如何超越工業4.0 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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編輯推薦

你知道勞力士、歐米茄、萬國這幾個名錶都在用同一款7750機芯嗎？
你知道名錶的價值體現在品質上還是體現在品牌的價值上？
你知道蘋果手機外形美觀、觸感舒適的機殼是怎樣製造齣來的嗎？
你知道德國製造業今後如何發展嗎？
你知道日本製造業今後如何發展嗎？
你知道大數據時代如何為企業的全球化製定發展戰略嗎？

內容簡介

本書作者指齣，沒必要被工業4.0和仿真網絡玩弄於股掌之中，列舉並分析瞭歐美企業戰略的本質，並且探索齣尋找製造業的全新齣路。

作者簡介

中村昌弘，鳥取市人。大阪大學研究生院工學研究科生産科學係工學博士。於大阪大學工學部進行認知技術、圖像處理等研究。畢業後進入小鬆製作所生産技術研究所工作，緻力於智能機器人和空間理解等技術的研究開發和商品化。1993年創立LEXER RESEARCH，研究開發對話型虛擬現實技術與人機對話技術。為瞭讓日本的創造力在全球化的浪潮中得以加強，開發GP4係列和GD.findi係列。2012年獲得第四屆製造業日本大奬?經濟産業大臣奬。此後緻力於提倡和普及“仿真綜閤生産”這一概念。

目錄

第一章 多變的世界與生産戰略
第二章 應當追求的經驗、樣闆和計算方式
第三章 仿真集成製造
第四章 仿真與生産類業務的改革
第五章 通過SIM實現製造業的革新
第六章 邁嚮智慧養成之路
第七章 與英纔的對話：職業隻會與數字工程的結閤
結語
參考文獻

精彩書摘

　　仿真集成製造SIM的概念
　　第2章中已經提到過以生産樣闆為中心的工程活動的重要性和必要性。
　　製造業的流程從産品計劃和定價計劃、選址戰略等計劃開始，經過設計、采購、工程設計、生産綫計劃等步驟、建立生産體製，最終開始量産。隻要把生産樣闆這一概念作為基礎貫徹於整個流程中，就可以把各自獨立的業務有機地串聯起來，簡單來說就是，生産樣闆實現瞭製造業的縱嚮整閤。
　　導入生産樣闆這一概念的目標之一是為瞭把握業務活動中的各個計劃對生産現場會産生何種影響。也就是說，可以預測（Predict）未來可能發生的種種情況（圖3-1）。
　　因此，把生産模擬技術作為一種前瞻性的工程技術加以靈活利用，能夠産生很好的效果。
　　如圖3-2中所示，讓生産模擬貫穿於從産品計劃階段到生産戰略、産品設計、工程設計、生産綫設計、物流設計、物流計劃、直到量産開始後的生産活動，讓共通的生産樣闆成為檢驗可行性和預測未來的核心。並圍繞生産樣闆追求各個業務的整體最優化，使製造能力發揮到極緻。
　　這其中的關鍵是要把實際生産現場的要素反映到生産樣闆中。利用平麵圖、物流、設備、金屬模具等工具，再加入從業人員整理的信息，就能加強生産樣闆的具體性。隨著生産模擬的可信度提升，隻要把實際的生産現場作為基礎，就有可能實現目標。
　　筆者把這種通過生産模擬來整閤工程業務的方式稱為“仿真集成製造（Simulation Integrated Manufacturing，SIM）”（圖3-2）。這種方式超越瞭以往的係統動力學（模擬樣闆中的因果關係來預測的方法），有望在物聯網時代實現強有力的商業管理。這種方式為生産類的業務流程創建瞭強大的中軸，從而得以追求製造力的提升。
　　SIM不光能夠應對多種類生産和自動化生産等生産形態，對於以物聯網為代錶的生産係統的變化也應對自如。如圖3-3所示，SIM是物聯網、智能機器等數據網絡和現實世界相連接的樞紐，而且通過生産樣闆，它也能和生産類業務流程建立聯係，從而使生産現場和業務流程更好地結閤。
　　通過以生産樣闆為核心的生産模擬技術，可以把SIM和物聯網類，業務流程類互相結閤，達到一體化。通過SIM達到製造業的縱嚮整閤，把以往高度依賴現場的製造力進行係統性的強化。此外，僅僅靠現場能力很難開展目標指嚮性明確的戰略，必須強化組織整體的應對能力。
　　……

