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把工厂想象成“人体”,中国工业互联网的三大“手术”

供稿:中国工控网 2016/6/6 11:44:44

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  • 关键词: 工业互联网
  • 摘要:工业互联网是一场脱胎换骨式的产业革命。在未来以智慧工厂为主导的社会场景中,历史学家会记录下人类工厂经历的三大革命战役:CPS(Cyber-Physical Systems)革了血汗工厂流水线的命,大数据革了企业拍脑袋经营决策的命,C2M(Customer-to- Manufactory)模式革了产品流通的命。

工业互联网是一场脱胎换骨式的产业革命。


在未来以智慧工厂为主导的社会场景中,历史学家会记录下人类工厂经历的三大革命战役:CPS(Cyber-Physical Systems)革了血汗工厂流水线的命,大数据革了企业拍脑袋经营决策的命,C2M(Customer-to- Manufactory)模式革了产品流通的命。


现在,人类工厂正在接受换身、换头和换肢的手术,手术完后,摇身一变,就成了智慧工厂,在智慧工厂里,人族、机器人族、物品族,三族和谐互动(信息交换和通信),它们之间彼此配合默契,无须一个眼神,就能知道对方从哪里来到哪里去。


假如你给这厂里送来了一头生猪,很可能下午就会变成香喷喷的香肠,晚上就自动发货,第二天早上,你就可以在饭桌享受自己的“作品”。不过呢,这个手术刚刚开始,手术时间有点长,大夫说第一期至少需要10年才能做完,全部做完则需要30年,届时,就彻底消灭了人剥削人的血汗工厂,人类全面驾(nu)驭(yi)机器族。


眼下,中国已经决定踏上工业互联网的高速公路,数不清的企业涌入,接受换身、换头和换肢的手术。


所谓换身,是指制造业的血汗型工厂要换成智慧工厂


猪肉要自动变成香肠,需要解决三个问题:首先要解决机器对猪肉识别,这要求机器要有感知能力;其次要求机器能够理解并完成做香肠的任务,这需要机器与人之间能够进行交互;再次,宰猪灌肠是个非常复杂的流程,机器与机器之间需要协作交流。CPS正是来解决三个问题的,它实现了人、机、物的交互,能够让机器具备一定智能,可以自我感知、自动思考、自动采取行动。


如果CPS技术足够先进,那么它可以赋予机器智慧,这项技术具有极为重要的战略价值。2007年7月,美国总统科学技术顾问委员会(PCAST)在题为《挑战下的领先——竞争世界中的信息技术研发》的报告中列出了八大关键的信息技术,其中CPS位列首位,其余分别是软件、数据、数据存储与数据流、网络、高端计算、网络与信息安全、人机界面、NIT与社会科学。CPS的重要意义在于把人类通过信息技术和物理世界互联起来。美国国家科学基金会(NSF)计算机与信息科学和工程总监Branicky指出,“如同互联网改变了人与人的互动一样,CPS将会改变我们与物理世界的互动。”


这个场景有点科幻。但如果你参观过宝马铁西工厂,就会有不同的想法。在沈阳这片位于北纬41.8度的土地上,耸立着一座超级工厂,它耗资15亿欧元、占地面积等同于10个鸟巢、自动化率达到93%、完全复制宝马德国莱比锡工厂的世界级水准......在哪里,你会以为自己置身科幻世界,并会惊奇的发现,一块铁板如何在642台机器人的操作下变成了一辆惊艳的汽车。


所谓换头,是指在经营管理过程中,制造业需要依赖大数据决策


从系统论角度来看,智慧工厂的组成包括硬件、软件、运算能力及数据分析。其中,硬件包括终端、感测、通讯、显示、监控等;软件部分则如工控软件、企业管理平台、监控的人脸辨识及共通的通讯协定等;运算能力与大数据分析则依靠工业云的建立与导入。


云端运算与大数据分析对智慧工厂的运作模式相当重要,它包括CAD、CAE、CAM、CAPP、PDM、PLM、ERP等等一体化产品设计以及产品生产流程管理,并利用高性能计算技术,虚拟现实以及仿真应用技术,提供多层次的云服务。CAD/CAE/CAM同属于产品设计阶段,CAPP属于PDM系统的一部分,主要针对产品的工艺规程、典型操作规范,PDM系统为产品数据管理系统,主要应用于产品设计和产品交付管理;PLM为产品生命周期管理,可以把产品结构设计、工艺设计、制造参数设计、生产、销售、对产品的跟踪全部装在PLM内。ERP是一种主要面向制造行业进行物质资源、资金资源和信息资源集成一体化管理的企业信息管理系统,提供跨地区、跨部门、甚至跨公司的实时信息整合。


