新一代信息技术及其对制造业发展的影响概述.ppt

新一代信息技术及其对制造业发展的影响NewGenerationofInformationTechnologyandItsImpactsonManufacturingIndustry 杨善林YangShanlin 合肥工业大学HefeiUniversityofTechnology 一 新一代信息技术发展的基本特征BasicCharacteristicsoftheNewGenerationofInformationTechnology二 新一代信息技术对制造业发展的影响ImpactsoftheNewGenerationofInformationTechnologyonManufacturingIndustry三 互联网时代的制造工程管理科学问题ScientificProblemsofManufacturingEngineeringManagementIntheInternetEra 提纲 近年来 新一代信息技术 这一概念被提出并广泛使用 而新一代信息技术并不仅仅是芯片技术 通信网络技术 数据挖掘 人工智能 虚拟现实等单一信息技术自身的纵向升级 更主要的是信息技术与产业的融合 从而推动的信息服务平台和产业的整体代际变迁 Inrecentyears theconceptof newgenerationinformationtechnology hasbeenproposedandwidelyused Andthenewgenerationofinformationtechnologyisnotjustaverticalupgradeofchiptechnology communicationnetworktechnology DM AI VRandothersingleinformationtechnologyitself Butmoreimportantistheintegrationdevelopmentofinformationtechnologyandindustries andthuspromoteawholeintergenerationalchangeoftheinformationserviceplatformandindustries 信息技术的发展可以划分为三个阶段 第一阶段以上世纪80年代开始广泛使用的以大型机 中型机 小型机和哑终端为标志 这被认为是第一代信息技术平台 而上世纪80年代中期到本世纪初 随着个人计算机和通过网络连接的分散式服务器的普及 则标志着第二代信息技术平台阶段 Thedevelopmentofinformationtechnologycanbedividedintothreestages Asasymbol thefirststagebeganwiththeextensiveusingoflarge mediumandsmall sizedmachineanddumbterminalsin1980s whichisconsideredasthefirstgenerationofinformationtechnologyplatform Andfromthemid 80soflastcenturytothebeginningofthiscentury withthepopularityofpersonalcomputersanddecentralizedserversconnectedviathenetwork theinformationtechnologyhasenteredthesecond generationplatform 近十年来 物联网 云计算 大数据 移动互联网和社交网络等新兴信息技术快速发展 形成了新一代的信息技术平台架构 Overthepastdecade Internetofthings cloudcomputing bigdata mobileInternet socialnetworkingandotheremerginginformationtechnologieshaveshownarapiddevelopment forminganewgenerationofinformationtechnologyplatformarchitecture 新一代信息技术发展的热点不仅是信息领域各个分支技术的纵向发展 而更重要的是指信息技术横向渗透融合到制造 服务等其他行业 信息技术研究的主要方向将从产品技术转向服务技术 以信息化和工业化深度融合为主要目标的 互联网 是新一代信息技术的集中体现 Thefocusofthenewgenerationofinformationtechnologyisnotonlytheverticalupgradingofthevariousbranchesofinformationtechnology butmoreimportantlythehorizontalintegrationwithmanufacturing serviceandotherindustries Themainresearchdirectionofinformationtechnologywillshiftfromproducttechnologytoservicetechnology The Internet aimingattheintegrationofinformatizationandindustrializationistheembodimentofthenewgenerationofinformationtechnology 参考 李国杰 新一代信息技术发展新趋势 人民日报 2015年8月2日 总体来说 新一代信息技术 新在网络互联的移动化和泛在化 信息处理的集中化和大数据化 信息服务的智能化和个性化 Ingeneral thenewofthenewgenerationofinformationtechnologyreferstothemobileandubiquitousnetworkinteraction thecentralizedandbigdata basedinformationprocessing andtheintelligentandpersonalizedinformationservice 网络互联的移动化和泛在化Mobileandubiquitousnetworkinteraction近年来 超宽带 低延时 高密度 高可靠 高可信的无线通信技术的快速发展使得移动互联网快速普及 基于移动互联网的移动应用服务成为互联网应用的主要形式 移动互联网用户规模已超过桌面计算机用户 Inrecentyears