工业4.0人类会经历怎样的变化?

作者:Gerda Kneifel 文章来源:MM《现代制造》 点击数:401 发布时间:2018-10-16
达姆施塔特工业大学生产技术与成型机研究所(PtU)负责人彼得·格罗切教授认为“向自主生产迈进是对社会的全面挑战”。该研究所是科学生产技术协会协会(WGP)成员,今年夏天将发布其关于工业工作场所2025的观点文件。
工业4.0人类会经历怎样的变化?

18世纪下半叶,英国开启了第一次工业革命,并迅速在全世界占据了一席之地,引发了一场前所未有的大规模社会动荡。确实机械化让很多没有接受过特别培训的工人找到工作。然而,与此同时,许多训练有素的专业工匠失去了他们赖以生存的基础。

与前三次一样,第四次工业革命既带来了希望,也伴随着焦虑 ,尤其是失业。由于所有的工业革命都对社会和许多个人发展产生了重大影响,因此有必要深入研究工业4.0所带来的机遇和挑战。WGP 倡议创始人,达姆施塔特工业大学生产技术与成型机研究所(PtU)负责人彼得·格罗切教授提出:“我们的目标是创造人性的工业革命 ,或者更确切地说是进化”,“通过关于工业工作场所2025的观点文件,WGP的研究人员使用一种新模型来评估工业自动化中当前和预期的技术发展,对企业和社会响应进行了推断”。

通过关于工业工作场所2025的观点文件,WGP的研究人员使用一种新模型来评估工业自动化中当前和预期的技术发展,对企业和社会响应进行了推断。
通过关于工业工作场所2025的观点文件,WGP的研究人员使用一种新模型来评估工业自动化中当前和预期的技术发展,对企业和社会响应进行了推断。

人类将在未来发挥什么样的作用?

VDMA研究“工业4.0 - 资格2025”(法伊弗等人,2016年)已经指明了,具有灵活,全自动化生产流程的智能工厂对工人的意义,特别是装置和机器的操作员。在本文中,专家设想了三种未来情景:在情景1(成长差距)中,员工之间的技能差距将进一步扩大。一小部分技术工人中的精英和学者将不断提高自身资格,而现今负责操作部门的技术工人的资格却会出现止步不前的情况。在情景 2(普遍升级)中,工人的资格等级普遍提高,对工人的要求越来越高。最后,在情景3(中央链路)中,假设某些组将需要更高的资格,然后占用各个层级或功能区域之间的接口位置。

“我们在这三种情景的基础上增加了第四种情景,“普遍降级”。柏林工业大学机床和工厂运营研究所(IWF)工业自动化计划专家区领导、柏林弗劳恩霍夫生产安装和设计工程技术研究所(IPK)自动化技术业务领域领导乔格·克鲁格教授解释道。在这种情景下,公司员工的资格通常会下降。WGP还调查了“代表性工业利益相关者”(总共45家安装机器制造商和75家来自各行各业的机器用户)。在调查过程中,很明显,第四种情况最有可能发生。此外显而易见,机器制造商和用户对员工的未来持有相反的观点。

“机器制造商倾向于普遍降低这个假设,而用户认为需要提升资格”,克鲁格总结道。“这点可能是对机器的看法不同所致。制造商专注于机器,而用户更关注产品和工艺方面”。因此,制造商只是简单地看到他们制造的机器越来越智能,而用户看到的缺失各种各样的故障源和工艺优化。好在目前这两个方面仍由工人监管。因此,在用户看来,主要因素是获取信息技术知识和过程专有技术。并且他们认为在未来十年,这种情况将继续存在,对技术工人,特别是具有各种专业资格的技工的需求会明显增加。与此同时,许多机器用户预计对非技术工人的需求会下降。

根据这些结果,WGP作者对生产中自动化的各个阶段进行了定义,并纳入自动驾驶的阶段模型中。目的是为企业提供一种评估其自动化领域的最新技术,预测未来响应的关键方法,尤其是工人资格。因为自动化既非必需品,也非完全合理,不一定适用于生产链的每个环节。

3D模型,三个任务区域,用于确定各种生产过程的自动化阶段
3D模型,三个任务区域,用于确定各种生产过程的自动化阶段

各种变量决定对技术工人的需求

从自动驾驶模型出发,WGP生产基础模型包括三个必须考虑的任务领域:材料和信息流(网络)、安装状态(运行状态)和有问题的生产过程。“通过这种模式,公司可以安置其现有或未来的产品系统,并实现可视化”,格罗切说道。 “与此同时,他们可以量化极其多样化生产过程的自动化水平,并检测仍有可能进一步自动化的领域。”任务领域按照以操作员为中心的处理过程划分为5-6个等级,最高等级为灵活的全面自动化。

科学家们使用阶段模型对德国制造企业的自动化现状进行了分析,并发现目前的自动化状态与全面自动化尚有很大差距。汉诺威布尼茨大学成型技术与成型机(IFUM)研究所所长博恩-阿诺-贝伦斯教授表示,“人们可以假设,将来生产装置和工艺的优化不再仅仅由人类执行,生产装置本身将逐渐接管这项任务”。“尽管如此,我们相信,从长远来看,即使在未来的智能工厂中,人类也不会变得多余。我们需要安排人员监控生产装置的部分自动化系统,提供检修和维修服务。”“此外,新的商业模式不断涌现,例如基于数据的服务或机器学习领域。在这方面,也需要具备相应资格背景的人才”。

尽管已经实现自动化,也应对过程有准确的理解

未来几年对技术工人的需求将如何发展,最终取决于布局全球的德国公司在多大程度上将部分生产转移到低工资国家,然后将简单的工作任务交由低工资国家工人负责(如果从经济角度来看可行)。“这意味着生产责任以及整个过程链的管理将再次集中在一个地方。对于公司而言,也不失为一大优势,切不可低估”,贝伦斯提醒道。

凭借着较高的技术资格和对过程的理解,德国人在国际市场上仍然具有竞争优势。贝伦斯郑重说道:“如果我们希望保持目前在欠发达国家的领先地位,我们当然必须确保制造业企业的工人继续了解过程,以便在自动化程度不断提高的情况下,他们仍然能够从逻辑上遵循过程,并在必要时进行有效干预”。

但即使是现在,众所周知,雇主希望自己的员工兼具其他领域的资格,比如IT和机电一体化。汉堡联邦国防军大学生产技术实验室(LaFT)负责人延斯·伍尔夫斯堡认为我们应及时改变:“目前的基础和高级培训系统动态性不足,无法跟上令人眼花缭乱的技术发展”。例如,职业学校和教授的教师应该培养未来的技术工人,而他们自身却无法与数字化保持同步。因此,WGP建议公司继续与研究机构合作并交换人员,以便在两个方向上保证不间断的知识转移。“此外,我们应该在培训或职业教师研究机构内部组织安排课程升级”,伍尔夫斯堡教授说道。通过其生产学院,WGP不断促进加速知识转移。未来,WGP计划推出在线学习模块,解决职业培训的瓶颈问题。

无论是哪种情景,都有可能发生在工业工人身上,产品不断个性化,生产过程不断多样化,未来,工人工作会更加独立。贝伦斯认为有一件事是可以肯定的:“除了专家资格外,团队合作和灵活性也将成为未来工业工人的一大重要考核标准。”