中發揮著至關重要的作用。
未來,隨著“工業4.0”的發展,更多、更復雜的系統將通過物聯網連接起來。通過資源整合和流程再造,我們可以使生產流程更加靈活和高效。從長遠來說,“工業4.0”的一個終極目標是將大規模定制提升到一個新水平,這意味著單件產品生產可以和傳統的批量生產同樣高效。目前,我們距離這一目標還有相當大的距離。
作為屈一指的制造強國,長期以來,德國都是現代化生產流程的關鍵驅動力之一。本世紀初,為了應對新一輪工業革命的挑戰,提高德國工業的競爭力,在德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部的資助下,德國工程院、弗勞恩霍夫協會、西門子公司等德國學術界和產業界對未來制造業的發展趨勢進行了研究和探索。在此基礎上,2013年4月,德國政府在漢諾威工業博覽會上正式提出“工業4.0”戰略。目前,該戰略已經得到德國科研機構和產業界的廣泛認同,弗勞恩霍夫協會已在其下屬的6?7個生產領域引入“工業4.0概念”,西門子公司也將這一概念引入其工業軟件開發和生產控制系統。
根據聯邦經濟技術部的預計,“工業4.0”技術將使制造業的面貌發生根本變化,生產率增長將達到30%。從某種意義上說,“工業4.0”技術的成功實現是德國保持制造強國地位的重要前提。此外,“工業4.0”將能有效處理和解決我們當今面臨的一些性挑戰,例如資源和能源利用效率、城市生產和人口變化等。也正是因為這一點,“工業4.0”得到了包括在內的上不少的積極響應。
《大飛機》:2014年10月,在李克強總理訪問德國期間,中德雙方簽署了《中德合作行動綱要》,兩國共同宣布將會針對“工業4.0”開展深度合作。目前,雙方的合作正在快速推進,中德“工業4.0”推動聯盟已經落戶青島。您如何看待雙方的合作前景?
福爾克爾·圖姆:作為在上具有重要影響的兩個制造大國,中德在“工業4.0”上的合作對雙方乃至都有十分重要的意義。中德雙方有良好的合作基礎和合作經驗,我對雙方的合作前景十分樂觀。隨著時間的推移,中德在“工業4.0”上的合作成果將日益顯現。
具體而言,在,隨著數十年來經濟的持續快速發展,制造在取得驚人成就的同時,也面臨著發展的瓶頸,如人工成本將持續上升、環境污染、國際市場競爭加劇等。如果要保持其作為上重要制造大國之一的地位,就必須重組其行業并提高生產力和對資源的使用效率。因此,“工業4.0”對來說是一個獨特的機會,可謂是恰逢其時。
另一方面,德國的制造業已位居先進行列。例如,2013年,德國工業所雇用工人和使用機器人之比為10000︰282,而工業的這一比例為10000︰14。這一差別意味著工業機器人市場的巨大潛力,而德國正是該領域的者,雙方有很好的合作基礎。長期來看,本身也可以成為“工業4.0”技術的供應商以及德國的強大的競爭對手。有許多極富創意的公司,它們正在以非常快的速度追趕國外同行。
《大飛機》:長期以來,航空制造業作為匯集科技精華的產業,承載、體現著人類在科技創新、生產組織模式創新等方面的新成果。就此而言,“工業4.0”將對航空制造業產生哪些方面的影響?
福爾克爾·圖姆:目前,數字技術已經在航空制造業價值鏈的許多階段發揮著重要作用。不過,與其他工業領域相比,“工業4.0”在航空制造業領域的傳播速度將會慢一些。這主要取決于航空制造業的特殊性,如新產品(飛機、發動機等)的前期投資大、研制周期長、嚴苛的安全標準等。
從長遠來看,“工業4.0”將極大地改變航空制造業的價值鏈構成,促進航空制造業的革命性發展。具體來說,創新模擬和設計方法的開發驗證對飛機制造商至關重要,對整個價值鏈來說,開發驗證是整個產業鏈在智能化網絡設計、制造和維修過程中能力的擴展。在這一方面,擁有復雜產品和服務體系的德國工業一直是開拓智能化工廠的先鋒。
空客公司目前已經進行了多項智能制造的探索和嘗試。例如,獲得歐洲創新獎的工具MIRA正被用于比較零部件和數字藍圖,機器人在未來則會與人類在飛機制造方面進行智能化合作。此外,空客公司也正在推廣運用3D打印技術,新一代寬體客機A350 XWB已經采用了款3D打印的部件。
2015年6月1日,空客公司宣布,將改變A320系列飛機的機翼生產模式,即從原來的靜態總裝變為半自動化脈沖線總裝,通過使用智能機器人,可以在有效縮短產品制造周期的同時改善產品質量。
《大飛機》:作為經濟轉型升級的一項重要內容,目前正在大力發展民機制造業。與作為老牌航空工業強國的德國相比,民機產業的發展面臨諸多挑戰和困難。作為后來者,民機產業應采取怎樣的發展策略?在起步階段應著重解決好哪些問題?