前言/序言

　　從經驗、樣本、信息處理中誕生的創新
　　各位知道弗雷德裏剋?溫斯洛?泰勒（Frederick Winslow Taylor）嗎？
　　他是一位美國的經濟學傢。他將標準工時概念導入製造業，並確立瞭製造業的科學管理方法，從此製造業掀起瞭改革創新的熱潮。以福特公司采用傳送帶流水式生産方式為開端，標誌著批量生産時代的序幕拉開瞭。
　　製造業的世界受到瞭具有曆史意義的進化浪潮的衝擊，從傢庭式小作坊開始，經過工廠手工業階段，在泰勒的科學管理方法下，進入瞭批量生産的時代，在這個時代，日本的製造業成為瞭威廉?愛德華茲?戴明（William Edwards Deming）開創的品質管理方法下巔峰級的存在。並且，隨之而來的還有以全球化以及産品價值的變化、産品設計和生産方式的變化為代錶的浪潮，這股浪潮將會衝擊固有的價值，將它們淘汰。此外，製造業嚮物聯網（Internet of Things）順應的各種錶現，無疑也是一股新的潮流。
　　但是，我們沒有必要被工業4.0和工業互聯網等新動態所左右。對於日本製造業來說，利用物聯網的浪潮，在把握自身的長處的基礎上，朝著理想的未來前進纔是關鍵。
　　德國的工業4.0是慣於采用橫嚮分工的歐洲的必然産物。同樣工業互聯網也是一體化戰略的美國的必然産物。那麼日本的必然産物是什麼？又應該追求何種價值？這就是本書將要探討的第一個主題。
　　改革創新是發現結閤依靠“産業文化”的技術來發現自身優勢。今後的時代，製造力究竟何在，又將何去何從，本書也將對這一問題進行思考。針對世界各國製造業的物聯網化動嚮，本書將根據德國、美國、日本的製造業特徵和社會背景，分析它們的發展方嚮及其必然性，並將在這一論題之上，進而探討日本製造業的發展方嚮。
　　其次，當今時代風雲變幻，本書還將介紹以生産領域為核心的工程技術的新概念，這是本書將討論的第二個主題。
　　這一新概念就是“仿真綜閤生産（Simulation Integrated Manufacturing）。以在生産階段的各種業務中靈活運用仿真技術的管理手法，強化製造業的根本優勢，纔是通往技術創新之路。這是多變時代的方法，也是和第一個主題的應對準則之一。
　　本書中將分析“仿真綜閤生産”這一概念以及為瞭推行這一概念的方法和手段。此外還將盡可能在說明概念的同時，列舉包括實例的具體實踐錶現。這一概念也可能在將來成為製造業的一次進化。
　　下麵將要說明本書的寫作目的、為瞭論題鋪墊的基本研究以及關鍵詞。
　　首先，大概介紹一下第一個主題的背景和目的。
　　當今正值變幻莫測的時代，受市場的多樣化和社會結構變化的影響，製造業從批量生産時代進入瞭多品種生産時代。有意識地注重適應市場的TTM（Time to Market：從産品研發到投入市場的時間）和MTO（Make to Order：收到訂單到生産的過程）已經成為這個時代的共識。具有全新市場價值的産品層齣不窮。事到如今，已經進入僅僅追求QCD（Quality-Cost-Delivery質量-成本-交期）並不能在競爭中占得優勢的時代，這一點無需贅述。
　　至於産品戰略方麵，以美國蘋果公司為代錶，市場價值由産品功能性能轉嚮設計和創意概念，又進一步轉變為服務化。另外，在産品設計中，以模塊設計為代錶，針對市場多樣化的設計方法論也逐漸普及。
　　在生産戰略方麵，具有代錶性的是工業4.0，在物聯網的背景下，工業4.0已經開始嘗試超越日本式。智能機器的標準化戰略就是要通過物聯網，更新生産現場的操作流程。
　　在服務戰略方麵，美國通用電氣（GE）公司的商業模式是典型代錶，把産品和服務經過物聯網整閤，能夠産生排他性的競爭力，這一點已經得到瞭證實。
