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解读智能制造:系统组成及主导权之争

2015年01月06日 09:59中国机床商务网点击:4619

  【中国机床商务网 市场分析】工业和信息化部电子信息司安筱鹏副司长近期在题为《工业4.0与制造业的未来》的演讲中,提出“工业4.0”的核心是智能制造,智能制造是连接、是集成、是数据、是创新,或是转型。他说如果非要用一个词来概括智能制造,就是“系统的系统”。
  
  安筱鹏认为新一轮产业革命的本质是智能制造生态系统主导权之争:我们要把智能制造作为在新一轮产业技术变革中的主要方向,要构建自己的智能制造产业体系。他强调指出:工业4.0以智能制造为标志,至少需要用30年到50年的时间尺度来观察其演进发展的趋势。最后的结论是,这一轮变革才刚刚开始。
  
  智能制造是系统的系统
  
  下面我再讲另外一个话题,怎么认识智能制造。“工业4.0”的核心是智能制造,智能制造是连接、是集成、是数据、是创新,或是转型。有的人说,你说这么多,如果用一个关键词来表述智能制造,你怎么说?我想,如果非要用一词来概括智能制造,我说它是系统的系统。2010年世博会期间IBM在上海举办一个全球智慧城市高峰论坛,我听完IBMCEO彭明盛演讲后印象最深刻的一个概念是:智慧城市是系统的系统。城市的交通是一个系统,能源是一个系统,医疗是一个系统,水网是一个系统,政务是系统,智慧城市是这些系统的系统。我们去德国交流的时候,西门子以及弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer)的专家们认为智能制造是系统的系统,工业4.0就是要建立一个智能生态系统。美国GE公司在谈到工业互联网的时候,也提出同样一个概念,工业互联网是系统的系统,是从智能产品、联网的智能产品、产品系统再到系统的系统。所谓系统是要素和要素的相互作用所形成的具有某种功能的一个体系。当智能无所不在、连接无处不在、数据无处不在的时候,过去它们不相干的两个设备之间、人和人之间、物和物之间、人和物之间联系越来越紧密,其必然带来是一个系统连接另一个系统,小系统组成大系统,大系统组成更大的系统。
  
  智能制造是系统的系统,如何理解和认识。我们可以看到,一是智能产品是一个系统,每个人都有智能手机,智能手机在我们看起来是一个终端,它实际上是终端基于APP电子商务平台百万级的应用所构成的一个智能系统。这个智能终端系统的智能化,可以从两个方向去观察,一个是单机的智能化,你的智能手机芯片、CPU、操作系统、传感器在不断升级,智能化在不断提升,同时每一部手机的价值不仅仅取决于手机本身功能的强大,也取决于链接的数量。一是链接到网上的智能终端的数量,二是链接到网上的各种服务的数量,包括微信、航空、宾馆、商务、医疗、银行、证券公司等等。每一部智能手机都是系统,智能手机互联就是系统的系统。二是产品的生产环节也是一个系统,产品制造系统是研发系统、生产系统、物流系统、销售系统到服务系统的集成,智能单机设备的集成所组成的智能生产线是一个系统。三是每一个供应商都是一个系统,一级供应商、二级供应商、三级供应商构成一个系统网络,企业间供应链协同就是一个系统的系统。四是每个管理流程都是一个系统,人事、财务、资产、客户、运营都是一个独立的系统。五是客户管理是一个系统,如何实时感知、获取、评估、遴选、转化客户的需要,需要构建以客户为导向的系统。所谓智能制造,就是由这样一些不同系统所组成的大系统
  
  所谓的制造智能化,是在两化方向的智能化,就像从单细胞生物到多细胞生物演进一样,它表现在两个方面:一是单机的智能化,传感器、CPU、存储器、操作系统、人工智能、传输速度等。二是系统的智能化,智能制造的过程就是小系统组成大系统,大系统组成更大的系统的过程。在大系统不断演进的过程中,PLM、MES、SCM、ERP、DCS在不同历史阶段、不同层面上扮演了连接系统之系统的角色,但这仅仅是开始。所谓CPS,就是智能制造系统的操作系统。
  