therapiddevelopmentofwirelesscommunicationtechnologies withultrawideband lowlatency highdensity highreliabilityandhighcredibility haspromotedtherapidpopularizationofmobileInternet MobileapplicationsandservicesbasedonmobileInternethavebecomethemainformofInternetbasedapplications ThescaleofmobileInternetusershaveexceededthedesktopcomputerusers 未来随着计算成本的逐渐降低和计算能力的快速提升以及基于软件的服务 泛在的网络服务将无处不在 成为实现更广泛的物与物 人与物 人与人之间交互连接的重要载体 Infuture withthegradualreductionofcomputationalcostsandtherapidincreaseincomputingpower aswellasthesoftwarebasedservices ubiquitousnetworkserviceswillbeeverywhere Theywillbecomeimportantcarrierstoachievetheinteractionofthingsandthings peopleandthings andpeopleandpeople 信息处理的集中化和大数据化Centralizedandbigdata basedinformationprocessing云计算技术的快速发展 使得分散的服务器能够集中在云计算中心 基于虚拟化技术统一调度存储和计算资源 从而提高信息服务效率 更高效地满足动态变化的信息服务需求 Withtherapiddevelopmentofcloudcomputingtechnology thedistributedserverscanconcentrateincloudcomputingcenter Thedispatchofstorageandcomputingresourcescanbeaunifiedschedulingbasedonvirtualizationtechnology thusimprovingtheefficiencyofinformationservice andbettersatisfyingthedynamicinformationservicedemands 计算机输入输出和存储芯片技术的革命性发展 使得集中式信息处理的成本不断降低 信息处理效率大幅提升 电子商务 互联网金融和社交网络的普及和应用 让越来越多的消费者成为了大数据的生产者 数据量呈现爆发式增长 而信息技术与传统产业的加速融合又不断推动基于大数据的产品和服务创新 Withtherevolutionarydevelopmentofcomputerinputandoutputandmemorychiptechnology thecostofcentralizedinformationprocessingisreduced theefficiencyofinformationprocessingisgreatlyimproved Withpopularizationandapplicationofelectroniccommerce InternetFinancialandsocialnetworks moreandmoreconsumersarebecomingbigdataproducers Theamountofdatashowingexplosivegrowth Theacceleratedintegrationofinformationtechnologiesandtraditionalindustriescontinuetopromotethebigdatabasedproductandserviceinnovation 信息服务的智能化和个性化Intelligentandpersonalizedinformationservice新兴信息技术正在加速人工智能朝着纵深方向发展 自然语言理解 机器感知 情感计算 深度学习等人工智能技术不断应用于人类生产生活的诸多领域 推动智能机器人 自动驾驶汽车和智慧城市等相关产业的快速发展 不断提升信息服务的智能化和个性化水平 Theemerginginformationtechnologyisacceleratingthedevelopmentindepthofartificialintelligence AItechnologiesincludingnaturallanguageunderstanding machineperception affectivecomputinganddeeplearninghavebeenappliedtomanyareasofproductionandhumanlife Itfurtherpromotetherapiddevelopmentofintelligentrobots automaticdrivingcars smartcityandotherrelatedindustries thusconstantlyimprovingtheintelligenceandpersonalizedlevelofinformationservices 虚拟现实 VirtualReality VR 技术基于多源信息融合和先进的计算机仿真 创建和体验虚拟世界 将对工业设计 电子商务 游戏娱乐 医疗培训 航空航天等诸多领域带来深刻影响 创新信息服务的提供方式 Basedonmulti sourceinformationfusionandadvancedcomputersimulation virtualreality VR technologycancreateandexperiencethevirtualworld VRwillhaveaprofoundimpactontheindustrialdesign e commerce entertainment medicaltraining aerospaceandotherfields promotingtheinnovationofinformationserviceprovision 1 系统技术的纵深化与融合化Verticaldeepeningandfusionwithindustriesofsystemtechnology2 