三大手術(shù)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)讓工廠脫胎換骨

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 大數(shù)據(jù) 產(chǎn)業(yè)革命

張笑容 | 2016-10-26 11:09

【數(shù)據(jù)猿導(dǎo)讀】工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是一場(chǎng)脫胎換骨式的產(chǎn)業(yè)革命。現(xiàn)在，人類工廠正在接受換身、換頭和換肢的手術(shù)，手術(shù)完后，搖身一變，就變成了智慧工廠，在智慧工廠里，人族、機(jī)器人族、物品族，三族和諧互動(dòng)，他們之間彼此配合默契，無(wú)須一個(gè)眼神，就能知道對(duì)方從哪里來(lái)到哪里去

導(dǎo)讀：

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是一場(chǎng)脫胎換骨式的產(chǎn)業(yè)革命。現(xiàn)在，人類工廠正在接受換身、換頭和換肢的手術(shù)，手術(shù)完后，搖身一變，就變成了智慧工廠，在智慧工廠里，人族、機(jī)器人族、物品族，三族和諧互動(dòng)（信息交換和通信），他們之間彼此配合默契，無(wú)須一個(gè)眼神，就能知道對(duì)方從哪里來(lái)到哪里去。

在未來(lái)以智慧工廠為主導(dǎo)的社會(huì)場(chǎng)景中，歷史學(xué)家會(huì)記錄下人類工廠經(jīng)歷的三大革命戰(zhàn)役：CPS革了血汗工廠流水線的命，大數(shù)據(jù)革了企業(yè)拍腦袋經(jīng)營(yíng)決策的命，C2M模式革了產(chǎn)品流通的命。不不，革命這詞太暴烈，我們換個(gè)文明的說(shuō)法：手術(shù)。

假如你給這廠里送來(lái)了一頭生豬，很可能下午就會(huì)變成香噴噴的香腸，晚上就自動(dòng)發(fā)貨，第二天早上，你就可以在飯桌享受自己的“作品”。

不過(guò)呢，這個(gè)手術(shù)剛剛開(kāi)始，手術(shù)時(shí)間有點(diǎn)長(zhǎng)，大夫說(shuō)第一期至少需要10年才能做完，全部做完則需要30年，屆時(shí)，就徹底消滅了人剝削人的血汗工廠，人類全面駕（nu）馭（yi）機(jī)器族。

眼下，中國(guó)已經(jīng)決定踏上工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的高速公路，數(shù)不清的企業(yè)涌入過(guò)來(lái)，接受換身、換頭和換肢的手術(shù)。

所謂換身，是指制造業(yè)的血汗型工廠要換成智慧工廠。

豬肉要自動(dòng)變成香腸，需要解決三個(gè)問(wèn)題:首先要解決機(jī)器對(duì)豬肉識(shí)別，這要求機(jī)器要有感知能力；其次要求機(jī)器能夠理解并完成做香腸的任務(wù)，這需要機(jī)器與人之間能夠進(jìn)行交互；再次，宰豬灌腸是個(gè)非常復(fù)制的流程，機(jī)器與機(jī)器之間需要協(xié)作交流。CPS正是來(lái)解決三個(gè)問(wèn)題的，它實(shí)現(xiàn)了人、機(jī)、物的交互，能夠讓機(jī)器具備一定智能，可以自我感知、自動(dòng)思考、自動(dòng)采取行動(dòng)。

如果CPS技術(shù)足夠先進(jìn)，那么它可以賦予機(jī)器智慧。對(duì)人類而言，這項(xiàng)技術(shù)具有極為重要的戰(zhàn)略價(jià)值。2007年7月，美國(guó)總統(tǒng)科學(xué)技術(shù)顧問(wèn)委員會(huì)(PCAST)在題為《挑戰(zhàn)下的領(lǐng)先——競(jìng)爭(zhēng)世界中的信息技術(shù)研發(fā)》的報(bào)告中列出了八大關(guān)鍵的信息技術(shù)，其中CPS位列首位，其余分別是軟件、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)流、網(wǎng)絡(luò)、高端計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)與信息安全、人機(jī)界面、NIT與社會(huì)科學(xué)。CPS的重要意義在于把人類通過(guò)信息技術(shù)和物理世界互聯(lián)起來(lái)。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)和工程總監(jiān)Branicky 指出，“如同互聯(lián)網(wǎng)改變了人與人的互動(dòng)一樣，CPS將會(huì)改變我們與物理世界的互動(dòng)。”

