工業(yè)4.0：數據驅動型制造業(yè)

  更自動化的生產設備，更靈活的流程管理，讓工廠能夠基于市場預測，快速地裝配調度，智能地生產，從而以最快的速度匹配消費者需求。這就是工業(yè)4.0的主要特點。

  在工業(yè)4.0時代，每一個工廠都應有一套智能系統(tǒng)，它首先能夠通過傳感器，對機器運作數據進行采集，并加以分析，從而實時地了解工廠的運作情況；其次，能夠通過執(zhí)行器對機器運作進行控制；此外，還能對消費者行為數據進行分析，對產品從設計到銷售的全生命周期，進行最優(yōu)化的管理。

  與此同時，對于機器生產者來說，他們的消費者是各個工廠。因此，他們需要采集機器的使用數據，從而更好地了解機器被使用的情況，以便安排自己的機器維護服務，并對機器的設計進行改善。工業(yè)數據的采集，將催生出新的商業(yè)模式，逐漸打破工廠的邊界，促進資產的流動，在全社會范圍內優(yōu)化資源配置。

  這些看起來枯燥的事情，在工業(yè)4.0時代都將內化成智能的數據，變得可見、可調節(jié)。

  智能的工廠

  傳統(tǒng)意義上，經銷商在市場預測和實際需求之間，有一定滯后；而在經銷商訂單和制造商實際供貨之間，又有一定滯后。

  兩者一疊加，隨著時間的推移，庫存量會產生劇烈波動。糟糕的是，他們越是試圖積極調整，這個波動就越劇烈。長此以往，制造企業(yè)的生產周期管理就變得十分困難。

  因此，除了通過電子商務等互聯(lián)網手段，縮短市場信息的傳導機制外，制造企業(yè)的一個核心目標，就是打造一個智能工廠，進一步壓縮生產周期，從而靈活地應對訂單的變化。

  成立于1945年的奧地利滑雪板公司Blizzard，正試圖用智能工廠提高自己的利潤。

  以往，Blizzard需要兩年的時間，不斷地打折降價才能把庫存消化掉。然而，老問題尚未解決，新問題又接踵而至。

  上世紀90年代，Blizzard只有10多個型號的產品，2000年后，滑雪板出現了40多種型號，現在則已經到了900種。

  同時發(fā)生變化的是，滑雪板的銷售不再以終端客戶的購買為主，而是80％的滑雪板都以租賃的形式流通于市場。

  另一方面，一些滑雪板的材料有18種，需要16周的生產時間。因此，Blizzard需要把生產階段的效率進一步提高，用更短的生產周期去解決庫存問題。同時，在管理上，需要參考市場的變化，比如型號增多、用途改變等，以更好地安排自己的生產。

  IBM智能分析解決方案的設計師施尼博（Stephan Schnieber）告訴《財經》（博客，微博）記者：“Blizzard提出的目標也很明確，首先，在生產過程中零故障；其次，在生產過程中最大程度地收集并分配信息；第三，要與現有的IT系統(tǒng)形成網絡?！盜BM是Blizzard智能工廠的方案解決商。

  IBM給Blizzard設計了一套工廠管理系統(tǒng)。首先，在流水線的機器上，安置了一些傳感器和執(zhí)行器；而每個物料托盤的底部，也都裝有一個“數據卡”。這樣，當物料通過搬運和加工時，就會以射頻技術被系統(tǒng)識別。

  在此基礎上，IBM用自己開發(fā)的Cognos系統(tǒng)，對生產行為進行記錄、儲存、分析以及分配。從而實時掌握每道工序上產品的來料追溯、加工狀態(tài)、加工數目以及產品批次等信息。

  這些識別碼在錄入的同時，會生成一個短網址，并且能夠在企業(yè)管理軟件（ERP）中進行輸入和輸出，進而可以實現移動設備端的管理。然后再通過機器上的執(zhí)行器，對機器的運行進行實際的管控。