功能实现的泛在化与集中化Ubiquityandcentralizationoffunctionalimplementation3 信息处理的分散化与云集化Decentralizationandcloud centralizationofinformationprocessing4 信息服务的个性化与共性化Individualizationandgeneralizationofinformationservices 对产品构造的影响TheImpactontheproductstructure在产品技术方面 互联网与大数据资源不断融入到传统产品中 成为产品的一个关键零部件 使产品逐步成为智能产品和互联化的智能终端 它能够提升产品的效能价值 拓展产品的应用范围 融入互联网与大数据资源的制造业发展ThedevelopmentofmanufacturingindustryintegratingInternetandbigdataresources Withrespecttotheproducttechnology Internetandbigdataresourcesaresteadilyintegratedintotraditionalproductsandbecomethekeypartsofproducts makingtheproductsturnintointelligentandconnectedterminals Itcanpromotetheproducts utilityandvalueandalsoextendtheapplicationsrangeoftheproducts 智能网联汽车的新技术架构 对产品全生命周期过程的影响Theimpactontheproductlifecycle在产品研发 生产 使用 维护 维修和再制造方面 互联网与大数据资源深度渗透到产品全生命周期过程中 能够形成众智设计和智能制造 能够提高产品设计的创新能力和产品生产及维护的智能化水平 降低制造过程风险 WithrespecttotheR D production usage maintenance repairing andre manufacturingofproducts Internetandbigdataresourcespermeatingintotheproductlifecyclecanformthecrowd intelligencedesigningandintelligentmanufacturing soastoenhancetheinnovationabilityonproductdesigningandtheintelligencelevelofproductsmanufacturingandmaintenance andatthesametimelowertheriskinthemanufacturingprocess 例如 在汽车产品全生命周期过程中 互联网与大数据提供了全新的技术手段以及海量数据 改变了人们对产品全生命周期各阶段的关注重点 Forexample intheautomobileproductlifecycleprocess Internetandbigdataprovidenewtechnologicalmeansandmassivedata thuschangingpeople sfocusesoneachstagesofproductlifecycleprocess 对制造资源组织方式的影响Theimpactontheorganizationmannerofmanufacturingresources在制造资源的组织方式方面 互联网与大数据资源广泛应用于供应商 销售商和协作商的协同过程中 能够形成全球化网络制造 优化价值链和价值网络 使之能够更快地发现市场需求 更好地在全球组织制造资源 显著提高制造业的资源利用效率 Withrespecttotheorganizationmannerofmanufacturingresources Internetandbigdataresourcesarewidelyappliedinthecollaborationprocessamongthesuppliers manufacturers andcontractors whichcanformglobalnetworkmanufacturing andoptimizethevaluechainsandvaluenetworks Thus themarketingdemandscanberecognizedmorequickly themanufacturingresourcescanbefinelyorganizedworldwide andtheresourcesutilizationcanbesignificantlyenhanced 波音707 Boeing707 2 90 上个世纪50年代 著名的波音707客机 只有大约百分之二的零部件是在国外生产的 目前 波音787客机工程量中90 都是由全球各地的四十多个合作伙伴共同完成的 波音787 Boeing787 对制造业务模式的影响Theimpactonthemanufacturingbusinessmodel在业务模式创新方面 互联网与大数据资源能够加速制造业服务化进程 有远见的制造商已经将各类服务纳入销售范围 用基于产品的服务销售模式取代原有的产品销售模式 使得产品与服务之间的界限越来越模糊 Withrespecttothebusinessmodelinnovation Internetandbigdataresourcescanacceleratethemanufacturingindustryservitisationprocess Far sightedmanufacturershaveincludedvariousservicesasthesalescope andreplacetheproductsaleswithservicesales makingtheboundarybetweenproductsandservicesmoreandmorevague 利用互联网与大数据资源创造全新产品服务一站式服务远程服务预防式服务新型服务 来源 波特 哈佛商业评论 2015 UsingInternetandbigdataresourcestocreatenewservicesOne stopserviceRemoteservicePreventiveserviceNew typeservice 总之 充分利用互联网与大数据这一新的战略性人造资源 