“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”不僅包含工業(yè)的升級,也包括互聯(lián)網(wǎng)的升級,在工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)深度融合后,還要進一步發(fā)展。
當前有幾個熱詞,按時間順序來講,分別是“互聯(lián)網(wǎng)+”、“工業(yè)4.0”、“兩化深度融合”、“智能制造”和“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”?!肮I(yè)互聯(lián)網(wǎng)”這個概念由美國提出,其核心是發(fā)揮數(shù)據(jù)采集、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算的作用,為工業(yè)企業(yè)節(jié)約至少1%的成本,而“工業(yè)4.0”則由德國提出,已上升至德國的國家戰(zhàn)略高度。中國作為制造業(yè)大國,需要走自己的路,發(fā)揮中國的特色,這樣才能把制造業(yè)大國變成制造業(yè)強國,在世界制造市場中占有更大的份額,并獲得足夠的話語權(quán)。
何為“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”?
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”可以理解為工業(yè)制造業(yè)的改革創(chuàng)新模式,按照公式來列可以這么描述:
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+” ={(工業(yè)+)+(互聯(lián)網(wǎng)+)}+
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”不僅包含工業(yè)的升級,也包括互聯(lián)網(wǎng)的升級,在工業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合后,還要進一步地發(fā)展,基于原有工業(yè)基礎進行升級改造,形成利用互聯(lián)網(wǎng)思維、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全新工業(yè)生態(tài)。這種生態(tài)以需求引領、創(chuàng)新驅(qū)動和制造升級為核心,從而促進制造業(yè)走出微笑曲線的谷底,實現(xiàn)制造與創(chuàng)新、營銷的三足鼎立,在經(jīng)濟收益、利潤空間和重要性方面獲得明顯改善。
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”有什么特色?
人口規(guī)模稟賦。制造業(yè)在一個國家的經(jīng)濟中占有非常重要的地位。制造業(yè)的提升對于國家的經(jīng)濟穩(wěn)定、經(jīng)濟走勢和競爭力有著非常大的影響,因此各國大都根據(jù)自己的稟賦基礎來針對制造業(yè)制定國家戰(zhàn)略。美國在計算機技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面優(yōu)勢明顯,而德國在裝備制造業(yè)、控制系統(tǒng)和管理軟件等方面具備較強優(yōu)勢,所以分別提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“工業(yè)4.0”。筆者認為我國最大的基礎就是擁有巨大的人口規(guī)模,這種人口優(yōu)勢應該是我國發(fā)展工業(yè)制造業(yè)的核心。從制造模式分析,在未來的制造業(yè)中,個性化定制、小批量定制會在經(jīng)濟總量中占有越來越高的比例。從產(chǎn)品角度來分析,可以把產(chǎn)品與工藝的關(guān)聯(lián)性按高低來分,而工藝也可以按照成熟度分出高低,顯然對于工藝成熟度低的產(chǎn)品,以及產(chǎn)品與工藝關(guān)聯(lián)性高的產(chǎn)品,都離不開大規(guī)模的人口介入。我國需要在這樣的產(chǎn)品領域加大投入,從而進一步挖掘中國人口稟賦的價值。
團制模式。團制模式這個概念為筆者所提出,其不同于近些年興起的大規(guī)模定制,也不同于個性化定制。相對而言,個性化定制在經(jīng)濟總量中的比例還比較小,比例更高的仍然是規(guī)模化生產(chǎn)。然而與傳統(tǒng)的規(guī)?;a(chǎn)不同,以往的規(guī)模化生產(chǎn)是生產(chǎn)庫存然后銷售,而團制模式更強調(diào)是形成具有經(jīng)濟規(guī)模的采購,去掉中間渠道,直接向工廠采購。這種模式具有經(jīng)濟的集約性,避免了庫存積壓,提高了資源利用率,也促進了企業(yè)創(chuàng)新,因此其必將在總體經(jīng)濟中占有越來越大的比例,成為制造業(yè)發(fā)展的一種趨勢。