  與此同時，在加工單元的監(jiān)視器上，每隔一個小時，會自動顯示一次目標參數與實際情況。

  如果未達到目標，監(jiān)視器則會發(fā)出警報；Cognos系統(tǒng)也會對數據和錯誤進行分析，并達到實時匯報。IBM設計的統(tǒng)計軟件，則可以自動生成生產管理中所需要的各種數據、圖表，以幫助決策者把控整個生產過程。

  經過升級，Blizzard的生產周期縮短到8周，庫存也減少80％。

  把機器作為底層，并在安裝傳感器和執(zhí)行器后搭建一套應用系統(tǒng)以實現信息處理，從而形成了一套網絡世界與物理世界的交互系統(tǒng)（Cyber Physical System），最終實現機器與機器之間、機器與人之間的對話。這便構成工業(yè)4.0中的智能工廠。

  但亦有評論認為，這只能叫做工業(yè)3.5，因為它與第三次工業(yè)革命中工業(yè)化與信息化的“兩化融合”相比，只是實現了更多的數據互通、柔性制造、人機交互、復雜系統(tǒng)以及信息分析的功能。而這些在汽車、家電、電子的總裝廠，以及化工、能源等行業(yè)身上，業(yè)已初步實現。工業(yè)4.0更關鍵的在于如何做到數據驅動。

  數據驅動的制造業(yè)

  通快（Trumpf）是一家做激光加工設備的老牌德國企業(yè)。對于它來說，真實世界與網絡世界進行交互的技術，早已不是什么新概念。

  通快出售的不僅僅是激光加工設備，更包括使用激光設備所必需的工業(yè)軟件。它的客戶買來設備后，必須對相關工業(yè)軟件進行編程，方能在自己的制造環(huán)節(jié)中使用這些設備。

  抽象來看，制造一輛汽車，已超越了對材料本身的物理加工，同時包括了不同加工設備之間幾億條工業(yè)軟件中的代碼完成。

  無論是通快還是西門子，這些裝備制造商早已有大半個身子跨入軟件行業(yè)。

  這些自動化設備的普及，不但加速了德國制造業(yè)向東轉移，也推動德國本土制造業(yè)的管理流程不斷向數字化轉型。

  制革出身、有著160年歷史的科德寶集團（Freudenberg），1995年基于SAP的企業(yè)管理軟件完成對集團的數字化改造后，其IT部門甚至獨立出來，成立了專門的軟件方案提供商——科德寶宜合信息技術有限公司（FIT）。如今，他們不僅在中國為來華的跨國制造企業(yè)提供IT服務，并且在全球建立了11個數據中心。

  在第四次工業(yè)革命的語境下，德國的裝備制造企業(yè)琢磨的是，如何能夠把自己賣出去的設備所產生的數據給收集回來，并基于這些數據開發(fā)新的商業(yè)模式。

  以通快的激光融錫機器人為例，它有2000個產品分布在全球的多個行業(yè)。

  假設通快可以把這些機器人相連接，通快便可得知這些機器的工作狀態(tài)，一方面用以優(yōu)化自己保養(yǎng)維修的耗材管理；另一方面，可以在被損壞的機器和運行良好的機器之間，進行最優(yōu)的生產配置。

  不僅如此，通快還可以收集機器使用者的用戶體驗，并可得知他們的機器究竟是如何被使用的。然后進一步通過分析得知，如何提高機器人的配置，如何把操作中的耗能和損耗減少到最低。因此，通快現在的研發(fā)重點在于，如何讓機器更好地產生數據，從而了解被加工的工件、機器自身的性狀以及工作狀態(tài)。

  “我們的客戶是金屬加工者，他們希望能夠更好地賣出自己的產品，那么，我們就可以把這些數據再加工為增值服務，反過來再幫助他們提升物流和銷售水平。”通快激光與電器部門主席萊斌格（Dr. Ing Peter Leibinger）對《財經》記者說：“在這個領域，我們還只是剛剛開始。”