這個(gè)場(chǎng)景有點(diǎn)科幻。但如果你參觀過(guò)寶馬鐵西工廠，就會(huì)有不同的想法。在沈陽(yáng)這片位于北緯41.8度的土地上，聳立著一座超級(jí)工廠，它耗資15億歐元、占地面積等同于10個(gè)鳥巢、自動(dòng)化率達(dá)到93%、完全復(fù)制寶馬德國(guó)萊比錫工廠的世界級(jí)水準(zhǔn)......在哪里，你會(huì)以為自己置身科幻世界，并會(huì)驚奇的發(fā)現(xiàn)，一塊鐵板如何在642臺(tái)機(jī)器人的操作下變成了一輛驚艷的汽車。

所謂換頭，是指在經(jīng)營(yíng)管理過(guò)程中，制造業(yè)需要依賴大數(shù)據(jù)決策。

從系統(tǒng)論角度來(lái)看，智慧工廠的組成包括硬件、軟件、運(yùn)算能力及數(shù)據(jù)分析。其中，硬件包括有終端、感測(cè)、通訊、顯示、監(jiān)控等；軟件部分則如工控軟件、企業(yè)管理平臺(tái)、監(jiān)控的人臉辨識(shí)及共通的通訊協(xié)定等；運(yùn)算能力與大數(shù)據(jù)分析則依靠工業(yè)云的建立與導(dǎo)入。

云端運(yùn)算與大數(shù)據(jù)分析對(duì)智慧工廠的運(yùn)作模式相當(dāng)重要，它包括CAD，CAE，CAM，CAPP，PDM，PLM、ERP等等一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品生產(chǎn)流程管理，并利用高性能計(jì)算技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)以及仿真應(yīng)用技術(shù)，提供多層次的云服務(wù)。CAD/CAE/CAM同屬于產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，CAPP屬于PDM系統(tǒng)的一部分，主要針對(duì)產(chǎn)品的工藝規(guī)程、典型操作規(guī)范，PDM系統(tǒng)為產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，主要應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品交付管理；PLM為產(chǎn)品生命周期管理，可以把產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、制造參數(shù)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售、對(duì)產(chǎn)品的跟蹤全部裝在PLM內(nèi)。ERP 是一種主要面向制造行業(yè)進(jìn)行物質(zhì)資源、資金資源和信息資源集成一體化管理的企業(yè)信息管理系統(tǒng)，提供跨地區(qū)、跨部門、甚至跨公司的實(shí)時(shí)信息整合。

在智慧工廠在運(yùn)營(yíng)管理中，數(shù)據(jù)是核心資源。工廠通過(guò)軟件管理的傳感器、數(shù)控設(shè)備和機(jī)器人，不斷地與環(huán)境進(jìn)行交互，會(huì)源源不斷產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，以德國(guó)安貝格工廠為例，其生產(chǎn)線上的在線監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)超過(guò)1000個(gè)，每天采集數(shù)據(jù)逾5000萬(wàn)個(gè)。顯然，硬件誰(shuí)都可以購(gòu)置，軟件也可以定制，但數(shù)據(jù)卻是獨(dú)一無(wú)二無(wú)法復(fù)制的核心資源。工業(yè)大數(shù)據(jù)將促使工廠管理者的決策方式從“業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”向“數(shù)據(jù)量化驅(qū)動(dòng)”轉(zhuǎn)型。這些獨(dú)一無(wú)二的數(shù)據(jù)是工廠核心資產(chǎn)和創(chuàng)新源泉。擁有數(shù)據(jù)的規(guī)模和質(zhì)量以及收集、分析、利用數(shù)據(jù)的能力，將決定下一代工廠的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

所謂換肢，是指工廠通過(guò)C2M模式繞過(guò)傳統(tǒng)的流通渠道（四肢），直接與消費(fèi)者交易。

打個(gè)比方說(shuō)，采用了C2M模式后，你定制好的香腸，工廠可以直接發(fā)貨到家。這種從工廠到消費(fèi)端的直接交易的本質(zhì)是去中間化，取消了中間商、渠道商等一系列環(huán)節(jié)，直接讓利消費(fèi)者和制造商。不僅如此，每個(gè)客戶都可以參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)創(chuàng)意可以直接來(lái)自于用戶交互平臺(tái)，企業(yè)可以根據(jù)用戶定制需求而組成不同的方案。