在智慧工厂在运营管理中,数据是核心资源。工厂通过软件管理的传感器、数控设备和机器人,不断地与环境进行交互,会源源不断产生海量数据,以德国安贝格工厂为例,其生产线上的在线监测节点超过1000个,每天采集数据逾5000万个。显然,硬件谁都可以购置,软件也可以定制,但数据却是独一无二无法复制的核心资源。工业大数据将促使工厂管理者的决策方式从“业务经验驱动”向“数据量化驱动”转型。这些独一无二的数据是工厂核心资产和创新源泉。拥有数据的规模和质量以及收集、分析、利用数据的能力,将决定下一代工厂的核心竞争力。


所谓换肢,是指工厂通过C2M模式绕过传统的流通渠道(四肢),直接与消费者交易


打个比方说,采用了C2M模式后,你定制好的香肠,工厂可以直接发货到家。这种从工厂到消费端的直接交易的本质是去中间化,取消了中间商、渠道商等一系列环节,直接让利消费者和制造商。不仅如此,每个客户都可以参与产品设计,产品的开发创意可以直接来自于用户交互平台,企业可以根据用户定制需求而组成不同的方案。


C2M能够实现大规模的个性化定制。成千上万的用户提交的定单,会实时传到工厂,由智能制造系统自动安排生产,并将信息自动传递给各个工序生产线及所有供应商、物流商,不同的工序根据指令生产相对应的产品模块,最后在总装线上进行组装。


用户通过手机、电脑等终端,可以实时看到互联工厂产品的生产情况。用户个性化需求的同步共享和生产线的协同,是依靠横向、纵向无缝集成的数字化系统实现的。横向应用互联网技术,从用户需求再到产品设计、制造、物流、服务,实现整个全流程供应链体系的整合;纵向通过物联网技术,从企业到工厂,再到车间,最后到每一台设备每一个人,统统连接为一体。


国内C2M模式的典型应用企业是位于即墨的一家公司,它大概是全球第一个实现西装100%定制的企业。该公司用11年的时间,耗费2.6亿元,设计了C2M(Customer to Manufacture)在线平台,让消费者可以在自家电脑上选择自己想要的西装款式、面料、纽扣的款式数量、乃至每一根缝衣线的颜色。


在他们自己设计的系统中包含着20多个子系统,全部以数据来驱动运营。每天系统会自动排单、自动裁剪、自动计算、整合版型,这些过去都靠人工完成,而今,一组客户量体数据完成定制、服务全过程,无需人工转换、纸制传递、数据完全打通、实时共享传输。每个员工都是在互联网终端上工作,实现“在线”工作,而不是“在岗”工作。


看完了换身换头换肢手术后,我们不难发现,工业互联网是一种全方位的解决方案,而不只是一个业务模块、一条自动化的生产线,或者一堆机器人、一堆智能硬件。说到这里,我发现自己是如此的激动,以至于不能静静地坐下来思考。


我想,只有那些率先获得技术自由,立马踏上新征程的人们,才能感受到这种即将揭开未来神秘面纱的激动心情。在某种意义上,工业互联网使得工厂成为一个“信息+物理”组成的生命体,它的未来是没有组织、没有部门、没有领导,而是依靠自组织、数据驱动、有直属服务能力的一个机体。面对此情此景,国内企业坐立不安,他们站在工业互联网路边翘首以盼,盼望得到技术改造,希望接受手术。


经过一段时间的调查扫描,我认为,这些企业更喜欢做“换躯”的手术,而换头换肢,还是难度相当大的。尤其是C2M,对大多数制造业公司而言,还是个非常新颖的题目,多多少少有些力不从心。在这样的前提下,有些企业可能就走了歪路,比如某钢厂,投巨资建设了电子商务平台,很多人以为是工业互联网,其实这最多是工业+互联网。


作者:天马来行空  来源:虎嗅网


审核编辑(王静)
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