福爾克爾·圖姆:實際上,在航空產業里不算是一個新人,的航空產業有較長的發展歷史,也建立了相對完整的工業體系。當然,在民用飛機領域,的起步較晚,與航空發達之間存在著一定的差距。
作為后來者,發展民用飛機制造業的一個重要途徑就是加強國際合作。眾所周知,民機產業是一個高度化的產業,波音、空客、龐巴迪和巴航工業的供應商都是在范圍內進行選擇的,沒有一家企業能夠憑借一己之力研制新飛機。因此,對于年輕的主制造商而言,如何培養自己的設計創新能力和資源整合能力,是其能否獲得成功的關鍵。
在找準了方向之后,重要的一點就是要保持耐心。民機產業具有周期長、投資大、風險大等特點,需要進行持續投入,需要有一個長期、穩定的發展戰略。空客從建立到獲得較大發展,也經歷了十數年時間,其間也遭遇過多次失敗和危機,但我們堅持了下來。如今,空客已經發展成為上屈一指的民機制造商,這是很不容易的。
據我所知,商飛公司在民機研制中也采用了“主制造商-供應商模式”,這是一條正確的道路。但作為一家年輕的主制造商,其在資源整合,尤其是系統集成方面,將面臨較大的考驗。
總的來說,擁有一個龐大且不斷增長的航空市場,政府也制定了雄心勃勃的發展計劃,在日益增長的經濟實力和科技實力的支撐下,我們完全有理由相信航空工業的未來發展將獲得驚人的成就。
另外,我想重點談談國際合作的問題。在國際合作上,中歐之間有著良好的基礎。以空客和的工業合作為例,自1985年空客向東方航空公司交付架A310以來,空客一直在擴大其在的足跡,致力于鍛造與企業的長期合作戰略伙伴關系,強調與航空業的共同發展。
1994年,空客有限公司正式成立,空客公司北京代表處開始運作。除了代表處,空客目前在擁有四家合資企業:華歐航空培訓及支援中心、空客(北京)工程技術中心有限公司、天津空客A320系列飛機總裝線、哈爾濱哈飛空客復合材料制造中心有限公司。如今,每一架空客飛機上或多或少都有制造的影子,這也是雙方良好合作關系的有力證明。
除了空客以外,其他一些德國航空航天協會的成員企業,如利勃海爾、MTU等也與企業建立了良好的合作關系。和德國這兩個在科研能力、創造力、可靠性、專家及科研人員、開發人員、科學家和工程師的嚴謹精神等方面都是被所認可的。中德兩國的航空企業,無論是大型制造商抑或是零部件供應商,都渴望能在性的舞臺上有更大的作為。我相信,隨著民機產業的發展,兩國企業的合作前景將十分光明。
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福爾克爾·圖姆
德國航空航天協會理事長
1978年,獲卡爾斯魯厄理工大學工業工程學學士學位;1983年,在阿爾斯通公司任職。1991年加入空客公司,歷任成本控制中心主管、機身生產部主管等職務。2015年,任德國航空航天協會理事長。
作為老牌工業強國,長期以來,“德國制造”是高端制造的代名詞之一,德國生產的汽車、精密機床、醫療設備等工業產品享譽于世。
在德國政府推出工業4.0概念后,德國工業尤其是航空工業將會出現哪些新的發展趨勢?中德之間航空企業的合作前景如何?為解析上述問題,《大飛機》雜志近期專訪了德國航空航天協會理事長福爾克爾·圖姆。
《大飛機》:本世紀以來,為解決“制造業空心化”的問題,歐美工業發達掀起了一股再工業化的浪潮,不斷加強在新能源、新材料、新技術等領域的技術革新,搶占新一輪工業革命的制高點。在此過程中,德國提出的“工業4.0”計劃引起了人們的高度關注。德國提出該計劃的原因有哪些?“工業4.0”的具體內涵是什么?發展目標何在?
