工业互联网+的执行路线图

何为 工业互联网 工业互联网 可以理解为工业制造业的改革创新模式 按照公式来列可以这么描 述 工业互联网 工业 互联网 工业互联网 不仅包含工业的升级 也包括互联网的升级 在工业与互联网深度 融合后 还要进一步地发展 基于原有工业基础进行升级改造 形成利用互联网思维 互 联网技术的全新工业生态 这种生态以需求引领 创新驱动和制造升级为核心 从而促进 制造业走出微笑曲线的谷底 实现制造与创新 营销的三足鼎立 在经济收益 利润空间 和重要性方面获得明显改善 工业互联网 有什么特色 人口规模禀赋 制造业在一个国家的经济中占有非常重要的地位 制造业的提升对于 国家的经济稳定 经济走势和竞争力有着非常大的影响 因此各国大都根据自己的禀赋基 础来针对制造业制定国家战略 美国在计算机技术 互联网技术方面优势明显 而德国在 装备制造业 控制系统和管理软件等方面具备较强优势 所以分别提出 工业互联网 和 工业 4 0 笔者认为我国最大的基础就是拥有巨大的人口规模 这种人口优势应该是 我国发展工业制造业的核心 从制造模式分析 在未来的制造业中 个性化定制 小批量 定制会在经济总量中占有越来越高的比例 从产品角度来分析 可以把产品与工艺的关联 性按高低来分 而工艺也可以按照成熟度分出高低 显然对于工艺成熟度低的产品 以及 产品与工艺关联性高的产品 都离不开大规模的人口介入 我国需要在这样的产品领域加 大投入 从而进一步挖掘中国人口禀赋的价值 团制模式 团制模式这个概念为笔者所提出 其不同于近些年兴起的大规模定制 也 不同于个性化定制 相对而言 个性化定制在经济总量中的比例还比较小 比例更高的仍 然是规模化生产 然而与传统的规模化生产不同 以往的规模化生产是生产库存然后销售 而团制模式更强调是形成具有经济规模的采购 去掉中间渠道 直接向工厂采购 这种模 式具有经济的集约性 避免了库存积压 提高了资源利用率 也促进了企业创新 因此其 必将在总体经济中占有越来越大的比例 成为制造业发展的一种趋势 微费经济 微费经济指消费者的支付是一个非常低的值 这种值远较以往的小 形成 这种模式必然需要一系列的转变 这种转变需要包括剥离无效的不增值部分 例如销售渠 道 更需要生产制造的专业性 利用专业性 规模化降低成本 此外还可以利用高速发展 的网络 对信息不对称现象进行革命性改进 工业互联网 的执行路线图 构建智能的人和智能的组织 人的智能包括 智 指的是认知能力 又进一步分为 认识与知道 而 能 强调的是技能和行为习惯 目前在一些工厂 机器人已经开始代替 工人从事一些生产劳作 出现这种情况的主要原因包括企业招不到合适的员工 员工的素 质难以达到要求以及过高的人工成本 笔者以为更大的原因是生产的效率与质量 企业利 用自动化设备 尤其是通过使用机器人 可以实现企业生产能力的大幅提升 对企业而言 还有一个潜在问题 那就是人的风险问题 这恐怕也是很多企业用机器人代替工人的一个 深层次原因 机器不会主观犯错误 而人可能带来难以预料的风险 企业需要加大对工人 知识和技能的培养 不仅需要传授 工业互联网 的相关技术 还要加强心理素质的培 养 智能的组织则是在原先的金字塔 矩阵式等组织结构形式上 根据企业的情况 客户 的需求来构建更有效率的组织架构模式 例如 不为我有但为我用 一专多能 复合人 才培养等 实施车间执行系统 MES 车间应该成为我国 工业互联网 最重要的实施主体 提升这个主体的综合实力是重中之重 车间的构成可分为三个层面 智能装备 由智能装 备构建的智能生产线和多条不同智能生产线构建的智能车间 MES 软件则是这个主体最重 要的软件应用 其上接 ERP 系统 下接硬件设备的中枢 可以提升车间的自动化 智能化 通过 MES 系统的实施 可以对车间的设备 人员 工具 量具 能源 生产计划执行 质量等方方面面进行统筹管理 进而有效地在执行层面提升企业的制造实力 优化资源配 置 