　　在此之上，增材製造(Additive Manufacturing)促進瞭實體物品銷售嚮數據銷售的轉變。並且，發展中國傢的經濟發展和國際關係的變化會導緻市場需要和供給體製的變動，必須膽大心細地應對這些變動。而且要花大力氣點明今後在能源和環境問題方麵製造業需要應對的要素。
　　在如此多變的時代，必須采取以變化為前提的戰略，應對市場價值變化和經營環境變動的能力也變得尤為重要。也就是說，“能産生價值的能力與靈活應變的能力”是非常重要的。
　　再進一步說，這就是在市場競爭中如何創造齣充滿吸引力的産品，以及如何利用製造力來支持它占據的競爭優勢的問題。在這個時代，僅僅是設計和功能上的價值是無法保持永恒的競爭優勢的。但是，假如有一種“特彆的固有的製造力”能夠解決這個問題，産品就能夠拉開差距，占據無法動搖的競爭優勢地位。隻要把日本的強項戰略性地係統化，並把這種製造力價值化、差異化，就能為製造業打下堅實的基礎。
　　那麼，要如何實現這些呢？關鍵是緊密如肌肉的組織和末端神經般無孔不入的組織能力的管理，以及支持它們的工程方法，和使其可行的機製。
　　誠然，要建立優秀的生産場所，經驗的積纍和優秀的人纔的擁有都是不可或缺的，但僅有這些完全不夠。必須統一組織內部的意見，使生産戰略的整體處於最閤適的水平，把這些要素都有效地運用到事業戰略上去。從個彆最適轉嚮整體最適，從地方管理轉嚮全球化管理，從自上而下戰略轉嚮為瞭激發製造力的創發戰略，這樣的革新在當今是亟待進行的。
　　雖然筆者並非經營學者，但是為瞭從技術、工程的視角探索可能性，鬥膽在本書中進行瞭這些討論。
　　變化是無法被預知的，但是，具備在推測變化的同時隨機應變的能力是十分重要的。如果把預估變化的能力作為一種工程技術，想必新的價值就會由此産生瞭。
　　接下來，為瞭引齣第二個主題，在此說明幾個關鍵詞。這些關鍵詞和第一個主題中提到的目標實現之間也或有聯係。
　　本書的目標是生産戰略，在戰略策定時産品戰略和販賣戰略等等都是息息相關的，必須把生産據點、物資調度、生産體係、生産計劃等生産戰略調整至最閤適的程度。另外，即使是在生産戰略上，集中生産組織所具備的潛在的能力和經驗，承認自下而上的可能性，為事業戰略的選擇擴大選項也是非常重要的。
　　這些也是在變化萬韆的時代中為瞭占得優勢而采取的戰略之一，也就是多變時代的生産戰略。
　　那麼，為瞭實現這些戰略，采取何種方法好呢？在本書中，將分為樣闆（MODEL）、計算（COMPUTING）和經驗（EXPERIENCE）三個關鍵詞展開詳述。
　　樣闆
　　第一個關鍵詞是“樣闆（MODEL）”。在全球化時代，僅僅依靠個體的能力單獨進行生産活動是行不通的。在強化個體的同時，有組織有戰略的活動組織係統是必要的。因此，單單建立信息係統或者管理係統是遠遠不夠的。通過閤乎邏輯地錶現生産係統（控製製造産品的一係列流程的工廠或物流之類的組織）的“樣闆”，為共同理解打下基礎非常重要。
　　樣闆原本是把認知係統化的概念，是通過邏輯錶達和結構錶達來錶述的。尤其是在本書中的“樣闆”一詞特指理想化的、規範的、實體化、典型化的存在。以樣闆為藍本思考，針對想要達到的目的，假設可能影響它的各種因素，再以此視點擬定方案，這種方案的閤理性和可行性就比較高。
　　把這種“物”和“事”的思路結閤在樣闆一起，這樣就能對製造業發揮效果。在製造業的世界裏，嚮來都有把各種概念曖昧地混為一談的一麵。尤其是在生産現場，往往無法正確把握情況，在實際的操作中，便産生瞭各種各樣的問題。因此，樣闆和“物”與“事”結閤在一起，就可以把這種曖昧性排除，而讓它們之間的關係變得清晰明瞭，計劃業務的可信度也變高瞭，有利於最大限度地發揮組織能力。這樣，就能建立起強大的生産組織，纔能夠創造全新的價值。
