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如何理解工業(yè)4.0的核心驅(qū)動(dòng)?

2015/12/28 9:59:14   電源在線網(wǎng)
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    在當(dāng)今競(jìng)爭(zhēng)激烈的商業(yè)環(huán)境中,企業(yè)正面臨著前所未有的挑戰(zhàn),即如何利用大數(shù)據(jù),快速而精確地決策以提高生產(chǎn)力。追溯過去,整個(gè)制造業(yè)看的是生產(chǎn)力需求。今天我們的需求發(fā)生了變化。

    如何理解工業(yè)4.0的核心驅(qū)動(dòng)

    工業(yè)發(fā)展的早期為支持生產(chǎn)流程而采用簡(jiǎn)單的機(jī)械系統(tǒng),這是制造端的生產(chǎn)力需求。而隨著工業(yè)4.0的出現(xiàn)、互聯(lián)網(wǎng)等科技新生態(tài)的飛速全面化,消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品創(chuàng)新、質(zhì)量、品種以及交付速度的看法發(fā)生了質(zhì)的變化,這就是我們今天看到的市場(chǎng)個(gè)性化需求的根本原因之一。到目前為止,為適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的市場(chǎng)需求而采用高度自動(dòng)化的流水線等新科技,其核心驅(qū)動(dòng)來自消費(fèi)端。因此,現(xiàn)代制造設(shè)備必須具備自我意識(shí)、自我預(yù)測(cè)、自適應(yīng)對(duì)比、自主重配置以及自主維修等工業(yè)智能的能力,才有可能實(shí)現(xiàn)全面?zhèn)性化與創(chuàng)新的發(fā)展。

    在工業(yè)化不同價(jià)值鏈的體系下,除了從生產(chǎn)端前移到消費(fèi)端外,也同時(shí)從上游往下游突破。從用戶的最終價(jià)值出發(fā),要實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品的服務(wù)與個(gè)性化,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的融合與協(xié)同優(yōu)化是必然之路。

    美國(guó)人之所以認(rèn)為未來智能工業(yè)的發(fā)展從生產(chǎn)制造端到消費(fèi)端的轉(zhuǎn)變是必然,并且提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的理念,是因?yàn)槊绹?guó)強(qiáng)調(diào)的是互聯(lián)網(wǎng)與商業(yè)模式創(chuàng)新力。美國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)注的方向是充分利用其信息技術(shù)的巨大優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)以消費(fèi)者為核心的智能服務(wù)。

    德國(guó)在制造業(yè)的核心優(yōu)勢(shì)是裝備制造業(yè)以及生產(chǎn)線自動(dòng)化,所以德國(guó)的工業(yè)4.0實(shí)踐關(guān)注銷售、服務(wù)能力的提升。因而德國(guó)提出的是信息物理產(chǎn)品系統(tǒng)加物聯(lián)網(wǎng)IOT為中心的管理革命戰(zhàn)略。

    如何理解工業(yè)大數(shù)據(jù)

    大數(shù)據(jù)的理念已經(jīng)廣為大眾所接受,其核心都強(qiáng)調(diào)價(jià)值。目前,除了大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)建設(shè)之外,從數(shù)據(jù)到信息的工作,更多的是停留在社交或商業(yè)數(shù)據(jù)挖掘上。例如,銷售預(yù)測(cè)、用戶關(guān)系挖掘與聚類、推薦系統(tǒng)、觀點(diǎn)挖掘等。這些研究都非常重要,也極具創(chuàng)新意義,特別是對(duì)拉動(dòng)消費(fèi)很有幫助。但是,這些實(shí)踐都只關(guān)注了“人為數(shù)據(jù)或與人相關(guān)的數(shù)據(jù)”,而忽略了“機(jī)器數(shù)據(jù)或工業(yè)數(shù)據(jù)”,如設(shè)備控制器、傳感器、制造系統(tǒng)等。

    產(chǎn)品做出來之后,到底如何使用它?以前關(guān)心的是如何生產(chǎn)最好的產(chǎn)品,現(xiàn)在關(guān)心的是產(chǎn)品怎么去用,消費(fèi)體驗(yàn)在哪里?第一,我們現(xiàn)在對(duì)工業(yè)價(jià)值的認(rèn)知必須從后往前移,從消費(fèi)端走到生產(chǎn)價(jià)值鏈前端。第二,從關(guān)注機(jī)器與機(jī)器的數(shù)據(jù)或工業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù),到全面協(xié)同優(yōu)化,關(guān)注這個(gè)價(jià)值體系,實(shí)現(xiàn)我們對(duì)工業(yè)4.0的完整理解。

