播客：工业 4.0 如何改变制造业的游戏规则

Craig Sutton

Craig Sutton 是伊顿负责工业 4.0 业务的副总裁。他致力于推动行业领先技术的研发与应用，为伊顿的全球制造业务创造价值并提升竞争优势。

加入伊顿之前，他在 Deere and Company 工作了 23 年多，担任过从客户支持、质量工程到产品工程、产品验证及制造工程等多个岗位。他对增材制造、机器人技术、轻量化材料、数字制造、工业 5G 以及工业物联网 (IIoT) 等新型制造技术充满热情。他目前担任四城制造实验室 (Quad City Manufacturing Lab) 董事会成员、西伊利诺伊大学工程学院顾问委员会成员、伊利诺伊州卓越制造公司 (IMEC) 董事会成员、爱荷华州创新委员会成员，以及 MxD 研究所技术顾问委员会成员。

Craig 克雷格拥有伊利诺伊大学农业工程学士学位、爱荷华大学蒂皮商学院的高管工商管理硕士学位，以及西北大学凯洛格管理学院的战略创新领导力证书。 

Todd Earls

Todd Earls 是伊顿的信息技术、数字设计与制造部门的副总裁。在此职位上，Todd 负责领导一支由业务经理、架构师和功能分析师组成的团队，为全球的企业工程和运营职能提供支持。这涵盖了伊顿公司旗下逾 2 万名工程用户和 300 家工厂。

在就任现职之前，Todd 曾任伊顿航空航天业务的IT业务关系经理，并曾担任 IT 经理，负责 PLM 系统的全球部署。除此之外，Todd 曾在 Stryker Corporation 担任过多个职责日益重要的职位，其中最后一个职位是高级 IT 业务合作伙伴，负责该公司最大业务部门之一的全部 IT 战略及其全球产品生命周期管理 (PLM) 项目。

他拥有密歇根大学计算机科学理学学士学位和密歇根州立大学工商管理硕士学位。

主持人：欢迎收听伊顿的 10/10 播客，本期节目我们将聚焦塑造未来电力管理的行业趋势。在本系列节目中，我们的专家将在 10 分钟内，就当今业界最受关注的主题之一回答 10 个问题。从能源转型到数字化转型乃至更广阔的领域，我们将探索行业趋势，并探讨如何提供更安全、更高效、更可靠的电力供应。

CARA CLAIRE：大家好，Cara Claire，车辆集团传播部高级经理，今天为大家带来又一期伊顿 10/10 播客。受“工业 4.0”数字互联和数据分析启发的“未来工厂”现代化进程，能够为制造商提供新的途径，以进一步优化高效生产、实现安全与可持续发展目标，并减少停机时间和成本。

今天，我们将与“工业 4.0”副总裁 Craig Sutton 和 IT、数字设计与制造副总裁 Todd Earls 一起探讨，企业如何利用数据提升工厂生产力并推动业务增长。我们准备了 10 个问题，并留出 10 分钟时间进行解答。Craig、Todd，感谢你们的到来。让我们开始吧。第一个问题给到 Craig。Craig，您是如何定义“工业 4.0”的？

CRAIG SUTTON：好的，Cara，感谢您邀请我们来这里。我觉得，每当我开始谈论“工业 4.0”时，我通常会先回溯到“工业 3.0”这一基础阶段，因为那是 20 世纪 70 年代和 80 年代出现的一系列技术，当时我们开始看到计算机的普及，甚至机器人技术和自动化技术的初步应用。

但如果你仔细观察，你会发现这些都是独立的技术，它们的存在主要是为了更高效地完成某项任务。如今，随着我们迈向“工业 4.0”所探讨的领域，其核心理念在于机器与机器的协作、机器间的互联，以及万物数据的互联互通。我们一直在收集数据。我们运用数据分析技术，甚至已迈入人工智能领域，并引入了 3D 打印等其他技术。

