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疫情推进工业4.0

插图/李利群

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自18世纪以来,影响全球经济和文明发展的工业革命,经历了四次重大改变后,进入工业4.0(Industrial 4.0)时代。从第三代工业化过渡到第四代却须耗费大量财力,成了工业4.0进程的绊脚石,然而2019冠状病毒疾病疫情却大大改变了情势。

《悉看大势》专题系列,深入浅出剖析全球财经格局、商业及科技趋势最新发展,为你探悉因果,瞻望未来。本期探讨冠病疫情如何推进工业4.0进程,并探讨未来的发展趋势。

想象一下,在一座大型工厂内,数十台机械手臂24小时不停操作,动作整齐划一。

一个阶段的制作完成后,产品由输送带送交另一台机器进行下个阶段的制作,完成后再送交包装机器。另一只机器手臂把包装好的产品堆叠在货盘上,放满后,另一台机器随即架起货盘,存放在高高的架子上。

整个过程全自动化,工厂内几乎看不到人影,即使不开灯也没关系。被称为“熄灯制造业”(lights-out manufacturing)的工业4.0工厂在欧洲并不罕见,而这种能大大减少人力的生产方式,相信不久后便会在新加坡出现。

冠病疫情导致多个城市实施封锁措施,多数工厂停工以降低人们外出染病的风险,许多制造商损失惨重。虽然多数城市已解封,但制造商为了实施社交距离措施,只能让部分员工复工,其中一些业者于是增添智能自动化机器来取代人力,加快了实现工业4.0的步伐。

国际市场研究公司Meticulous Research的一份最新报告指出,冠病疫情推动企业的自动化进程,全球工业物联网(Industrial Internet of Things,简称IIoT)市场总值预计到了2027年会达到2634亿美元(3673亿新元),从2019年至2027年的复合年增长率(CAGR)为16.7%。其中增长最快的相信正在迅速崛起中的亚太区。

所谓IIoT,是特别指收集生产过程数据的智能感应器、设备和软件。若机器出现故障,感应器会立刻通知控制中心人员。这些数据也可进行深入分析,改善生产过程和产品品质。IIoT也是工业4.0的核心科技。

商业咨询公司Forrester首席分析师葛兰珍(Achim Granzen)接受《联合早报》访问时说:“疫情暴发初期,企业主要着重于远程通讯科技如视讯会议软件以继续运作,但不能在公司内工作,其实对管理和营运重要设施如公用事业,以及生产力方面的影响很大。”

科技是人力短缺的国家如新加坡,提高生产力的最佳方法。

南洋理工大学资讯科技与营运管理副教授约瑟夫(Damien Joseph)受访时说:“目前非常依赖外国劳工的领域,必须重新思考如何在缺少员工的情况下照常运作。我们也曾有类似经历……上一次的金融危机导致许多金融人员被裁退。危机过后,智能投资顾问(robo advisor)开始负责核查客户资料的工作,金融人员则负责较复杂的客户问题。”

云端科技是首要采用技术

工业4.0的终极目标是让整个生产过程完全自动化,从接收新订单、订购原料、生产到库存,全由机械代劳。员工只须留意过程中是否出现问题,例如机器故障、核查原料和品质管理。

要达到这个目标,须结合多项科技,包括云端、物联网、自动化机械、网络安全等。

以一个简单的生产线为例,安装在生产机器上的感应器,会通过无线网络把生产数据传送到云端伺服器进行分析和存档。所有设备都必须具有网络安全功能,以确保数据不会通过互联网泄露或被盗取。

葛兰珍指出,亚太区的智能制造业和工业4.0在过去两年已成熟不少,至少四分之一的生产线具有智能功能。

可是这距离终极目标还有很长的路要走,而每项科技都须要注入资金更换或添购,资金不足的中小企业难以一次过进行,因此她建议可先关注云端、安全与隐私和创新科技。根据Forrester在疫情中期进行的调查,亚太区企业最关注的就是这三大技术。

Fitch Solutions资讯通信科技首席研究员刘心雄也认为,云端科技是企业迈向工业4.0的过程中首先采用的技术。他指出,冠病疫情凸显了通过互联网获取公司资料和数据的重要性。

