工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)在和未來(lái)發(fā)展
http://www.freshsince95.com要實(shí)施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，應(yīng)該從哪里入手？如何擁抱這個(gè)必然發(fā)生的未來(lái)？
我覺(jué)得大家大可不必焦慮，在我看來(lái)真正的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還沒(méi)有真正開(kāi)始，所有一切都在從各個(gè)角度進(jìn)行一些探索和準(zhǔn)備，每一個(gè)企業(yè)可以找到自身的切入點(diǎn)進(jìn)行嘗試。
在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，有幾個(gè)關(guān)鍵方向倒是需要密切把握和關(guān)注的。
首先工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 我們需要問(wèn)自己工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和我們的現(xiàn)有產(chǎn)品之間是什么關(guān)系？如果工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要大行其道的話，每一個(gè)產(chǎn)品必須和嵌入式的芯片整合在一起，產(chǎn)品的整體，乃至產(chǎn)品的各個(gè)細(xì)分的模塊，都應(yīng)該可以被標(biāo)識(shí)、被追蹤、被管理，而且是全生命周期的整體性管理。
在這個(gè)基礎(chǔ)上才能建立起完全新型的產(chǎn)品設(shè)計(jì)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)，我們才能進(jìn)入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的全流程管理環(huán)節(jié)。
德國(guó)人將智能工廠和智能生產(chǎn)作為他們未來(lái)工業(yè)智能化的關(guān)鍵所在。在智能工廠里他們特別關(guān)注圍繞產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的設(shè)計(jì)、工程的設(shè)計(jì)，以及最終產(chǎn)品的制造，這一過(guò)程實(shí)際上是融合了產(chǎn)品智能化，設(shè)計(jì)虛擬化和生產(chǎn)自動(dòng)化的全過(guò)程。
在我們完成了第一步產(chǎn)品的智能化嵌入，以及身份識(shí)別之后，我們才有可能進(jìn)入真正的虛擬化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。
所謂虛擬化設(shè)計(jì)就是用盡量多的軟件來(lái)完成原有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、樣品制造、性能測(cè)試，乃至各種模擬和仿真。在這一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的自動(dòng)化軟件、仿真軟件可以發(fā)揮巨大的作用，他們只要和我們新的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)理念整合在一起就夠了。
但是真正意義上的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（Product Data Management，PDM）和產(chǎn)品生命周期管理（Product Lifecycle Management，PLM），需要企業(yè)在管理上和設(shè)計(jì)流程上進(jìn)行很大的改變，而這一方面當(dāng)今的很多中國(guó)企業(yè)其實(shí)并沒(méi)有準(zhǔn)備好。
虛擬化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)完成之后就可以進(jìn)入自動(dòng)化的制造環(huán)節(jié)，在這一環(huán)節(jié)德國(guó)人給出了一個(gè)非常有意思的概念叫做“自己生產(chǎn)自己”。
其實(shí)當(dāng)所有的零部件被賦予標(biāo)簽，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)賦予了它準(zhǔn)確的產(chǎn)品身份和出廠場(chǎng)景的設(shè)定之后，生產(chǎn)線和被生產(chǎn)的產(chǎn)品之間的對(duì)話就是自然發(fā)生的事情了。
這時(shí)機(jī)器人的介入，包括生產(chǎn)機(jī)器人、運(yùn)輸機(jī)器人，還有智能庫(kù)存的管理就變得順理成章。這種高度自動(dòng)化的生產(chǎn)將使生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的柔性化得到極大的提高。