不断提高产品的智能化水平 研发与生产过程的开放式创新水平和基于产品的服务化水平 并能重构制造资源组合 优化制造业生态系统 Inall makingfulluseofInternetandbigdataresourcescanconstantlyimprovetheintelligencelevelofproducts theopeninnovationlevelofR Dandproductionprocess andtheservitizationlevelbasedonproducts Furthermore itcanreconstructthemanufacturingresourcecombinationandoptimizetheecosystemofmanufacturingindustry 综上所述 互联网与大数据资源已经成为现代制造业创新不可或缺的重要组成部分 极其深刻地影响着制造业的发展战略和经营模式 在激烈的国际竞争中 互联网与大数据资源正在推动着制造业的持续创新 高效地满足日益多元化的客户需求 Inconclusion Internetandbigdataresourceshavebecomeasignificantpartofmodernmanufacturingindustryinnovation anddeeplyinfluencethedevelopmentstrategyandbusinessmodelofmanufacturingindustry Inthefierceinternationalcompetitions Internetandbigdataresourcesarepromotingthecontinuousinnovationofmanufacturingindustryandthuseffectivelysatisfyincreasinglydiversifiedcustomers demands 互联网与大数据技术等新兴信息技术的快速发展 深刻地影响着制造工程管理过程 改变了制造过程中人与人 人与组织 人与资源等交互方式 TherapiddevelopmentofInternetandbigdataandotheremerginginformationtechnologies profoundlyaffectstheprocessofmanufacturingengineeringmanagement Itchangestheinteractivemodeofpeopleandpeople peopleandorganization aswellaspeopleandresourcesinthemanufacturingprocess 呈现出制造过程协同化 制造方式个性化 制造资源全球化 制造数据多元化 制造产品服务化等特点 使企业组织形态 运营决策模式 协同制造方式和制造生产模式等方面发生了重大变革 从而也带来了很多新的管理科学问题 Itshowsmanynewcharacteristics includingmanufacturingprocesscollaboration manufacturingmethodspersonalization manufacturingresourceglobalization manufacturingdatadiversity andmanufacturingproductservice oriented Thus itbringsthegreattransformationsofenterpriseorganizationform operationdecisionmodel collaborativemanufacturingmethodsandmanufacturingproductionmode Italsobringsmanynewmanagementscienceresearchissues 创业者应该充分利用互联网资源开展创新创业活动 在创新创业过程中既要打破互联网仅仅是一类技术系统或应用平台的思维束缚 又要克服急躁情绪 下足功夫去融合线上线下资源 开发新产品 创新商业模式 推进基于互联网资源的创新创业活动 EntrepreneursshouldmakefulluseofInternetresourcestocarryoutinnovationactivities Intheprocessofinnovationandentrepreneurship theyshouldbesuretothinkoutsidetheboxofIaaTandIaaP Also theyshouldovercomeimpatience makegreateffortstointegrateonlineandofflineresources developnewproduct andpromotebusinessmodelinnovation 企业应该基于互联网的资源观重新思考原有的生产经营方式 分析企业面临的内部条件和竞争环境 结合自身的优势 加快基于互联网资源的技术创新 商业模式创新和服务体系创新 不断优化基于互联网资源的企业发展战略 EnterprisesshouldrethinktheoriginalproductionandmanagementmodebasedonInternetresourceview Technologicalinnovation businessmodelinnovationandservicesysteminnovationofenterprisesbasedontheInternetresourcesshouldbeaccelerated byanalyzingtheinternalconditionandthecompetitionenvironment andcombiningwithitsadvantages Thus thedevelopmentstrategiesofenterprisesbasedonInternetresourcecanbeconstantlyoptimized 政府应该基于互联网的资源观 充分认识互联网资源对经济社会发展影响的基本规律 制定更加精准的公共政策 促进互联网资源与经济社会的融合发展 实现经济发展的转型升级 BasedontheInternetresourceview governmentshouldfullyunderstandthebasiclawoftheimpactofInternetresourceontheeconomicandsocialdevelopment