微費經(jīng)濟。微費經(jīng)濟指消費者的支付是一個非常低的值,這種值遠較以往的小。形成這種模式必然需要一系列的轉(zhuǎn)變,這種轉(zhuǎn)變需要包括剝離無效的不增值部分,例如銷售渠道,更需要生產(chǎn)制造的專業(yè)性,利用專業(yè)性、規(guī)?;档统杀?。此外還可以利用高速發(fā)展的網(wǎng)絡,對信息不對稱現(xiàn)象進行革命性改進。
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”的執(zhí)行路線圖
構(gòu)建智能的人和智能的組織。人的智能包括“智”,指的是認知能力,又進一步分為認識與知道,而“能”強調(diào)的是技能和行為習慣。目前在一些工廠,機器人已經(jīng)開始代替工人從事一些生產(chǎn)勞作。出現(xiàn)這種情況的主要原因包括企業(yè)招不到合適的員工、員工的素質(zhì)難以達到要求以及過高的人工成本。筆者以為更大的原因是生產(chǎn)的效率與質(zhì)量。企業(yè)利用自動化設備,尤其是通過使用機器人,可以實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)能力的大幅提升。對企業(yè)而言還有一個潛在問題,那就是人的風險問題,這恐怕也是很多企業(yè)用機器人代替工人的一個深層次原因,機器不會主觀犯錯誤,而人可能帶來難以預料的風險。企業(yè)需要加大對工人知識和技能的培養(yǎng),不僅需要傳授“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”的相關(guān)技術(shù),還要加強心理素質(zhì)的培養(yǎng)。智能的組織則是在原先的金字塔、矩陣式等組織結(jié)構(gòu)形式上,根據(jù)企業(yè)的情況、客戶的需求來構(gòu)建更有效率的組織架構(gòu)模式,例如“不為我有但為我用”、一專多能、復合人才培養(yǎng)等。
實施車間執(zhí)行系統(tǒng)(MES)。車間應該成為我國“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”最重要的實施主體,提升這個主體的綜合實力是重中之重。車間的構(gòu)成可分為三個層面:智能裝備、由智能裝備構(gòu)建的智能生產(chǎn)線和多條不同智能生產(chǎn)線構(gòu)建的智能車間。MES軟件則是這個主體最重要的軟件應用,其上接ERP系統(tǒng),下接硬件設備的中樞,可以提升車間的自動化、智能化。通過MES系統(tǒng)的實施,可以對車間的設備、人員、工具、量具、能源、生產(chǎn)計劃執(zhí)行、質(zhì)量等方方面面進行統(tǒng)籌管理,進而有效地在執(zhí)行層面提升企業(yè)的制造實力,優(yōu)化資源配置。
實現(xiàn)車間的自動化與智能化升級改造。通過實施MES系統(tǒng),企業(yè)可以采集各種數(shù)據(jù),從全生命周期、全流程的角度來分析研究企業(yè)的生產(chǎn)執(zhí)行情況,從中發(fā)現(xiàn)車間的短板,進行升級、優(yōu)化和改進,從而提升車間的綜合能力,帶來生產(chǎn)率的大幅提升。需要注意的是,自動化、智能化的處理對象不僅是物理層面的對象,例如原料、半成品,還包括對數(shù)據(jù)的自動化和智能化處理,企業(yè)在此方面需要統(tǒng)籌規(guī)劃,重點突破。
構(gòu)建系統(tǒng)化網(wǎng)絡體系。構(gòu)建系統(tǒng)化的網(wǎng)絡體系不僅是傳遞物理信息,還包括信息安全、數(shù)據(jù)協(xié)議、業(yè)務協(xié)議等內(nèi)容。利用這樣的網(wǎng)絡體系,可以組建車間、工廠、供應鏈上下游、行業(yè)、地區(qū)乃至國家的互聯(lián)網(wǎng)體系,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳遞、存儲、分析、應用,實現(xiàn)設備級的聯(lián)通,例如M2M的交互、遠程操控等,包括冷交換、熱交換、互聯(lián)互通,直到互操作的級別。
建設企業(yè)大數(shù)據(jù)、云計算中心。在工業(yè)企業(yè)的數(shù)據(jù)中,結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)較多,就技術(shù)層面而言,數(shù)據(jù)本身的復雜性非常高,因此企業(yè)需要構(gòu)建工業(yè)數(shù)據(jù)圖譜,規(guī)范企業(yè)的術(shù)語、構(gòu)建數(shù)據(jù)模型,實現(xiàn)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的集成,這就需要企業(yè)建立大數(shù)據(jù)中心,以及跨地域的云計算中心,實現(xiàn)輕客戶端、重服務端的應用模式,實現(xiàn)高效、正確和精益。同時企業(yè)內(nèi)部的信息平臺還需要與各種社會化平臺建立廣泛深入的集成聯(lián)系。
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”的一些核心技術(shù)