“我们调查的15个亚洲国家和地区的云端服务市场,预计会在2020年至2024年取得双位数增长,由来自公共和私人领域的需求推动。”

其中以中国大陆的增长最快,到了2024年后,云端服务开销可能达到1847亿美元,比2020年高出109%。新加坡在开销排名中排位第五,2024年的云端服务开销预计达到221亿美元,比2020年多75.9%。

刘心雄认为,即使冠病疫情没有发生,数码服务方面的开销也会很高。原因是很多企业已准备在未来加大这方面的开支,疫情只是加快了数码转型进程,预算相信不会有太大变动。

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本地公司提前推行数码化

冠病疫情在海外成了制造商进一步自动化的最大推动力,新加坡也出现类似趋势。

工业物联网解决方案公司Auk Industries在过去数月接到的询问比疫情初期高出了一倍。公司总裁兼创办人陈华锋说:“疫情初期,多数公司都看紧荷包,冻结资本开销,可是最近我们接到的询问翻了一倍。疫情带来的挑战大力推动这方面的需求,政府的援助措施协助企业从危机中复苏,也是其中一个主因。”

向Auk求助的企业大多是为了改善绩效管理(performance management)和提高生产力,这在制造业需求低迷之际,非常重要。这些企业希望能简化运作程序,以更少人手维持运作,以及从多个不同地点远程管理员工。

康元有限公司(Khong Guan)是其中一家因为疫情而提前实行数码计划的公司。

康元业务发展主任周建丰受访时说,在两个月前的疫情高峰期,公司位于马来西亚的六家面粉与谷物加工厂,以及两座货仓的运作,因为当地的封锁措施而受影响。

生产采用全自动化设备,可照常生产面粉,包装和储存则采用不同的自动化系统,无法连贯操作。公司计划采用Auk提供的解决方案,把多台包装和储存设备系统的数据集结起来,方便在同一个电脑界面上查看。

周建丰说:“若机器出故障,员工不用在下班前把事件输入电脑,因为新系统会自动记录这些资料,而且是每分钟记录一次,所以不会遗漏,也不容易出错。”

公司原本打算待明年搬入新厂房后才启用新系统,可是冠病疫情让公司决定把计划提前。“如果工厂员工能以机械取代,就不用担心因为疫情而必须关闭工厂。”

公司六家工厂目前聘用350名员工,若公司持续走向全自动化,周建丰预计,10年后可减少100人。

三维打印缓解医疗品短缺问题

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Creatz3D用三维打印技术制造用于鼻咽取样训练的头部模型,价格比市面上用传统生产方式制造的模型便宜。(Creatz3D提供)

冠病疫情一度导致医疗用品短缺,一些三维打印(3D Printing)业者开始打印医疗用品,以协助缓解供应短缺的问题。

例如Creatz3D公司,它除了打印鼻腔拭子(nasal swab)之外,还研发生产用于进行鼻咽取样训练的头部模型。公司制作的头部模型售价比市场上的模型更低,制作时间只需五至七天。

公司总经理郑俊聪受访时说,冠病疫情严重影响全球供应链,因此本地必须有生产必需品的能力以应对短期供应中断的问题,而三维打印正好有这个能力。

“虽然每件产品价格高于传统的大量生产方式,但能解决眼前的棘手问题。”

他认为,即使疫情结束,三维打印业者可继续研发医疗设备,以及用于培训医疗人员的模型。

三维打印有不少优点,例如能制作出奇形怪状的产品,适合制作样板,但目前仍无法大量生产。

南洋理工大学资讯科技与营运管理副教授约瑟夫指出,三维打印较为耗时,因此较适合少量生产。

Forrester资讯总监服务首席分析师米勒(Paul Miller)也有类似看法。他发表报告指出,目前的三维打印机制作的产品,在品质、速度、可靠性和成本需求方面,都无法达到传统制造业者的标准,因此还无法进行大量生产。

“这种增材制造技术成熟后,具有很高的商业价值潜能。三维打印在制造样本、医疗用品和配件概念证明方面取得初步成效,显示增材制造技术在不久的将来会扮演更重要的角色。”

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