  當供應鏈上更多環(huán)節(jié)加入數字化管理的洪流，機器所產生的工業(yè)數據，將遠遠超過目前消費互聯(lián)網所產生的數據量。海量的數據不僅能夠造就新的算法，幫助人類更加深刻地理解工業(yè)本身，還讓資源進一步打破智能工廠的邊界，在全社會范圍進行最優(yōu)配置。

  因此，德國的制造業(yè)巨頭西門子與軟件業(yè)巨頭SAP宣布，共同打造工業(yè)數據平臺?！拔覀円C明，可以用一個第三方管理的商業(yè)模式，既可以達到設備的連接，也可以實現數據安全?！蔽鏖T子大型設備部CEO霍克（Dirk Hoke）對《財經》記者說。

  通用電氣公司（GE）也在打造自己的工業(yè)互聯(lián)網系統(tǒng)。他們通過在飛機發(fā)動機中增加傳感器，采集發(fā)動機數據，并以此給機隊提供更多的實時數據，以便航空公司更好地配置自己的資產。

  在數據的驅動下，工業(yè)4.0時代下的制造業(yè)正演變成一項由軟件技術主導的系統(tǒng)性工程。

  全社會的數據融合

  2011年，德國漢諾威工業(yè)展（Hannover Messe）提出的工業(yè)4.0概念，更多地是針對制造業(yè)領域的CPS（信息物理互聯(lián)系統(tǒng)），核心是增加更多傳感器以更好地了解設備的工作狀態(tài)，同時也制造出大量數據。

  這種技術趨勢在物聯(lián)網、車聯(lián)網、智能電網、移動健康、智慧城市等多個領域均有廣泛運用，并通過大數據和云計算等信息基礎設施，把信息從終端市場傳遞回制造業(yè)。

  這些數據正在創(chuàng)造“新摩爾定律”，即：每18個月產生數據，將比歷史存量翻一倍。它不僅需要新的數據儲存技術，更需要通過算法產生分析能力，從而更好地進行產品、制造、資產與產業(yè)鏈管理。

  制造環(huán)節(jié)也不僅僅是通過3D打印、工業(yè)機器人和智能工廠實現柔性制造，更將融入不斷發(fā)展的社會網絡?；诠I(yè)互聯(lián)網，通過機器與機器的互聯(lián)，資產成為一種流動的要素，進一步消弭工廠的邊界。不僅僅在工廠內進行流程優(yōu)化，更在全社會范圍內，進行資源的最優(yōu)配置。在此過程中，基于數據的新商業(yè)模式將大量涌現。

  對于ICT企業(yè)來說，大數據、云計算、分析、移動端，就成了制勝法寶。SAP、IBM、華為等，都已把它作為自己的戰(zhàn)略構想。

  在推動全社會數據融合的路徑上，歐洲和美國亦是有區(qū)別的。

  埃森哲的德國董事總經理雷蒙施派格（Frank Riemensperger）對《財經》記者說：“歐洲的途徑是更加偏機械，而美國的核心則是不要被產品的發(fā)展周期給束縛住?！?

  工業(yè)4.0本身，是一個社會變革維度的概念，產業(yè)鏈將以數據為維度，進行重新劃分，整個社會變革為一個信息與物理互聯(lián)的系統(tǒng)。

  現在的問題是，這個系統(tǒng)中不同的技術發(fā)展相對割裂。華為技術有限公司企業(yè)BG銷售總裁何達炳對《財經》記者說：“從汽車的傳感器、數據卡開始，從數據采集點，到整個網絡、云平臺、數據中心、全連接，我們認為信息通路很重要。需要統(tǒng)一的架構，以及接口的標準化?！?

  解決這個問題，單靠哪家企業(yè)都不現實，但市場會推動企業(yè)們達成統(tǒng)一標準，而在這個過程中肯定會出現主導型的企業(yè)。