　　計算
　　第二個關鍵詞是“計算（COMPUTING）”。
　　在全球化時代，為瞭應對廣泛的業務領域，必須廣泛運用計算技術，然而計算能力卻是有限的。即使計算機的性能已經變強瞭，仍然不足以應付高難度的工程。
　　科技是有上限的，所以不能完全依賴科技，而要最大限度地發揮計算的能力，用計算來實現人的意願和行動纔是有效並且有意義的。
　　技術是不可能完全替代人的，即使如今新興的物聯網和人工智能（AI）已經應用於製造領域，也是如此。如何通過計算來強化生産組織的能力，也是重點之一。
　　經驗
　　最後一個關鍵詞就是“經驗(EXPERIENCE)”。
　　“現場?現貨?現實”的“三現主義”所代錶的日本産品製造工藝，對現場講究到極緻。這一點確實是日本的一個優點。但是，現場的各種經驗作為個人技術具有屬人化的局限性。
　　為瞭有效利用現場的優點，在對經驗主義的現場活動不斷有效利用並從中得到“發現”和“見解”的基礎上，把它們作為一個體係有效利用起來，一定要在形式上變得知識化。把這些做成上文中說明的“樣闆”，是個人知識到體係知識的升華，也關係到現場力量的革新。
　　以上提齣的三要素“經驗?樣闆?計算”是通往第一個主題的途徑，也是獲得麵嚮未來的推動力，即“産生價值之力”和“能夠變化之力”的起點。但是，由於這三個要素性質不同，所以將它們有機地結閤起來並使其有效地發揮各自的作用，是十分重要的。
　　也就是說，能否製造齣反映經驗中得來的“發現”和“見解”的樣闆，能否通過計算能力評價樣闆並對優秀的生産係統做齣支持，這些事情的實現與否就是重點所在。而且，將其綜閤聯閤視為目的的新型技術概念是很有必要的。
　　本書中，提齣瞭能夠綜閤“經驗?樣闆?計算”三要素，並且能夠支援“産生價值之力”和“能夠變化之力”的第二個主題，即 “仿真綜閤生産（Simulation Integrated Manufacturing=SIM）”這一全新概念。
　　仿真集成製造的核心在於錶示生産係統的“生産樣闆”，與生産有關的資源作為“物”，與生産有關的操作作為“事”，都列入其中。通過對生産工廠的作業活動以及資源流程的預測技術，實現瞭對話地開展各種試驗的“預測性工程”。因此，作為SIM的共同基盤，從計劃到設計、批量生産的生産部門業務，將會被緊密地連接起來。
　　由於運用瞭生産仿真，這個概念被叫做仿真綜閤生産。關於詳細情況可以參閱本書正文部分。 SIM支持並保證瞭與生産有關的各種策劃、計劃的閤理性和可實現性。
　　不僅如此，基於共同的生産樣闆，SIM也將各組織內僅能實現部分最優的計劃業務作為一個整體推進到整體最優化。雖然生産鏈和供應鏈的業務流程常在不同組織內進行，但是將它們的活動聯閤起來並實現全體最優，具有十分重大的意義。
　　而且，由於能夠預測未來，SIM超越瞭時間。由於能夠插圖涵蓋物理上看不到的範圍，SIM超越瞭空間。實質上提供瞭發生與現實同等的“事物”的機能。這被稱為機能性空間，也叫虛擬空間。
　　“虛擬”不是假象虛構的意思，其根本上的意思是“實際如此”。根據SIM所製造齣的虛擬空間能成為機能性空間的“真實空間”。而且，這裏是共享經驗的場所，是聯閤思考的場所。通過在虛擬空間內的活動，在其中將發生新的“創造”。
　　關於虛擬的議論超齣瞭本文的主要內容，因此不再贅述。但是通過將産品製造中的“經驗?樣闆?計算”虛擬化並綜閤起來，從其中産生“智慧”與“力量”的組閤，有助於開拓麵嚮未來的齣路。
　　本書的構成如下。
　　在第一章裏，在變化多端的全球化環境，思考日本的産品製造問題。並說明IoT、工業4.0等新動態的定位，對該課題進行陳述。
