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                    中國工業互聯網的三大“手術”


                    在未來以智慧工廠為主導的社會場景中,歷史學家會記錄下人類工廠經歷的三大革命戰役:CPS(Cyber-PhysicalSystems)革了血汗工廠流水線的命,大數據革了企業拍腦袋經營決策的命,C2M(Customer-to-Manufactory)模式革了產品流通的命。


                    工業互聯網


                    現在,人類工廠正在接受換身、換頭和換肢的手術,手術完后,搖身一變,就成了智慧工廠,在智慧工廠里,人族、機器人族、物品族,三族和諧互動(信息交換和通信),它們之間彼此配合默契,無須一個眼神,就能知道對方從哪里來到哪里去。


                    假如你給這廠里送來了一頭生豬,很可能下午就會變成香噴噴的香腸,晚上就自動發貨,第二天早上,你就可以在飯桌享受自己的“作品”。不過呢,這個手術剛剛開始,手術時間有點長,大夫說第一期至少需要10年才能做完,全部做完則需要30年,屆時,就徹底消滅了人剝削人的血汗工廠,人類全面駕(nu)馭(yi)機器族。


                    眼下,中國已經決定踏上工業互聯網的高速公路,數不清的企業涌入,接受換身、換頭和換肢的手術。豬肉要自動變成香腸,需要解決三個問題:首先要解決機器對豬肉識別,這要求機器要有感知能力;其次要求機器能夠理解并完成做香腸的任務,這需要機器與人之間能夠進行交互;再次,宰豬灌腸是個非常復雜的流程,機器與機器之間需要協作交流。CPS正是來解決三個問題的,它實現了人、機、物的交互,能夠讓機器具備一定智能,可以自我感知、自動思考、自動采取行動。


                    如果CPS技術足夠先進,那么它可以賦予機器智慧,這項技術具有極為重要的戰略價值。2007年7月,美國總統科學技術顧問委員會(PCAST)在題為《挑戰下的領先——競爭世界中的信息技術研發》的報告中列出了八大關鍵的信息技術,其中CPS位列首位,其余分別是軟件、數據、數據存儲與數據流、網絡、高端計算、網絡與信息安全、人機界面、NIT與社會科學。CPS的重要意義在于把人類通過信息技術和物理世界互聯起來。美國國家科學基金會(NSF)計算機與信息科學和工程總監Branicky指出,“如同互聯網改變了人與人的互動一樣,CPS將會改變我們與物理世界的互動?!?


                    這個場景有點科幻。但如果你參觀過寶馬鐵西工廠,就會有不同的想法。在沈陽這片位于北緯41.8度的土地上,聳立著一座超級工廠,它耗資15億歐元、占地面積等同于10個鳥巢、自動化率達到93%、完全復制寶馬德國萊比錫工廠的世界級水準......在哪里,你會以為自己置身科幻世界,并會驚奇的發現,一塊鐵板如何在642臺機器人的操作下變成了一輛驚艷的汽車。


                    從系統論角度來看,智慧工廠的組成包括硬件、軟件、運算能力及數據分析。其中,硬件包括終端、感測、通訊、顯示、監控等;軟件部分則如工控軟件、企業管理平臺、監控的人臉辨識及共通的通訊協定等;運算能力與大數據分析則依靠工業云的建立與導入。


                    云端運算與大數據分析對智慧工廠的運作模式相當重要,它包括CAD、CAE、CAM、CAPP、PDM、PLM、ERP等等一體化產品設計以及產品生產流程管理,并利用高性能計算技術,虛擬現實以及仿真應用技術,提供多層次的云服務。CAD/CAE/CAM同屬于產品設計階段,CAPP屬于PDM系統的一部分,主要針對產品的工藝規程、典型操作規范,PDM系統為產品數據管理系統,主要應用于產品設計和產品交付管理;PLM為產品生命周期管理,可以把產品結構設計、工藝設計、制造參數設計、生產、銷售、對產品的跟蹤全部裝在PLM內。ERP是一種主要面向制造行業進行物質資源、資金資源和信息資源集成一體化管理的企業信息管理系統,提供跨地區、跨部門、甚至跨公司的實時信息整合。