豐田公司在汽車行業(yè)早已實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的高度柔性化。今天以德國(guó)和日本汽車業(yè)為代表的汽車行業(yè)，可以說(shuō)是智能生產(chǎn)領(lǐng)域的先驅(qū)，他們對(duì)智能機(jī)器人和自動(dòng)化設(shè)備的使用是非常領(lǐng)先的。更進(jìn)一步，德國(guó)人正在探索更新的智能化工廠。
西門子在他們位于德國(guó)安貝格的西門子電子制造工廠（EWA），嘗試使用我們談到的智能化生產(chǎn)的各種要素，來(lái)顛覆式地重塑他們的生產(chǎn)工藝和流程。
因?yàn)樯a(chǎn)的高度智能化、自動(dòng)化，還有產(chǎn)品的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化以及標(biāo)簽化，可以使得產(chǎn)品制造過(guò)程達(dá)到高度的柔性，其生產(chǎn)流程可以伴隨著不計(jì)其數(shù)的組合和錯(cuò)綜復(fù)雜的供應(yīng)鏈變化進(jìn)行持續(xù)的優(yōu)化，而效率又可以獲得很大提升。
這一家工廠在生產(chǎn)面積沒(méi)有變化的情況下，產(chǎn)能卻在采用新的智能化設(shè)備之后提升了8倍，產(chǎn)品質(zhì)量更是比25年前提高了40余倍。EWA的產(chǎn)品質(zhì)量合格率高達(dá)99.9988%。
他們每年能生產(chǎn)出約1200萬(wàn)件西門子的PLC產(chǎn)品，幾乎平均每秒就能生產(chǎn)出一件產(chǎn)品。當(dāng)智能工廠和智能生產(chǎn)進(jìn)入這樣高度的自動(dòng)化和柔性化之后，所產(chǎn)生的巨大信息和數(shù)據(jù)，反過(guò)來(lái)又能夠不斷地作為優(yōu)化制造和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，這時(shí)大數(shù)據(jù)分析自然就派上了用場(chǎng)。同時(shí)，累計(jì)的歷史數(shù)據(jù)、維修數(shù)據(jù)、各種材料數(shù)據(jù)，又可以構(gòu)建出更大的虛擬的產(chǎn)品庫(kù)。
在這一方面，美國(guó)的GE公司在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)和維修方面也在進(jìn)行著積極的探索。
對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的在線監(jiān)控和故障診斷，是確保每一臺(tái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)這一飛機(jī)心臟安全運(yùn)行的至為重要的技術(shù)
。但是如果將發(fā)動(dòng)機(jī)從生產(chǎn)到維修的所有數(shù)據(jù)全部整合在一起，進(jìn)行一種全生命周期的模擬的話，所帶來(lái)的數(shù)據(jù)分析質(zhì)量和對(duì)故障的預(yù)測(cè)程度就遠(yuǎn)非在線實(shí)時(shí)監(jiān)控所能比擬了，也就是說(shuō)我們可以用軟件構(gòu)建一個(gè)完全虛擬意義上的發(fā)動(dòng)機(jī)模型，而這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)是我們所擁有的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和歷史上的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、維修數(shù)據(jù)、材料數(shù)據(jù)乃至天氣等數(shù)據(jù)的集合，這個(gè)虛擬發(fā)動(dòng)機(jī)集合了如此眾多的數(shù)據(jù)信息，它對(duì)故障的預(yù)測(cè)和預(yù)防性維護(hù)水平將是單純的在線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)所無(wú)法比擬的，而這個(gè)模型在大數(shù)據(jù)技術(shù)和高效的建模技術(shù)出現(xiàn)之前是不可想象的。
這一切將為積累大量技術(shù)的生產(chǎn)型企業(yè)進(jìn)行高質(zhì)量的產(chǎn)品質(zhì)量維護(hù)、故障監(jiān)測(cè)、故障預(yù)維護(hù)，以及產(chǎn)生新的服務(wù)項(xiàng)目奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，在系統(tǒng)層面上，可以對(duì)原有系統(tǒng)的效率進(jìn)行更大范圍的優(yōu)化。因?yàn)橄到y(tǒng)的復(fù)雜度按照網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)的計(jì)算，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單臺(tái)設(shè)備，或者若干機(jī)組的組合，對(duì)系統(tǒng)的重新建模分析，找到系統(tǒng)優(yōu)化點(diǎn)，這一工作已非人力可以介入。
