兩張圖看清智能制造的挑戰(zhàn)在哪里?

智能制造慧辰資訊大數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)模型

劉贊 | 2016-08-05 14:59

【數(shù)據(jù)猿導(dǎo)讀】智能制造的核心關(guān)鍵詞是自動(dòng)化、連接和智能控制，核心要實(shí)現(xiàn)的是整合資源、降低成本和提高效率。作為工業(yè)制造業(yè)的下一個(gè)發(fā)展方向，它容易實(shí)現(xiàn)么?將會(huì)遭遇哪些挑戰(zhàn)

來源：數(shù)據(jù)猿作者：劉贊

在看圖之前，先想一個(gè)問題，為什么智能制造和工業(yè)4.0是下一個(gè)方向?從最早工匠使用工具開始，科技進(jìn)步的物質(zhì)形式基本體現(xiàn)在了制造發(fā)展的過程，將科技應(yīng)用到制造的過程最能體現(xiàn)人類理性應(yīng)用工具和技術(shù)等先進(jìn)手段追求利潤最大化和效率最高的偉大境界。所以，按照科技發(fā)展的邏輯推斷，制造必然向信息化、智能化階段發(fā)展。簡單來說，很可能是因?yàn)槿祟愔腔垡呀?jīng)發(fā)展到這個(gè)階段了，再不表現(xiàn)出來已經(jīng)不能彰顯人類的更高級(jí)能力。

第1張圖：智能制造流程全景圖

西門子德國數(shù)字化工廠作為優(yōu)秀的先驅(qū)者，用25年的時(shí)間已實(shí)現(xiàn)75%的生產(chǎn)作業(yè)自動(dòng)化，生產(chǎn)線上的在線監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)超過1000個(gè)，每天采集數(shù)據(jù)超過5000萬。每年生產(chǎn)元器件30億個(gè)，可24小時(shí)為客戶供貨，產(chǎn)能較數(shù)字化前提高了8倍。光看數(shù)字會(huì)覺得基本上智能制造的核心關(guān)鍵指標(biāo)都提到了，只是不能直接感受到具體牛在哪兒。HCR慧辰TMT研究部整理了一張智能制造流程的全景圖(如下)，希望能夠從全局角度梳理智能制造的相關(guān)參與方和影響因素。

從上圖不難看出智能制造是個(gè)系統(tǒng)工程，即使單點(diǎn)切入也需要系統(tǒng)化規(guī)劃之后的逐一實(shí)現(xiàn)。

挑戰(zhàn)1：全連接

缺少任一節(jié)點(diǎn)的連接，都有可能影響全面自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)。這里面會(huì)涉及多少連接呢?舉個(gè)例子，說一個(gè)現(xiàn)在不太多見的產(chǎn)品，比如摩托車，僅發(fā)動(dòng)機(jī)就有250多個(gè)零件，至于汽車約有30000個(gè)左右。對(duì)于制造過程，一個(gè)螺絲都不能少，智能制造的連接也是一樣。除了這些，其他相關(guān)信息包括資金量、管理信息流、物流信息流、服務(wù)信息流等各個(gè)相關(guān)環(huán)節(jié)需要全面連接。在信息化階段，ERP系統(tǒng)最大的問題點(diǎn)是逆向流程實(shí)現(xiàn)困難。到了智能化階段除了連接點(diǎn)，還需要在全面連接點(diǎn)中設(shè)置雙向監(jiān)控點(diǎn)和生產(chǎn)管理連接點(diǎn)?；跁r(shí)時(shí)海量信息傳遞和多節(jié)點(diǎn)控制的需求，需要單獨(dú)的連接和數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)通道以保證整個(gè)過程不斷點(diǎn)、不丟包，順利完成全過程。另外，是否有智能產(chǎn)品是與用戶建立直接連接的前提。

挑戰(zhàn)2：全控制

智能制造將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)作為核心，連接全部制造和相關(guān)環(huán)節(jié)，中間的全部過程都似“暗箱”般，非常需要隨時(shí)知道發(fā)生了什么并予以人為糾偏和預(yù)警干涉。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的交互設(shè)計(jì)和計(jì)算能力是實(shí)現(xiàn)全控制的基礎(chǔ)。除了對(duì)環(huán)節(jié)的控制，還需要對(duì)智能設(shè)備(包括工業(yè)機(jī)器人)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。智能制造的生產(chǎn)線上將由多個(gè)智能設(shè)備來替代人類完成執(zhí)行工作。人與機(jī)器的配合及人對(duì)機(jī)器的控制和管理也是智能制造挑戰(zhàn)中比較容易出現(xiàn)掌控外事故的問題點(diǎn)。