CARA CLAIRE：谢谢您，Craig。既然我们已经对“工业 4.0”有了初步了解，您能解释一下企业为何应该投资于“工业 4.0”吗？ 它有哪些好处？

CRAIG SUTTON：我们可以看到，这些技术正在我们的运营中得到应用，通过利用数据洞察、提升生产力、增强灵活性，甚至加快产品上市速度，我们开始看到运营效率和绩效的提升。

这绝非伊顿独享的秘密。所有制造商都在积极探索这一领域。我们身处竞争激烈的市场环境。我们都需要证明自己如何致力于提升效率并实现价值。这也凸显了“工业 4.0”将如何真正将诸多效益转化为我们的财务业绩和绩效指标。

CARA CLAIRE：Todd，我想听听您对下一个问题的看法。您能跟我们谈谈“工业 4.0”计划中包含哪些技术吗？

TODD EARLS：好的，当然可以，Cara。目前确实有一些非常令人兴奋的技术。Craig 刚才提到了其中几项，比如物联网 (IoT)、人工智能、机器学习、虚拟现实、增强现实、机器互联、3D 打印机以及协作机器人。如今，凭借当今世界现有的计算能力以及技术领域的整体进步，我们可以在“工业 4.0”中运用各种各样的技术。

CARA CLAIRE：Todd，我想追问一下，当制造商计划对其制造流程进行数字化转型时，首先应该采取哪些步骤？

TODD EARLS：好的，我们确实应该从他们目前面临哪些问题开始着手。他们想要改进什么？ 是准时交付吗？ 是质量吗？ 是成本吗？ 还是其工厂内部的其他方面存在问题？

然后，基于这些问题，我们可以判断针对他们面临的每个问题，究竟是技术、人员还是流程方面的解决方案。如果属于技术范畴，即可以应用“工业 4.0”技术来解决，那么这一切都基于互联互通。

这种互联性可以是传感器，也可以是伊顿自有的智能产品，或是其他数据来源。但我们的首要目标，是切实找出运营中的浪费环节，进而通过技术手段进行分析并解决问题。

CARA CLAIRE：现在轮到您了，Craig。掌握了正确的数据后，制造商如何才能提升其盈利能力？

CRAIG SUTTON：我认为我们需要关注的一点是，其他公司在利用这些互联数据方面表现如何？ 因此，我们关注的一个方面就是一些已发布的报告。

麦肯锡最近发布了一份报告，他们调查了 40 多家制造商，询问这些企业：“既然你们已经开始使用互联数据，这对你们的利润带来了哪些实际帮助呢？” 而他们所指出的，正是生产力方面惊人的提升。例如，工厂产量和生产效率的提升呈现持续增长态势，与当前基准相比，提升幅度在 20% 到近 100% 之间。

另一个方面则涉及敏捷性。他们所说的敏捷性，主要体现在库存周转时间、减少库存的方法以及生产转换时间等方面。因此，我们可以再次看到，这些数据呈现出 50% 至 60% 的提升。当我们致力于实现最高效的运营时，我们所讨论的所有这些数据实际上都会转化为对利润的明确、直接的业务影响。

CARA CLAIRE：克Craig，我想回到您刚才提到的一个话题：增材制造。伊顿是如何利用增材制造来提高生产力的？

CRAIG SUTTON：增材制造，通常也被称为 3D 打印，其巨大的价值正逐渐显现。其中有一点我们很早就注意到了，那就是它能够显著提升速度、灵活性以及模具原型制作的效率。

因此，无论您是在产品设计阶段萌生了一个构想，还是在车间现场有了一个创意，都可以迅速建模并进行验证。无需漫长的准备周期和巨额投资。但我们真正开始在公司内部看到巨大价值，是在推动模具制造时。

这与增材制造可谓绝配。因此，我们投入了大量精力，专注于将增材制造作为模具制造的技术手段。你可以将其视为一种“增材优先”的方法，通过这种方式，我们能够有效降低运营成本。