TheintegrateddevelopmentofInternetresourceandeconomy societycanbepromoted byformulatingmoreaccuratepublicpolicies thusrealizingthetransformationandupgradingofeconomyandsociety 例如 1 互联网时代制造生态系统的演变与重构理论 EvolutionandreconstructiontheoryofmanufacturingecosystemintheeraofInternet 2 互联网时代制造过程的价值创造与服务化理论 ValuecreationandservicetheoryofmanufacturingprocessintheeraofInternet 3 互联网时代制造单元的自组织与集成理论 Self organizationandintegrationtheoryofmanufacturingunitsintheeraofInternet 4 互联网时代制造过程的智能运作管理理论 IntelligentoperationalmanagementtheoryofmanufacturingprocessintheeraofInternet 5 互联网时代制造信息系统开放结构与智能决策理论 OpenstructureofmanufacturinginformationsystemandintelligentdecisiontheoryintheeraofInternet 互联网时代制造生态系统的演变与重构理论 互联网与大数据环境下 产品形态向数字化和服务化延伸 产品与服务的要素不断拓展 制造资源的组织方式不断演化 IntheenvironmentofInternetandbigdata productshavegraduallybecomedigitalandservice oriented Thefactorsofproductsandservicehavebeencontinuouslyextendedandtheorganizationalmodeofmanufacturingresourceshasconstantlyevolved Scientificproblem1 EvolutionandreconstructiontheoryofmanufacturingecosystemintheeraofInternet 改变了企业与企业 企业与用户 用户与用户间的交互方式 从而扩展了传统制造业的产业边界 形成了基于价值网络的新型制造生态系统 并与其所在的经济生态 社会生态和自然生态构成了多层次生态系统结构 Theseresultinthechangeofinteractionmannerbetweenenterprises enterpriseandcustomer andcustomers andfurtherextendedtheindustrialboundaryoftraditionalmanufacturingindustry Inthissituation thevaluenetworkbasednewmanufacturingecosystemisformed andthemulti hierarchicalecosystemstructureisconstructedcombinedwiththeeconomic social andnaturalecology 分析制造系统的新型生态要素及其行为模式 建立层次化制造生态系统结构 并揭示制造系统结构与演化机制 在此基础上重构制造生态系统与企业价值理论 从而在系统层面为互联网与大数据环境下制造工程管理提供基础理论支撑 Itisnecessarytoanalyzethenewecologicalfactorsandbehaviorpatterns toestablishamulti levelecosystemstructure andtorevealthesystemstructureandevolutionmechanismofthemanufacturingsystem Then themanufacturingecosystemandenterprisevaluetheoryarerestructured whichprovidesthetheoreticalfoundationsupportinthesystemlevel 互联网时代制造过程的价值创造与服务化理论 互联网和大数据技术不仅加速了制造企业由传统的产品化思维向服务化思维的转变 而且把制造服务化的内涵进一步深入 推动了制造模式和商业模式创新 Internetandbigdatahaveacceleratedthemovementoftraditionalproductthoughttoservice orientedthoughtinthemanufacturingenterprises deepenedtheconnotationofservice orientedmanufacturing andpromptedtheinnovationofmanufacturingandbusinessmodes Scientificproblem2 ValuecreationandservicetheoryofmanufacturingprocessintheeraofInternet 制造企业利用互联网和大数据技术打通线上数据分析和线下智能生产过程 利用社会化制造资源和智慧资源 聚合客户需求 扩展创新要素 提高资源利用效率 并以制造服务的形式参与全球化制造过程 从而实现企业价值创造 ManufacturingenterprisesuseInternetandbigdatatointegrateonlinedataanalysisandofflineintelligentproductionprocess socialmanufacturingandwisdomresourcestoaggregatecustomerrequirementsandexpandinnovationsourcessoastoimprovetheutilizationofresources Alsotheenterprisesdependontheirpreponderantresourcestoglobalmanufacturingprocesstoimplementtheirvaluecreation 研究互联网与大数据环境下制造服务资源管理方法和服务资源间的制造服务价值网络协同机制 