挑戰(zhàn):3：資源整合

圖中社會(huì)環(huán)境和用戶都是智能制造的影響因素。智能制造階段，主要存在的工廠形式為大的制造平臺(tái)和小型個(gè)性化工作室。大平臺(tái)可以滿足小批量的定制化需求，小工作室更多體現(xiàn)在與用戶的更直接、更短平快的連接。至于智能供應(yīng)鏈也將出現(xiàn)大的供應(yīng)鏈整合平臺(tái)，針對(duì)不同個(gè)性化需求提供快速、“零庫存”的供應(yīng)。智能制造系統(tǒng)化工程需整合供應(yīng)鏈、生產(chǎn)、物流、服務(wù)平臺(tái)、營銷資源等等，才能最大化的實(shí)現(xiàn)智能制造的自動(dòng)化及產(chǎn)能最大化。

智能制造既然有如此高的要求，從以上可以總結(jié)出來兩條實(shí)現(xiàn)路徑：一條是作為龍頭企業(yè)，自行嘗試然后把成功經(jīng)驗(yàn)復(fù)制到行業(yè)內(nèi)其他企業(yè)，推動(dòng)行業(yè)整體進(jìn)步，從而實(shí)現(xiàn)更大范圍的智能制造。另一條是行業(yè)內(nèi)主要企業(yè)把相關(guān)資源整合在一起，共同嘗試將所有相關(guān)環(huán)節(jié)集中在這一個(gè)平臺(tái)上操作，作為獨(dú)立的OEM中心存在。不難推斷，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和第三方提供相關(guān)解決方案及數(shù)據(jù)服務(wù)或?qū)⒊蔀楸夭豢缮俚拇嬖凇?/p>

綜上所述，智能制造即使還沒實(shí)現(xiàn)也是符合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律的，本來就是一件任重道遠(yuǎn)的事兒。另外，所謂挑戰(zhàn)對(duì)于不同發(fā)展階段和數(shù)字化程度不同的企業(yè)意義不太一樣，不能一概而論。

第2張圖：智能制造數(shù)據(jù)流圖

挑戰(zhàn)4：數(shù)據(jù)采集及整合應(yīng)用

企業(yè)內(nèi)外大小數(shù)據(jù)的采集及整合應(yīng)用是智能制造效率的基礎(chǔ)。智能產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取也將是產(chǎn)品升級(jí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集及整合能力，尤其是外部環(huán)境數(shù)據(jù)、行業(yè)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)的獲取整合能力最耗費(fèi)成本，也最能體現(xiàn)企業(yè)資源整合實(shí)力。智能制造對(duì)于企業(yè)數(shù)據(jù)能力的要求包括數(shù)據(jù)入口掌控?cái)?shù)量、數(shù)據(jù)采集方式(眾包之后新的模式)、數(shù)據(jù)中心規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)能力、數(shù)據(jù)計(jì)算資源以及智能算法的駕馭能力等等。

挑戰(zhàn)5：數(shù)據(jù)傳遞通道與時(shí)時(shí)交互

這里涉及到網(wǎng)絡(luò)通道及網(wǎng)絡(luò)上多節(jié)點(diǎn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。多節(jié)點(diǎn)交互、監(jiān)測(cè)和控制，以及跨行業(yè)、跨領(lǐng)域、跨產(chǎn)品等多場景的要求，需要建立新的、系統(tǒng)性的、統(tǒng)一的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，除了整體架構(gòu)和基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)外，至少先從同一行業(yè)(領(lǐng)域)開始細(xì)化和建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。另外，無論是從帶寬(實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)承載量)還是網(wǎng)速要求，目前的網(wǎng)絡(luò)資源顯然支持不了智能制造的發(fā)展要求。現(xiàn)在大家把希望寄予5G，寄望于物聯(lián)網(wǎng)新的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。還能說什么呢，共同期待吧。