C2M能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的個(gè)性化定制。成千上萬(wàn)的用戶提交的定單，會(huì)實(shí)時(shí)傳到工廠，由智能制造系統(tǒng)自動(dòng)排產(chǎn)，并將信息自動(dòng)傳遞給各個(gè)工序生產(chǎn)線及所有供應(yīng)商、物流商，不同的工序根據(jù)指令生產(chǎn)相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品模塊，最后在總裝線上進(jìn)行組裝。用戶通過(guò)手機(jī)、電腦等終端，可以實(shí)時(shí)看到互聯(lián)工廠產(chǎn)品的生產(chǎn)情況。用戶個(gè)性化需求的同步共享和生產(chǎn)線的協(xié)同，是依靠橫向、縱向無(wú)縫集成的數(shù)字化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。橫向應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從用戶需求再到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、物流、服務(wù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)全流程供應(yīng)鏈體系的整合；縱向通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從企業(yè)到工廠，再到車間，最后到每一臺(tái)設(shè)備每一個(gè)人，統(tǒng)統(tǒng)連接為一體。

國(guó)內(nèi)C2M模式的典型應(yīng)用企業(yè)是紅領(lǐng)制衣。這家位于古城即墨的公司大概是全球第一個(gè)實(shí)現(xiàn)西裝100%定制的企業(yè)。該公司用11年的時(shí)間，耗費(fèi)2.6億元，設(shè)計(jì)了C2M(Customer to Manufacture)在線平臺(tái)，讓消費(fèi)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(shù)量、乃至每一根縫衣線的顏色。在他們自己設(shè)計(jì)的紅領(lǐng)大系統(tǒng)中包含著20多個(gè)子系統(tǒng)，全部以數(shù)據(jù)來(lái)驅(qū)動(dòng)運(yùn)營(yíng)。每天系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)排單、自動(dòng)裁剪、自動(dòng)計(jì)算、整合版型，這些過(guò)去都靠人工完成，而今，一組客戶量體數(shù)據(jù)完成定制、服務(wù)全過(guò)程，無(wú)需人工轉(zhuǎn)換、紙制傳遞、數(shù)據(jù)完全打通、實(shí)時(shí)共享傳輸。每個(gè)員工都是在互聯(lián)網(wǎng)終端上工作，實(shí)現(xiàn)“在線”工作，而不是“在崗”工作。

看完了換身?yè)Q頭換肢手術(shù)后，我們不難發(fā)現(xiàn)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是一種全方位的解決方案，而不只是一個(gè)業(yè)務(wù)模塊、一條自動(dòng)化的生產(chǎn)線，或者一堆機(jī)器人、一堆智能硬件。說(shuō)到這里，我發(fā)現(xiàn)自己是如此的激動(dòng)，以至于不能靜靜地坐下來(lái)思考。我想，只有那些率先獲得技術(shù)自由，立馬踏上新征程的人們，才能感受到這種即將揭開(kāi)未來(lái)神秘面紗的激動(dòng)心情。在某種意義上，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)使得工廠成為一個(gè)“信息+物理”組成的生命體，它的未來(lái)是沒(méi)有組織、沒(méi)有部門、沒(méi)有領(lǐng)導(dǎo)，而是依靠自組織、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、有直屬服務(wù)能力的一個(gè)機(jī)體。面對(duì)此情此景，國(guó)內(nèi)企業(yè)坐立不安，他們站在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)路邊翹首以盼，盼望得到技術(shù)改造，希望接受手術(shù)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的調(diào)查掃描，這些企業(yè)更喜歡做“換軀”的手術(shù)，而換頭換肢，還是難度相當(dāng)大的手術(shù)。尤其是C2M，對(duì)大多數(shù)制造業(yè)公司而言，還是個(gè)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(yè)可能就走了歪路，比如某鋼廠，投巨資建設(shè)了電子商務(wù)平臺(tái)，很多人以為是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，其實(shí)這最多是工業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)。

來(lái)源：張笑容的第五空間

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