CARA CLAIRE：谢谢您，Craig。Todd，企业总是需要适应社会和经济的变化。而新冠疫情只是其中一个例子。互联互通如何帮助企业应对变化？

TODD EARLS：我们面临的一个问题，也是最大的挑战之一，就是疫情爆发后，工厂不允许太多人进入。因此，我们得以利用增强现实和虚拟现实等技术，完成一些在不能进入工厂的情况下通常无法开展的工作。

这包括原本需在外部进行的培训、由客户进行的虚拟见证测试，以及由内部和外部人员共同参与的现场巡查。这些在通常情况下我们根本无法实现，但借助技术，我们成功做到了。这正是新冠疫情本可能使我们陷入困境，但伊顿却借此抢占先机的一个例证。

CARA CLAIRE：Craig，我们来谈谈工厂自动化吧。目前制造业中出现了哪些新技术？

CRAIG SUTTON：好的，有几个领域让我们倍感兴奋，我们正看到这些新技术的应用，其中之一就是 Cobot。Cobot 这个领域，其实就是指协作机器人。过去，我们看到的机器人通常是在防护笼或工作单元内运作，人与机器人之间存在着明显的隔阂。

但现在我们看到的是，这些低负载型机械臂专为近距离与人类协同工作而设计。它们不仅能显著提高人体工学效率，还能在安全装卸方面提高效率，从而提升与之并肩作业的工人的生产力。

另一个领域是自动物料搬运。我们常听到“AGV”（自动导引车）和“AMR”（自主移动机器人）这些术语。但归根结底，它们都是为了在工厂内自动搬运物料，确保物料在正确的时间送达正确的使用地点。

因此，你可以将其视为一种在工厂内寻找阻力最小的路径的设备。你装载好物料，它便会抵达目的地，然后我们可以卸货。这种物料运输方式极大地提升了作业安全性，并显著提高了生产力。

CARA CLAIRE：我们知道，互联性伴随着风险。那么，Todd，企业该如何确保其互联的制造设施是安全和可靠的呢？

TODD EARLS：互联性确实是“工业 4.0”的核心主题。而互联性意味着将传感器、机器以及其他内置软件的设备连接起来。众所周知，任何软件都存在安全漏洞。

我们知道，如果我们在连接的设备中存在漏洞，且这些漏洞引发问题或安全威胁，可能会影响伊顿的整个网络。因此，我们部署了防火墙等防护措施，以防止此类情况发生。

但最重要的是，在任何“工业 4.0”项目或计划中，我们都会在连接设备之前，确保一切安全无虞。为此，我们采取多重措施，以确保伊顿内部拥有安全的环境，从而防范任何外部网络安全威胁。

CARA CLAIRE：最后，Craig，您能谈谈您对未来工厂的构想吗？

CRAIG SUTTON：我们将从一个仅具备数据洞察能力的工厂，转变为真正具备智能的工厂。工厂也将从自动化生产，迈向自主化生产。这其实就是我们将此前讨论过的所有概念——包括互联设备——整合在一起的结果。

展望未来，我们将看到一个真正全面互联的工厂，其中所有生产线都将具备自我调节能力。它们将具备自我学习的能力。它们将变得非常灵活。我们将能够对未来的发展趋势进行精准预测。

我们将预知产量波动、订单变化等因素带来的影响，这意味着未来的工厂实际上将突破“四面墙”的局限。这些工厂将与我们的仓库、设计团队乃至整个供应链形成一个互联的生态系统，让我们能够和谐地共享数据，从而以极高的高效和生产力推动未来的发展。

CARA CLAIRE：Craig、Todd，非常感谢你们今天抽出宝贵的时间。听你们讲述“工业 4.0”如何推动制造业发展，真是很有意思。看到这种转型逐渐成形，真的令人振奋。如需进一步了解我们如何为未来工厂赋能，请访问 eaton.com/industry4-0。