基于CPS系統(tǒng)的業(yè)務管理可視化。有了CPS系統(tǒng),在設備、物流,以及產(chǎn)品的屬性、性能、狀態(tài)發(fā)生變化后,企業(yè)需要針對這些變化進行相應的作業(yè)、管理和決策,這就需要采取一系列先進的模式。對于業(yè)務可視化管理的框架,筆者并不贊同能看到所有信息,企業(yè)的管理者面對的應該是一個行為導向的展示,根據(jù)業(yè)務需要來展示數(shù)據(jù)。所展示的數(shù)據(jù)基本是對大數(shù)據(jù)進行裁剪、運算和提煉而成,具體形式包括:歷史性、統(tǒng)計性數(shù)據(jù)展示框架;監(jiān)控型展示框架;基于交互式分析的展示模式;基于全業(yè)務、全數(shù)據(jù)的菜單式展示等。
虛擬技術(shù)。目前在CPS系統(tǒng)上,我們可以實現(xiàn)現(xiàn)實與虛擬之間的變換,例如多年前我們就提出虛擬主機的概念,通過虛擬的樣機進行模擬分析,例如強度、剛度和動力學等,通過這樣的分析,可以在構(gòu)建實物之前,發(fā)現(xiàn)缺陷,優(yōu)化設計,從而提高一次成功率。3D打印技術(shù)更可以利用增料技術(shù),快速生成零部件,實現(xiàn)虛擬向現(xiàn)實的轉(zhuǎn)化。更長遠地來看,核心技術(shù)應不僅于此,還要把時間和空間進一步納入進來,從而形成一個更為廣泛的CYBER空間,從而促進制造業(yè)形成一個前所未有的世界。在這個空間里,我們可以實現(xiàn)虛擬基礎上的進一步虛擬,可以利用虛擬來增強現(xiàn)實,從而實現(xiàn)革命性的創(chuàng)新。
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”的標準與協(xié)議
在“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”模式下,企業(yè)實現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息的記錄、傳遞、存儲、分析和應用等,都離不開標準與協(xié)議。在產(chǎn)品層面,產(chǎn)品、零部件的質(zhì)量、互換性也離不開標準和協(xié)議。在德國的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略中,標準成為其關(guān)注的重點內(nèi)容之一。制造業(yè)的技術(shù)標準將直接影響到市場競爭,涉及到市場利益和技術(shù)壁壘,可以帶來巨大的標準紅利。目前PLC編程語言的國際標準IEC 61131-3(PLC Open)主要都來自德國企業(yè);通信領域普及的CAN、Profibus以及EtherCAT也全都誕生于德國。我國需要圍繞智能工廠促進標準化工作,構(gòu)建生態(tài)鏈上各個環(huán)節(jié)的合作機制,確定哪些信息可被用來交換,哪些屬于標準構(gòu)件等,從而將先進的信息模式、生產(chǎn)模式和商業(yè)模式形成標準推廣到國際市場,進而促進技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新。
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”的跨界合作
實施“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”的模式,必須突破傳統(tǒng)的思維慣性,實現(xiàn)多主體、多形式、多內(nèi)容的各種合作。對于這種合作,互聯(lián)網(wǎng)是載體,大數(shù)據(jù)是內(nèi)容,分析應用是工具,產(chǎn)品創(chuàng)新是結(jié)果,從而形成覆蓋全流程、全生命周期的生態(tài)鏈。在生態(tài)鏈中,實現(xiàn)各種集成,例如基于供應鏈的縱向集成(突破工業(yè)4.0的企業(yè)內(nèi)部縱向集成)。而在具體表現(xiàn)上,可以改變傳統(tǒng)的集團宏觀管控,構(gòu)建集團云計算中心,促進集團各企業(yè)的深度交流與合作,例如可以構(gòu)建行業(yè)數(shù)據(jù)中心或基于地區(qū)的產(chǎn)業(yè)集群。
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”所帶來的工業(yè)革命,不僅僅是一次技術(shù)革命或金融革命,更是一次思維革命,無論是政府的決策者、制造型企業(yè)的負責人或管理者,還是一線員工,都需要優(yōu)化、創(chuàng)新,通過技術(shù)改進、實施MES系統(tǒng),提升自動化和智能化水平,促進互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算深度應用,從而打造出具有中國特色的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”。
(審核編輯: 智匯小蟹)
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