中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的三大“手術(shù)”

張笑容

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是一場脫胎換骨式的產(chǎn)業(yè)革命。

在未來以智慧工廠為主導的社會場景中，歷史學家會記錄下人類工廠經(jīng)歷的三大革命戰(zhàn)役：CPS（Cyber-Physical Systems）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)營決策的命，C2M（Customer-toManufactory）模式革了產(chǎn)品流通的命。

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，就成了智慧工廠，在智慧工廠里，人族、機器人族、物品族，三族和諧互動（信息交換和通信），它們之間彼此配合默契。

假如你給這廠里送來了一頭生豬，很可能下午就會變成香噴噴的香腸，晚上就自動發(fā)貨，第二天早上，你就可以在飯桌享受自己的“作品”。不過呢，這個手術(shù)剛剛開始，手術(shù)時間有點長，大夫說第一期至少需要10年才能做完，全部做完則需要30年，屆時，就徹底消滅了人剝削人的血汗工廠，人類全面駕馭機器族。眼下，中國已經(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，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

豬肉要自動變成香腸，需要解決三個問題：首先要解決機器對豬肉識別，這要求機器要有感知能力；其次要求機器能夠理解并完成做香腸的任務(wù)，這需要機器與人之間能夠進行交互；再次，機器與機器之間需要協(xié)作交流。CPS正是來解決三個問題的，它實現(xiàn)了人、機、物的交互，能夠讓機器具備一定智能，可以自我感知、自動思考、自動采取行動。

如果CPS技術(shù)足夠先進，那么它可以賦予機器智慧，這項技術(shù)具有極為重要的戰(zhàn)略價值。2007年7月，美國總統(tǒng)科學技術(shù)顧問委員會（PCAST）在題為《挑戰(zhàn)下的領(lǐng)先——競爭世界中的信息技術(shù)研發(fā)》的報告中列出了八大關(guān)鍵的信息技術(shù)，其中CPS位列首位。CPS的重要意義在于把人類通過信息技術(shù)和物理世界互聯(lián)起來。美國國家科學基金會（NSF）計算機與信息科學和工程總監(jiān)Branicky指出，“如同互聯(lián)網(wǎng)改變了人與人的互動一樣，CPS將會改變我們與物理世界的互動?！?/p>

這個場景有點科幻。但如果你參觀過寶馬鐵西工廠，就會有不同的想法。在沈陽這片位于北緯41.8度的土地上，聳立著一座超級工廠，它耗資15億歐元、占地面積等同于10個鳥巢、自動化率達到93%、完全復制寶馬德國萊比錫工廠的世界級水準。一塊鐵板如何在642臺機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)營管理過程中，制造業(yè)需要依賴大數(shù)據(jù)決策

從系統(tǒng)論角度來看，智慧工廠的組成包括硬件、軟件、運算能力及數(shù)據(jù)分析。其中，硬件包括終端、感測、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、監(jiān)控的人臉辨識及共通的通訊協(xié)定等；運算能力與大數(shù)據(jù)分析則依靠工業(yè)云的建立與導入。

云端運算與大數(shù)據(jù)分析對智慧工廠的運作模式相當重要，它包括CAD、CAE、CAM、 CAPP、PDM、PLM、ERP等等一體化產(chǎn)品設(shè)計以及產(chǎn)品生產(chǎn)流程管理，并利用高性能計算技術(shù)，虛擬現(xiàn)實以及仿真應用技術(shù)，提供多層次的云服務(wù)。CAD/CAE/CAM同屬于產(chǎn)品設(shè)計階段，CAPP屬于PDM系統(tǒng)的一部分，主要針對產(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)，主要應用于產(chǎn)品設(shè)計和產(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、工藝設(shè)計、制造參數(shù)設(shè)計、生產(chǎn)、銷售、對產(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、甚至跨公司的實時信息整合。

在智慧工廠的運營管理中，數(shù)據(jù)是核心資源。工廠通過軟件管理的傳感器、數(shù)控設(shè)備和機器人，不斷地與環(huán)境進行交互，會源源不斷產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，以德國安貝格工廠為例，其生產(chǎn)線上的在線監(jiān)測節(jié)點超過1000個，每天采集數(shù)據(jù)逾5000萬個。顯然，硬件誰都可以購置，軟件也可以定制，但數(shù)據(jù)卻是獨一無二無法復制的核心資源。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)驗驅(qū)動”向“數(shù)據(jù)量化驅(qū)動”轉(zhuǎn)型。這些獨一無二的數(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爭力。

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

打個比方說，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)，直接讓利消費者和制造商。不僅如此，每個客戶都可以參與產(chǎn)品設(shè)計，產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)意可以直接來自于用戶交互平臺，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)模的個性化定制。成千上萬的用戶提交的定單，會實時傳到工廠，由智能制造系統(tǒng)自動安排生產(chǎn)，并將信息自動傳遞給各個工序生產(chǎn)線及所有供應商、物流商，不同的工序根據(jù)指令生產(chǎn)相對應的產(chǎn)品模塊，最后在總裝線上進行組裝。

用戶通過手機、電腦等終端，可以實時看到互聯(lián)工廠產(chǎn)品的生產(chǎn)情況。用戶個性化需求的同步共享和生產(chǎn)線的協(xié)同，是依靠橫向、縱向無縫集成的數(shù)字化系統(tǒng)實現(xiàn)的。橫向應用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從用戶需求再到產(chǎn)品設(shè)計、制造、物流、服務(wù)，實現(xiàn)整個全流程供應鏈體系的整合；縱向通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從企業(yè)到工廠，再到車間，最后到每一臺設(shè)備每一個人，統(tǒng)統(tǒng)連接為一體。

國內(nèi)C2M模式的典型應用企業(yè)是位于即墨的一家公司，它大概是全球第一個實現(xiàn)西裝100%定制的企業(yè)。該公司用11年的時間，耗費2.6億元，設(shè)計了C2M（Customer to Manufacture）在線平臺，讓消費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)計的系統(tǒng)中包含著20多個子系統(tǒng)，全部以數(shù)據(jù)來驅(qū)動運營。每天系統(tǒng)會自動排單、自動裁剪、自動計算、整合版型。一組客戶量體數(shù)據(jù)完成定制、服務(wù)全過程，無需人工轉(zhuǎn)換、紙制傳遞、數(shù)據(jù)完全打通、實時共享傳輸。每個員工都是在互聯(lián)網(wǎng)終端上工作，實現(xiàn)“在線”工作，而不是“在崗”工作。

看完了換身換頭換肢手術(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，而不只是一個業(yè)務(wù)模塊、一條自動化的生產(chǎn)線，或者一堆機器人、一堆智能硬件。

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未來神秘面紗的心情。面對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的趨勢，國內(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)過一段時間的調(diào)查掃描，我認為，這些企業(yè)更喜歡做“換軀”的手術(shù)，而換頭換肢，還是難度相當大的。尤其是C2M，對大多數(shù)制造業(yè)公司而言，還是個非常新穎的題目，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，很多人以為是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，其實這最多是工業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)。