                    在智慧工廠在運營管理中,數據是核心資源。工廠通過軟件管理的傳感器、數控設備和機器人,不斷地與環境進行交互,會源源不斷產生海量數據,以德國安貝格工廠為例,其生產線上的在線監測節點超過1000個,每天采集數據逾5000萬個。顯然,硬件誰都可以購置,軟件也可以定制,但數據卻是獨一無二無法復制的核心資源。工業大數據將促使工廠管理者的決策方式從“業務經驗驅動”向“數據量化驅動”轉型。這些獨一無二的數據是工廠核心資產和創新源泉。擁有數據的規模和質量以及收集、分析、利用數據的能力,將決定下一代工廠的核心競爭力。


                    打個比方說,采用了C2M模式后,你定制好的香腸,工廠可以直接發貨到家。這種從工廠到消費端的直接交易的本質是去中間化,取消了中間商、渠道商等一系列環節,直接讓利消費者和制造商。不僅如此,每個客戶都可以參與產品設計,產品的開發創意可以直接來自于用戶交互平臺,企業可以根據用戶定制需求而組成不同的方案。


                    C2M能夠實現大規模的個性化定制。成千上萬的用戶提交的定單,會實時傳到工廠,由智能制造系統自動安排生產,并將信息自動傳遞給各個工序生產線及所有供應商、物流商,不同的工序根據指令生產相對應的產品模塊,最后在總裝線上進行組裝。


                    用戶通過手機、電腦等終端,可以實時看到互聯工廠產品的生產情況。用戶個性化需求的同步共享和生產線的協同,是依靠橫向、縱向無縫集成的數字化系統實現的。橫向應用互聯網技術,從用戶需求再到產品設計、制造、物流、服務,實現整個全流程供應鏈體系的整合;縱向通過物聯網技術,從企業到工廠,再到車間,最后到每一臺設備每一個人,統統連接為一體。


                    國內C2M模式的典型應用企業是位于即墨的一家公司,它大概是全球第一個實現西裝100%定制的企業。該公司用11年的時間,耗費2.6億元,設計了 C2M(CustomertoManufacture)在線平臺,讓消費者可以在自家電腦上選擇自己想要的西裝款式、面料、紐扣的款式數量、乃至每一根縫衣線的顏色。


                    在他們自己設計的系統中包含著20多個子系統,全部以數據來驅動運營。每天系統會自動排單、自動裁剪、自動計算、整合版型,這些過去都靠人工完成,而今,一組客戶量體數據完成定制、服務全過程,無需人工轉換、紙制傳遞、數據完全打通、實時共享傳輸。每個員工都是在互聯網終端上工作,實現“在線”工作,而不是“在崗”工作。


                    看完了換身換頭換肢手術后,我們不難發現,工業互聯網是一種全方位的解決方案,而不只是一個業務模塊、一條自動化的生產線,或者一堆機器人、一堆智能硬件。說到這里,我發現自己是如此的激動,以至于不能靜靜地坐下來思考。


                    我想,只有那些率先獲得技術自由,立馬踏上新征程的人們,才能感受到這種即將揭開未來神秘面紗的激動心情。在某種意義上,工業互聯網使得工廠成為一個“信息+物理”組成的生命體,它的未來是沒有組織、沒有部門、沒有領導,而是依靠自組織、數據驅動、有直屬服務能力的一個機體。面對此情此景,國內企業坐立不安,他們站在工業互聯網路邊翹首以盼,盼望得到技術改造,希望接受手術。


                    經過一段時間的調查掃描,我認為,這些企業更喜歡做“換軀”的手術,而換頭換肢,還是難度相當大的。尤其是C2M,對大多數制造業公司而言,還是個非常新穎的題目,多多少少有些力不從心。在這樣的前提下,有些企業可能就走了歪路,比如某鋼廠,投巨資建設了電子商務平臺,很多人以為是工業互聯網,其實這最多是工業+互聯網。


                    關鍵詞:自動化  信息技術 工業互聯網 
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