在此基础上进一步研究制造服务模式设计与评价方法的关键技术问题 丰富和扩展制造服务化理论 ItisnecessarytostudythemanufacturingserviceresourcesmanagementmethodsofintheInternetandbigdataenvironment andthemanufacturingservicevaluenetworkcoordinationmechanismsamongserviceresources Thenthekeytechnicalproblemsofservicemodeldesignandevaluationmethodscanbefurtherstudied whichcanenrichthemanufacturingservicizationtheory 互联网时代制造单元的自组织与集成理论 互联网与大数据环境下的制造往往涉及跨部门 跨行业 跨地区的多个参与主体 需要构建全球化制造网络 实现异地设计和制造资源的协同 IntheenvironmentofInternetandbigdata manufacturingisgenerallyassociatedwithmultipleparticipantsacrossdepartments industries andregions andneedstheconstructionofglobalmanufacturingnetworktocarryoutdistributeddesignandthecollaborationofmanufacturingresources Scientificproblem3 Self organizationandintegrationtheoryofmanufacturingunitsintheeraofInternet 制造单元以虚拟化的方式实现全球制造资源的广泛互联 形成一个信息系统与物理系统交织 内外部制造功能单元融合的立体化可重组网络 制造企业通过集成不同企业的多种层次的制造功能单元完成制造任务 从而保证全球制造资源的灵活组织 Manufacturingunitsarevirtualizedtomakeglobalmanufacturingresourcesinterconnectedtoformastereoscopicandreconstructednetworkinwhichinformationsystemisintegratedwithphysicalsystemandinternalandexternalfunctionalunitsofmanufacturingareaggregated Manufacturingenterpriseshaveperformedmanufacturingtasksbytheintegrationofmulti hierarchicalfunctionalunitsofmanufacturingsoastoguaranteetheflexibleorganizationofglobalmanufacturingresources 分析互联网与大数据环境下制造单元的自组织行为特征 研究制造单元的网络自组织方式和跨层次集成方式 建立制造单元的基本组织和协同方式 形成互联网与大数据环境下制造单元的自组织与集成方法 从而创新和发展制造组织理论 Itisnecessarytoanalyzetheself organizingbehaviorcharacteristics tostudythenetworkselforganizationandcross levelintegrationmethods andtoestablishthebasicorganizationandcooperativemodesofmanufacturingunits Thus theselforganizationandintegrationtheoryofmanufacturingunitscanbeformed whichistheinnovationandthedevelopmentofthemanufacturingorganizationtheories 互联网时代制造过程的智能运作管理理论 移动计算 物联网 云计算等新一代信息技术与制造系统深度融合 不断渗透到产品设计 计划调度 供应链管理 质量管理 跟踪服务等各个企业运作环节 深刻影响着制造过程的运作管理活动和决策模式 Newinformationtechniqueshavedeeplyintegratedwiththemanufacturingsystem constantlypenetratedintodifferentoperationalpartsofenterprise andgreatlyinfluencedtheactivitiesofoperationalmanagementanddecisionmodeinthemanufacturingprocess Scientificproblem4IntelligentoperationalmanagementtheoryofmanufacturingprocessintheeraofInternet 分析互联网与大数据技术对产品设计 计划调度 供应链管理 质量管理 跟踪服务的影响 揭示制造过程的运作管理变革规律 研究产品开发和生产过程的智能运作管理创新 发展互联网与大数据环境下制造过程的智能运作管理理论 ItisnecessarytoanalyzetheinfluencesofInternetandbigdataonproductdesign planningscheduling supplychainmanagement qualitymanagement andtrackingservice andtorevealthelawofchangesoftheoperationalmanagementofmanufacturingprocess ItisalsonecessarytofocusontheintelligentoperationalmanagementinnovationofmanufacturingprocessintheInternetandbigdataenvironment 互联网时代制造信息系统开放结构与智能决策理论 互联网与大数据环境下的制造涉及制造商 供应商 协作商和企业业务部门与用户的广泛协作 构成复杂的大数据环境 IntheenvironmentofInternetandBigdata manufacturingisassociatedwith