    工業(yè)大數(shù)據(jù)的核心支撐力

    在工業(yè)大數(shù)據(jù)的實(shí)踐中,宏觀與微觀、規(guī)模與定制、個(gè)性與共性必然成為主要的幾個(gè)矛盾。在這三大矛盾的背后,我們要通過工業(yè)大數(shù)據(jù)看到我們以前看不到的因素,處理好這些數(shù)據(jù),就像Jay Lee教授講的,讓數(shù)據(jù)成為有價(jià)值的信息。工業(yè)4.0的五個(gè)支撐力值得我們關(guān)注。一是降低生產(chǎn)過程中的浪費(fèi)。生產(chǎn)過程中的消耗來源于組織與組織之間、人與人之間、材料與工藝之間、流程之間,所以我們首先要考慮的問題是,如何降低消耗、浪費(fèi)。二是制造工業(yè)環(huán)保與安全。沒有碳排放是不現(xiàn)實(shí)的,但排放怎么轉(zhuǎn)移,怎么去消費(fèi)它是問題。三是根據(jù)生產(chǎn)狀況,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自我調(diào)整。在工業(yè)大數(shù)據(jù)里,我們稱之為自適應(yīng)。整個(gè)工業(yè)4.0講的就是自適應(yīng)、自感應(yīng)、自調(diào)理。大數(shù)據(jù)分析到最后有很大程度取決于人工智能,指的是自適應(yīng)能力的強(qiáng)弱,機(jī)器自我學(xué)習(xí)能力的強(qiáng)弱。四是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的價(jià)值化。五是實(shí)現(xiàn)用戶需求、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和營(yíng)銷的配合。

    這五大支柱的焦點(diǎn)就是顯性因素和非顯性因素。我們?cè)?jīng)關(guān)心的是產(chǎn)品的制造、產(chǎn)品的制造工藝、產(chǎn)品本身的質(zhì)量等顯性因素。考慮的點(diǎn)都是可觸摸的或可量化的。在工業(yè)大數(shù)據(jù)里,想要解決的問題就是那些非顯性因素。

    設(shè)備處于亞健康狀態(tài),我們看不到。對(duì)于未來的智能工業(yè)來說,想要達(dá)到零宕機(jī)、零排放、零維修等目的,必須突破的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就是關(guān)注相關(guān)的隱形因素,做好量化與數(shù)據(jù)交叉關(guān)聯(lián)分析。

    工業(yè)4.0到底會(huì)帶來什么

    智能分析和網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)的出現(xiàn),為我們實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理和工廠轉(zhuǎn)型提供了新的思路。我們今天賣的已經(jīng)不再是一個(gè)產(chǎn)品,賣的是為客戶創(chuàng)造價(jià)值的能力。這里包含三方面:

    管理優(yōu)化的綜合價(jià)值鏈:管理是一門藝術(shù),一定是融合的產(chǎn)物。綜合價(jià)值鏈體現(xiàn)于信息自動(dòng)性和主動(dòng)性到一定的量化后,幫助管理者自動(dòng)形成生產(chǎn)系統(tǒng)的決策,需要大量的數(shù)據(jù)交叉模型分析,同時(shí)需要全方位地對(duì)設(shè)備進(jìn)行綜合管理。

    數(shù)字化:數(shù)字化是全產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)相互合作的一種新緯度,這是信息物理系統(tǒng)框架的信息虛擬空間的體現(xiàn)。粗放式制造管理的主要表現(xiàn)是訂單式的管理。訂單多了,我就生產(chǎn);訂單沒有,就假設(shè)下個(gè)季度它會(huì)繼續(xù)有,繼續(xù)生產(chǎn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品更新?lián)Q代了,市場(chǎng)已經(jīng)對(duì)所生產(chǎn)的產(chǎn)品不感興趣了,企業(yè)倒閉的風(fēng)險(xiǎn)就驟然升高。所以工業(yè)大數(shù)據(jù)對(duì)工業(yè)鏈的管理能為企業(yè)帶來價(jià)值。數(shù)字化就是如何把物理空間全面對(duì)應(yīng)到數(shù)字虛擬空間,把整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈目前的狀態(tài)通過數(shù)字描述出來,知道消費(fèi)者在干什么,廠商在干什么,客戶心態(tài)又是什么樣子,甚至可能早于供應(yīng)商、原廠商掌握這些數(shù)字,從而改變產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。

    顛覆性商業(yè)模式:應(yīng)該關(guān)注商業(yè)模式,尤其是商業(yè)模式引導(dǎo)下的服務(wù)價(jià)值體系創(chuàng)新。德國(guó)的戰(zhàn)略就是要改變只賣一次設(shè)備、掙到一筆錢的現(xiàn)狀。通過產(chǎn)品的服務(wù),可以一直跟隨著消費(fèi)者。在全產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)中,做好做強(qiáng)產(chǎn)品的服務(wù)升級(jí)換代,能享受更多的服務(wù)利潤(rùn)。

    今天工業(yè)數(shù)據(jù)并沒有給企業(yè)帶來競(jìng)爭(zhēng)力,因?yàn)閿?shù)據(jù)本身沒有競(jìng)爭(zhēng)力。 要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)力,系統(tǒng)自我學(xué)習(xí)能力很重要,數(shù)學(xué)模型就是不斷自我學(xué)習(xí)和發(fā)展的產(chǎn)物。大數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)打上標(biāo)簽就是一個(gè)行業(yè)模式的數(shù)字化體現(xiàn),標(biāo)簽是跟著管理思路走而不是數(shù)據(jù)。如何形成全信息空間與物理空間的映射,然后做分析才是我們面臨的挑戰(zhàn)。