福爾克爾·圖姆:我認為,“工業4.0”是人類歷史上已經發生的三次工業革命的延續,同時也是即將發生的第四次工業革命的重要標志。如果說前三次工業革命分別以機械化、電氣化和計算機化為主要標志,那么,第四次工業革命的核心內容無疑就是物聯網。目前,在范圍內,物聯網正在尋找更加廣泛而深入地融入制造業的方式。在個別案例中,IT系統已經是制造系統的核心,滲透到設計、材料、制造、售后服務等一系列環節,在整個產業鏈中發揮著至關重要的作用。
未來,隨著“工業4.0”的發展,更多、更復雜的系統將通過物聯網連接起來。通過資源整合和流程再造,我們可以使生產流程更加靈活和高效。從長遠來說,“工業4.0”的一個終極目標是將大規模定制提升到一個新水平,這意味著單件產品生產可以和傳統的批量生產同樣高效。目前,我們距離這一目標還有相當大的距離。
作為屈一指的制造強國,長期以來,德國都是現代化生產流程的關鍵驅動力之一。本世紀初,為了應對新一輪工業革命的挑戰,提高德國工業的競爭力,在德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部的資助下,德國工程院、弗勞恩霍夫協會、西門子公司等德國學術界和產業界對未來制造業的發展趨勢進行了研究和探索。在此基礎上,2013年4月,德國政府在漢諾威工業博覽會上正式提出“工業4.0”戰略。目前,該戰略已經得到德國科研機構和產業界的廣泛認同,弗勞恩霍夫協會已在其下屬的6?7個生產領域引入“工業4.0概念”,西門子公司也將這一概念引入其工業軟件開發和生產控制系統。
根據聯邦經濟技術部的預計,“工業4.0”技術將使制造業的面貌發生根本變化,生產率增長將達到30%。從某種意義上說,“工業4.0”技術的成功實現是德國保持制造強國地位的重要前提。此外,“工業4.0”將能有效處理和解決我們當今面臨的一些性挑戰,例如資源和能源利用效率、城市生產和人口變化等。也正是因為這一點,“工業4.0”得到了包括在內的上不少的積極響應。
《大飛機》:2014年10月,在李克強總理訪問德國期間,中德雙方簽署了《中德合作行動綱要》,兩國共同宣布將會針對“工業4.0”開展深度合作。目前,雙方的合作正在快速推進,中德“工業4.0”推動聯盟已經落戶青島。您如何看待雙方的合作前景?
福爾克爾·圖姆:作為在上具有重要影響的兩個制造大國,中德在“工業4.0”上的合作對雙方乃至都有十分重要的意義。中德雙方有良好的合作基礎和合作經驗,我對雙方的合作前景十分樂觀。隨著時間的推移,中德在“工業4.0”上的合作成果將日益顯現。
具體而言,在,隨著數十年來經濟的持續快速發展,制造在取得驚人成就的同時,也面臨著發展的瓶頸,如人工成本將持續上升、環境污染、國際市場競爭加劇等。如果要保持其作為上重要制造大國之一的地位,就必須重組其行業并提高生產力和對資源的使用效率。因此,“工業4.0”對來說是一個獨特的機會,可謂是恰逢其時。
另一方面,德國的制造業已位居先進行列。例如,2013年,德國工業所雇用工人和使用機器人之比為10000︰282,而工業的這一比例為10000︰14。這一差別意味著工業機器人市場的巨大潛力,而德國正是該領域的者,雙方有很好的合作基礎。長期來看,本身也可以成為“工業4.0”技術的供應商以及德國的強大的競爭對手。有許多極富創意的公司,它們正在以非常快的速度追趕國外同行。
《大飛機》:長期以來,航空制造業作為匯集科技精華的產業,承載、體現著人類在科技創新、生產組織模式創新等方面的新成果。就此而言,“工業4.0”將對航空制造業產生哪些方面的影響?