大規(guī)模的建模和大數(shù)據(jù)分析必然會(huì)發(fā)揮更為關(guān)鍵的作用。這在計(jì)算資源高度分布發(fā)達(dá)，芯片價(jià)格極其低廉，而且網(wǎng)絡(luò)，尤其是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)隨處覆蓋的今天和未來(lái)，將變得觸手可及，且十分廉價(jià)。在今天，每一個(gè)公司都可以展望工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)，做出自己工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)設(shè)計(jì)。
這一路徑正在被探索，但是還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)路徑，然而我們需要注意到的幾個(gè)關(guān)鍵障礙，卻是在實(shí)現(xiàn)這個(gè)道路的過(guò)程中需要關(guān)注的。
首先，今天的工業(yè)思維依舊是產(chǎn)品思維和硬件思維，而未來(lái)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)首先應(yīng)該是軟件思維，其次是網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)思維。所謂軟件思維就是說(shuō)未來(lái)產(chǎn)品，即便軟件不占到絕對(duì)統(tǒng)治的地位，至少和硬件是同等重要。
而今天的工業(yè)企業(yè)依舊把軟件功能作為硬件功能的附加，這一現(xiàn)象在幾乎所有的大型工業(yè)企業(yè)身上都存在，這一傳統(tǒng)思維方式似乎很難改變。
那些能夠突破這種思維方式的公司將脫穎而出。蘋果就是用軟件定義硬件，并且開(kāi)辟了新的產(chǎn)業(yè)未來(lái)的佼佼者。
各行各業(yè)里的蘋果在我看來(lái)都會(huì)逐漸脫穎而出，那些不能夠?qū)④浖糜谖磥?lái)產(chǎn)業(yè)重要地位的公司，將失去工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)。其次，產(chǎn)品的架構(gòu)設(shè)計(jì)將不再依循傳統(tǒng)的硬件大規(guī)模設(shè)計(jì)的方式。
快速的迭代，類似于軟件開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)方式，可能會(huì)大行其道，這就需要建立一種完全新型的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)架構(gòu)，而這一架構(gòu)在當(dāng)下即使是很領(lǐng)先的美國(guó)和德國(guó)的大型制造型企業(yè)當(dāng)中，也是缺乏的，這需要每一個(gè)企業(yè)去做出勇敢的實(shí)踐和探索。
最后，在標(biāo)準(zhǔn)方面，今天沒(méi)有哪個(gè)企業(yè)，也沒(méi)有哪個(gè)國(guó)家對(duì)未來(lái)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提出完整意義上的標(biāo)準(zhǔn)。沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)企業(yè)就無(wú)法在數(shù)據(jù)通信層面上達(dá)成一致，在數(shù)據(jù)安全方面也更沒(méi)有一套保障的機(jī)制和體系。
德國(guó)人在智能工廠方面正在建立自己產(chǎn)業(yè)同盟間的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)人以AT&T、思科（Cisco）、通用電氣（GE）、IBM和英特爾（Intel）為基礎(chǔ)成立的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（Industrial Internet Consortium，IIC），也在制定通信協(xié)議方面的標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的參與和密切關(guān)注是每一個(gè)企業(yè)在設(shè)立自己的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)路線圖時(shí)必須關(guān)注的關(guān)鍵，關(guān)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)，其實(shí)也和今天的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的未來(lái)一樣，恰如硅谷著名的科技預(yù)言家凱文凱利所說(shuō)的那樣，未來(lái)20年最重要的發(fā)明今天還沒(méi)有出現(xiàn)。我在這里想說(shuō)的是，關(guān)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，未來(lái)到底是如何，其實(shí)今天也不清楚。
但是本書中所給出的各種探索和思考，希望能夠提供一些基本的框架和方向，讓我們?cè)趪L試的過(guò)程中逐漸完善，更重要的是中國(guó)企業(yè)可以在這個(gè)過(guò)程中找出一條自己的道路，創(chuàng)造一條產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)。