    數(shù)據(jù)信息驅(qū)動(dòng)工業(yè)革命

    首先,今天面臨的第一個(gè)挑戰(zhàn)是怎么讓用戶有更好的消費(fèi)體驗(yàn)。其次,企業(yè)各部門的豎井沒有打通,缺乏環(huán)境數(shù)據(jù),包括類似地理位置信息、設(shè)備的生命狀態(tài)等。產(chǎn)品的設(shè)定和生產(chǎn)要素,跟流程、工藝都有千絲萬縷的關(guān)系,數(shù)字化能夠幫我們把這個(gè)輪廓勾勒出來。工業(yè)數(shù)據(jù)通過哪些能力最終形成商業(yè)機(jī)會(huì)?有四個(gè)方面需要關(guān)注:

    一是溝通。即設(shè)備環(huán)境信號(hào)識(shí)別。信號(hào)識(shí)別的關(guān)鍵點(diǎn)是信息收集過程中實(shí)時(shí)性還不夠,信號(hào)識(shí)別的對(duì)象不夠完整和全面,這是建立工業(yè)大數(shù)據(jù)能力需要考慮的第一個(gè)問題。

    二是集成與融合。即大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)平臺(tái)。所謂融合就是說,OA、知識(shí)庫、ERP、采購系統(tǒng)等所有可觸摸和非可觸摸的數(shù)據(jù)都應(yīng)該串聯(lián)起來。這一串聯(lián)工作還有非常漫長(zhǎng)的路要走。

    三是分析與決策。我們大數(shù)據(jù)的建模能力不差,缺的是對(duì)行業(yè)理解的投入以及形成模型的能力,以及不斷推倒重建和調(diào)整的持續(xù)投入。

    四是創(chuàng)建自助服務(wù)文化。機(jī)器能夠自我學(xué)習(xí)和自我調(diào)節(jié)。通過焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到不可見的因素,數(shù)據(jù)給了我們發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新的全新多視角,最終導(dǎo)向了革命性的商業(yè)機(jī)會(huì)。

    工業(yè)數(shù)據(jù)“富有”vs.信息“貧窮”

    數(shù)據(jù)本身不會(huì)為你帶來價(jià)值,數(shù)據(jù)的技術(shù)也不會(huì)讓你的產(chǎn)業(yè)更先進(jìn),數(shù)據(jù)必須轉(zhuǎn)成信息后才會(huì)對(duì)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生價(jià)值。智能工廠通過與環(huán)境系統(tǒng)的無縫交互,設(shè)備能夠有自我意識(shí)和自學(xué)能力,在未來可以實(shí)現(xiàn)更高程度的智能控制和優(yōu)化控制。目前自學(xué)設(shè)備還遠(yuǎn)未達(dá)到工業(yè)實(shí)施階段。

    工業(yè)大數(shù)據(jù)給了我們一個(gè)看世界的新角度。通過360度全景的數(shù)字視角,可能給我們帶來些新的優(yōu)勢(shì),這就是所謂信息技術(shù)成為創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)核心動(dòng)力的來源。

    那么工業(yè)數(shù)據(jù)來源于內(nèi)源數(shù)據(jù)和外源數(shù)據(jù)。企業(yè)內(nèi)部在運(yùn)行中,積累了大量的內(nèi)源數(shù)據(jù)。互聯(lián)網(wǎng)的今天,外源數(shù)據(jù)更多。事實(shí)上,很多企業(yè)不缺數(shù)據(jù),主要問題是數(shù)據(jù)質(zhì)量低下以及采集手段不科學(xué)。

    工業(yè)數(shù)據(jù)到底在哪里?我們要什么樣的數(shù)據(jù)?對(duì)于生產(chǎn)價(jià)值來講,核心就是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IOT)。從智能設(shè)備角度,普適計(jì)算有很大的空間,現(xiàn)代工人可以帶一個(gè)普適感應(yīng)器等設(shè)備來參加生產(chǎn)和管理。所以工業(yè)數(shù)據(jù)源是大量設(shè)備(250億左右)之間的關(guān)聯(lián),這才是我們未來真正需要去采納的數(shù)據(jù)。

    從今天的制造業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型到未來的智能工廠,我們要把管理員與操作員互動(dòng)的數(shù)據(jù)、設(shè)備機(jī)群的數(shù)據(jù)、流程質(zhì)量相關(guān)的數(shù)據(jù),通過傳感器與控制器網(wǎng)絡(luò)整合。大數(shù)據(jù)和云技術(shù)是整合的核心科技。大數(shù)據(jù)環(huán)境中的數(shù)據(jù)管理與分配對(duì)實(shí)現(xiàn)自我意識(shí)設(shè)備和自學(xué)設(shè)備至關(guān)重要。

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