  为了理解智能制造是系统的系统,我们可以从德国工业4.0的一张图来看,在智能制造体系中,德国用CPS、美国GE公司Predix这样的开放软件,试图连接所有的终端、所有的设备、所有的服务和所有人员,他们试图构建一个超复杂的智能制造系统。我们需要探讨,在未来智能制造的巨复杂系统中,我们扮演了一个什么样的角色?我们的切入点和突破点是什么。
  
  我们看到,一个超复杂的巨系统正在形成。车间里的机器如一部智能手机,通过更新操作系统实现功能升级,通过工业App实现各种功能即插即用,通过API不断扩展制造生态系统,所有的机器、产品、零部件、能源、原材料,所有的研发工具、测试验证平台、虚拟产品和工厂,所有的产品管理、生产管理、运营管理流程,所有的研发、生产、管理、销售、员工、各级供应商、销售商以及成千上万个客户,都将是这一系统的重要组成部分——一个基于云—管—端新型复杂制造体系正在形成。就像我刚才说的,智能制造必将带来新的竞争格局,智能制造的本质是在重组客户、供应商、销售商以及企业内部组织的关系,重构生产体系中信息流、产品流、资金流的运行模式,重建新的产业价值链、生态系统和竞争格局。
  
  掌握智能制造生态系统主导权之争
  
  最后一个观点,我们要把智能制造作为在新一轮产业技术变革中的主要方向,要构建自己的智能制造产业体系。我们要清醒地认识到,所有新概念的背后,无论是产业互联网的背后,还是工业4.0的背后是什么呢?这些概念的背后是技术体系,是标准体系,是产业体系。这些体系的背后是智能制造产业生态系统的主导权。概括来讲,
  
  一是要考虑围绕泛在化的智能产品,如何构建覆盖客户、终端、平台、第三方应用的产品生态系统。
  
  二是围绕生产装备、设计工具、供应链、第三方应用、客户等智能制造系统各种要素资源进行精准配置调用,如何提升及构建跨平台操作系统、芯片解决方案、网络解决方案的能力,如何提升智能工厂系统解决方案、智能装备创新能力和基础产业(材料、工艺、器件)创新能力,在此基础上如何构建制造环节的生态系统。
  
  三是围绕市场需求的个性化及快速变化的趋势,如何培育企业需求链、产业链、供应链、创新链的快速响应与传导能力,如何构建覆盖客户、制造、供应商的全产业链生态系统。
  
  四是在全产业链培育过程中,围绕各种制造资源的碎片化、在线化、再重组、再封装的机遇,如何培育新技术、新产业、新业态以及新的商业模式创新能力。
  
  五是如何整合产品生态系统、制造生态系统、全产业链生产系统等,通过标准体系、技术体系、人才体系、市场新规则,构建面向特定行业智能制造产业生态系统。
  
  六是如何围绕上述智能制造趋势,形成与之相适应的政策法律环境和体系。
  
  如何观察新一轮产业技术革命,我们可以再回顾一下历史。工业1.0以1780年瓦特改良型蒸汽机投入使用为标志,历时约100年;工业2.0以1880年电动机的使用为标志,工业2.0历时近90年;如果按德国人的观点,工业3.0以1969年第一个可编程逻辑控制器的使用为标志,已历时45年,还将继续10-20年。而工业4.0以智能制造为标志,至少需要用30年到50年的时间尺度来观察其演进发展的趋势。最后的结论是,这一轮变革才刚刚开始。从这个意义上来说,我们始终要有清醒的认识,面对快速变革、持续迭代的信息技术革命,我们当下对所有新一轮技术革命和产业变革的认识都是肤浅的、阶段性的,对任何静态的、僵化的、绝对化的认知都需要保持高度警惕,只有这样才会不断认识和把握新一轮技术革命和产业变革的方向和规律。
(来源:物联网智库)

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