福爾克爾·圖姆:目前,數字技術已經在航空制造業價值鏈的許多階段發揮著重要作用。不過,與其他工業領域相比,“工業4.0”在航空制造業領域的傳播速度將會慢一些。這主要取決于航空制造業的特殊性,如新產品(飛機、發動機等)的前期投資大、研制周期長、嚴苛的安全標準等。
從長遠來看,“工業4.0”將極大地改變航空制造業的價值鏈構成,促進航空制造業的革命性發展。具體來說,創新模擬和設計方法的開發驗證對飛機制造商至關重要,對整個價值鏈來說,開發驗證是整個產業鏈在智能化網絡設計、制造和維修過程中能力的擴展。在這一方面,擁有復雜產品和服務體系的德國工業一直是開拓智能化工廠的先鋒。
空客公司目前已經進行了多項智能制造的探索和嘗試。例如,獲得歐洲創新獎的工具MIRA正被用于比較零部件和數字藍圖,機器人在未來則會與人類在飛機制造方面進行智能化合作。此外,空客公司也正在推廣運用3D打印技術,新一代寬體客機A350 XWB已經采用了款3D打印的部件。
2015年6月1日,空客公司宣布,將改變A320系列飛機的機翼生產模式,即從原來的靜態總裝變為半自動化脈沖線總裝,通過使用智能機器人,可以在有效縮短產品制造周期的同時改善產品質量。
《大飛機》:作為經濟轉型升級的一項重要內容,目前正在大力發展民機制造業。與作為老牌航空工業強國的德國相比,民機產業的發展面臨諸多挑戰和困難。作為后來者,民機產業應采取怎樣的發展策略?在起步階段應著重解決好哪些問題?
福爾克爾·圖姆:實際上,在航空產業里不算是一個新人,的航空產業有較長的發展歷史,也建立了相對完整的工業體系。當然,在民用飛機領域,的起步較晚,與航空發達之間存在著一定的差距。
作為后來者,發展民用飛機制造業的一個重要途徑就是加強國際合作。眾所周知,民機產業是一個高度化的產業,波音、空客、龐巴迪和巴航工業的供應商都是在范圍內進行選擇的,沒有一家企業能夠憑借一己之力研制新飛機。因此,對于年輕的主制造商而言,如何培養自己的設計創新能力和資源整合能力,是其能否獲得成功的關鍵。
在找準了方向之后,重要的一點就是要保持耐心。民機產業具有周期長、投資大、風險大等特點,需要進行持續投入,需要有一個長期、穩定的發展戰略。空客從建立到獲得較大發展,也經歷了十數年時間,其間也遭遇過多次失敗和危機,但我們堅持了下來。如今,空客已經發展成為上屈一指的民機制造商,這是很不容易的。
據我所知,商飛公司在民機研制中也采用了“主制造商-供應商模式”,這是一條正確的道路。但作為一家年輕的主制造商,其在資源整合,尤其是系統集成方面,將面臨較大的考驗。
總的來說,擁有一個龐大且不斷增長的航空市場,政府也制定了雄心勃勃的發展計劃,在日益增長的經濟實力和科技實力的支撐下,我們完全有理由相信航空工業的未來發展將獲得驚人的成就。
另外,我想重點談談國際合作的問題。在國際合作上,中歐之間有著良好的基礎。以空客和的工業合作為例,自1985年空客向東方航空公司交付架A310以來,空客一直在擴大其在的足跡,致力于鍛造與企業的長期合作戰略伙伴關系,強調與航空業的共同發展。
1994年,空客有限公司正式成立,空客公司北京代表處開始運作。除了代表處,空客目前在擁有四家合資企業:華歐航空培訓及支援中心、空客(北京)工程技術中心有限公司、天津空客A320系列飛機總裝線、哈爾濱哈飛空客復合材料制造中心有限公司。如今,每一架空客飛機上或多或少都有制造的影子,這也是雙方良好合作關系的有力證明。
除了空客以外,其他一些德國航空航天協會的成員企業,如利勃海爾、MTU等也與企業建立了良好的合作關系。和德國這兩個在科研能力、創造力、可靠性、專家及科研人員、開發人員、科學家和工程師的嚴謹精神等方面都是被所認可的。中德兩國的航空企業,無論是大型制造商抑或是零部件供應商,都渴望能在性的舞臺上有更大的作為。我相信,隨著民機產業的發展,兩國企業的合作前景將十分光明。
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