挑戰(zhàn)6：數(shù)據(jù)模型的多場景創(chuàng)建與打通

一個(gè)統(tǒng)計(jì)方法吃八方，一個(gè)數(shù)據(jù)模型占領(lǐng)全天下的幸福時(shí)光不會(huì)再有了。盡管大數(shù)據(jù)和智能算法就那些，真正考驗(yàn)智能制造的是基于不同場景和條件的數(shù)據(jù)架構(gòu)搭建和模型應(yīng)用，以及多模式和場景下的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)模型打通。任何事情都會(huì)有偏差，即使沒有偏差，也需要根據(jù)外部的變化進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，完全依賴機(jī)器對(duì)數(shù)據(jù)的解讀和歸納也不太可能。因此，還需要能夠洞察行業(yè)發(fā)展和業(yè)務(wù)路線的專業(yè)分析師對(duì)規(guī)則進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化、升級(jí)和廢除。

未來，數(shù)據(jù)將成為智能制造的生命線，數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)、快速調(diào)撥、模型搭建、規(guī)則創(chuàng)建及整合、計(jì)算和應(yīng)用，每個(gè)環(huán)節(jié)都與連接、控制和自動(dòng)化息息相關(guān)。HCR慧辰TMT研究部認(rèn)為，數(shù)據(jù)服務(wù)能力未來將成為第三方服務(wù)的重要發(fā)展領(lǐng)域和方向，數(shù)據(jù)專家和工程師都會(huì)成為炙手可熱的人才。

有專家說，即使只從三大產(chǎn)業(yè)的角度看，這些年互聯(lián)網(wǎng)一直致力于影響第三產(chǎn)業(yè)，接下來必然在農(nóng)業(yè)和工業(yè)(制造業(yè))發(fā)力，而且很有前景。專家說的對(duì)，不過，專家沒說啥時(shí)候能產(chǎn)生全面、大范圍的影響。如果一直向遠(yuǎn)方眺望，確實(shí)是早晚都能實(shí)現(xiàn)。如果從挑戰(zhàn)的難度來看，僅僅依靠商業(yè)的力量是不夠的。目前，世界前二經(jīng)濟(jì)體均在此領(lǐng)域有所動(dòng)作，美國政府6月20日公布了一個(gè)通過刺激被稱為“智能制造業(yè)”的方法來推動(dòng)美國制造業(yè)的復(fù)興的法案。智能制造創(chuàng)新研究所是奧巴馬政府頒布的第九個(gè)制造中心，并將在美國范圍內(nèi)發(fā)起5個(gè)地區(qū)制造創(chuàng)新中心，每個(gè)中心將專注于本地區(qū)的相關(guān)技術(shù)遷移和勞動(dòng)力開發(fā)。中國政府去年5月亦由國務(wù)院出臺(tái)制造強(qiáng)國中長期發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃《中國制造2025》，預(yù)計(jì)2025年制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域全面實(shí)現(xiàn)智能化，試點(diǎn)示范項(xiàng)目運(yùn)營成本降低50%，產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短50%，不良品率降低50%。

政策驅(qū)動(dòng)、人才儲(chǔ)備、企業(yè)投入、科研支持這些都是必要條件。新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用難免要在無數(shù)個(gè)坑里摸爬滾打，多少英烈仰天長嘆生不逢時(shí)，也只能對(duì)抓住技術(shù)與市場最好契合時(shí)點(diǎn)成為英雄的人翻個(gè)白眼，繼續(xù)義無反顧趟下一個(gè)泥坑。對(duì)于智能制造的發(fā)展來說，最需要的還是那些敢于趟過一個(gè)又一個(gè)坑點(diǎn)，拍拍泥土，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，繼續(xù)下一輪嘗試的勇士。沒有迎接挑戰(zhàn)的決心，便沒有迎接勝利的機(jī)會(huì)。

注：本文由慧辰資訊TMT研究部授權(quán)數(shù)據(jù)猿發(fā)布。

“慧辰資訊TMT研究部，資深市場研究團(tuán)隊(duì)，長期關(guān)注互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)及“智能+”領(lǐng)域，微信公眾號(hào)：智能研究所。”

來源：數(shù)據(jù)猿

收藏分享

聲明：數(shù)據(jù)猿尊重媒體行業(yè)規(guī)范，相關(guān)內(nèi)容都會(huì)注明來源與作者；轉(zhuǎn)載我們?cè)瓌?chuàng)內(nèi)容時(shí)，也請(qǐng)務(wù)必注明“來源：數(shù)據(jù)猿”與作者名稱，否則將會(huì)受到數(shù)據(jù)猿追責(zé)。