实现车间的自动化与智能化升级改造 通过实施 MES 系统 企业可以采集各种数据 从全生命周期 全流程的角度来分析研究企业的生产执行情况 从中发现车间的短板 进 行升级 优化和改进 从而提升车间的综合能力 带来生产率的大幅提升 需要注意的是 自动化 智能化的处理对象不仅是物理层面的对象 例如原料 半成品 还包括对数据的 自动化和智能化处理 企业在此方面需要统筹规划 重点突破 构建系统化网络体系 构建系统化的网络体系不仅是传递物理信息 还包括信息安全 数据协议 业务协议等内容 利用这样的网络体系 可以组建车间 工厂 供应链上下游 行业 地区乃至国家的互联网体系 实现数据的采集 传递 存储 分析 应用 实现设 备级的联通 例如 M2M 的交互 远程操控等 包括冷交换 热交换 互联互通 直到互 操作的级别 建设企业大数据 云计算中心 在工业企业的数据中 结构化数据较多 就技术层面 而言 数据本身的复杂性非常高 因此企业需要构建工业数据图谱 规范企业的术语 构 建数据模型 实现数据与数据之间的集成 这就需要企业建立大数据中心 以及跨地域的 云计算中心 实现轻客户端 重服务端的应用模式 实现高效 正确和精益 同时企业内 部的信息平台还需要与各种社会化平台建立广泛深入的集成联系 工业互联网 的一些核心技术 基于 CPS 系统的业务管理可视化 有了 CPS 系统 在设备 物流 以及产品的属性 性能 状态发生变化后 企业需要针对这些变化进行相应的作业 管理和决策 这就需要 采取一系列先进的模式 对于业务可视化管理的框架 笔者并不赞同能看到所有信息 企 业的管理者面对的应该是一个行为导向的展示 根据业务需要来展示数据 所展示的数据 基本是对大数据进行裁剪 运算和提炼而成 具体形式包括 历史性 统计性数据展示框 架 监控型展示框架 基于交互式分析的展示模式 基于全业务 全数据的菜单式展示等 虚拟技术 目前在 CPS 系统上 我们可以实现现实与虚拟之间的变换 例如多年前我 们就提出虚拟主机的概念 通过虚拟的样机进行模拟分析 例如强度 刚度和动力学等 通过这样的分析 可以在构建实物之前 发现缺陷 优化设计 从而提高一次成功率 3D 打印技术更可以利用增料技术 快速生成零部件 实现虚拟向现实的转化 更长远地来看 核心技术应不仅于此 还要把时间和空间进一步纳入进来 从而形成一个更为广泛的 CYBER 空间 从而促进制造业形成一个前所未有的世界 在这个空间里 我们可以实现虚 拟基础上的进一步虚拟 可以利用虚拟来增强现实 从而实现革命性的创新 工业互联网 的标准与协议 在 工业互联网 模式下 企业实现数据 信息的记录 传递 存储 分析和应用 等 都离不开标准与协议 在产品层面 产品 零部件的质量 互换性也离不开标准和协 议 在德国的 工业 4 0 战略中 标准成为其关注的重点内容之一 制造业的技术标准 将直接影响到市场竞争 涉及到市场利益和技术壁垒 可以带来巨大的标准红利 目前 PLC 编程语言的国际标准 IEC 61131 3 PLC Open 主要都来自德国企业 通信领域普 及的 CAN Profibus 以及 EtherCAT 也全都诞生于德国 我国需要围绕智能工厂促进标 准化工作 构建生态链上各个环节的合作机制 确定哪些信息可被用来交换 哪些属于标 准构件等 从而将先进的信息模式 生产模式和商业模式形成标准推广到国际市场 进而 促进技术创新和模式创新 工业互联网 的跨界合作 实施 工业互联网 的模式 必须突破传统的思维惯性 实现多主体 多形式 多 内容的各种合作 对于这种合作 互联网是载体 大数据是内容 分析应用是工具 产品 创新是结果 从而形成覆盖全流程 全生命周期的生态链 在生态链中 实现各种集成 例如基于供应链的纵向集成 突破工业 4 0 的企业内部纵向集成 而在具体表现上 可 以改变传统的集团宏观管控 构建集团云计算中心 促进集团各企业的深度交流与合作 例如可以构建行业数据中心或基于地区的