　　在第二章裏，將麵嚮今後的産品製造經營的理想狀態，說明作為其道路起點的“經驗?樣闆?計算”的含義，其中將特彆說明“樣闆”的含義及導入它的意義和效果。
　　在第三章裏，將介紹仿真綜閤生産的概念。在此說明仿真綜閤生産的基本觀點的同時，也將說明“經驗·樣闆·計算”虛擬綜閤的意義和效果。特彆是闡述通過虛擬化，仿真綜閤生産將得到怎樣的智慧和力量，以及它的功能和希望。
　　在第四章裏，將介紹為瞭實現仿真綜閤生産而采取的技術手段，以及使其得到有效利用的運用技巧。將介紹具體的分析技巧和問題解決技巧，以及支持決策的最優技巧等。並說明仿真綜閤生産有實現的可能性。
　　在第五章裏，將介紹通過産品製造如何使仿真綜閤生産變得有效。為瞭實現戰略性的産品製造革新，將通過幾個案例研究介紹有效利用的效果同時介紹適用事例以說明其有效性。
　　在第六章裏，將思考通過仿真綜閤生産的有效利用，如何使人的智慧形成和發展。將這個活動充實起來，關係到本書所提齣的産品製造戰略的發展壯大。
　　在第七章裏，將介紹與日本産品製造深切相關的智者們的談話。
　　對提綱中各要素有興趣的讀者，可以閱讀對應章節。
　　下麵，麵嚮本書廣泛的讀者層，根據各自的喜好為大傢介紹相應的閱讀重點。
　　製造業管理層、參與經營戰略的各位
　　瞄準SIM這個概念，想優先閱讀其有效利用的方法的各位，建議您在確認第一、二、四章的目的和意圖後，閱讀第三章。
　　從事生産技術、製造的各位
　　希望您閱讀與業務的具體運用有關的內容。建議在粗略看一下第一、二章，確認瞭SIM的目的之後，以第三、四章為中心，閱讀與結構和技術相關的內容。另外，第五章的事例也可供參考。
　　從事企業IT行業的各位
　　本概念建立在IT企業的基礎之上，因此請從事IT行業的各位務必讀一下此書。推薦您以第三、四章為中心，領會為瞭使本概念成為現實的係統形象。
　　生産係統的研究者、學術界的各位
　　在産品製造的理想狀態日益更新的當下，如果本書對各位讀者的技術研究能提供參考，那將是我的榮幸。建議重點閱讀第三章的基本概念和第四章的仿真技術，以及第五章的效果樣闆。
　　學習産品製造的學生們
　　對於學生們來說，比起局限於閱讀特定章節的內容，更希望大傢能夠廣泛閱讀。對於産品製造過程中發生瞭什麼，其本質是什麼，對應的方針和行動是什麼，希望學生讀者們可以理解並感受它們。
　　在公共機關等參與製造業戰略的各位
　　本書的主旨並非希望您獲取知識，也非單純對概念的概說。而是對革新産品技術、構築産品製造未來的途徑和看法。希望您在閱讀第一、二章之後，閱讀並參考第四章介紹的本概念的展開與效果。
　　第六章裏收錄的是與日本産品製造業深切相關的智者們的對話。
　　從現在起應當推進的一個事情是，至今纍積的經驗和見解如何在實現共享、協同創造的同時將其擴大。作為這一活動的一個環節，筆者在2014年12月至2015年5月期間，與産品製造業各領域的智者們進行瞭對話。
　　在此，以“專門性知識和數字工程”為基調主題，從生産現場到産品設計、産業再生、價值創造、社會設計的廣泛領域進行瞭對話。由於這些對話非常激烈刺激，為此，特在本書中將對其做齣介紹。
　　本書中收錄瞭“經驗?樣闆?計算”、“虛擬化”、“仿真綜閤生産”這些新概念。，如果本書能對在發生巨大變化的國際化社會中受到挑戰的各位作為參考，是我的榮幸。
　　為瞭說明新概念，本書中齣現瞭冗長的錶達和重復的記述，還請各位見諒。
　　對於本概念和提議有意見和期望的讀者，請一定批評指正。
　　2015年8月
　　中村昌弘

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