說(shuō)說(shuō)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造的那些事兒

從漢諾威工業(yè)博覽會(huì)說(shuō)起

2011年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)蓄惫，德國(guó)人工智能研究中心董事兼行政總裁沃爾夫?qū)?瓦爾斯特爾教授在開(kāi)幕式中提到锰霜，要通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)等媒介來(lái)推動(dòng)第四次工業(yè)革命即工業(yè)4.0婴谱，提高制造業(yè)水平冕屯。

2013年4月漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上正式推出工業(yè)4.0寂诱，其核心目的是為了提高德國(guó)工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，在新一輪工業(yè)革命中占領(lǐng)先機(jī)蒿庙。

幾乎同時(shí)搓陈，美國(guó)在2012年左右提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，意在推動(dòng)制造業(yè)信息化砖蕾、數(shù)字化北捣、智能化。通過(guò)集成流程廷共、數(shù)據(jù)主線论辈、數(shù)字孿生等軟件技術(shù)，采集工廠各階段的數(shù)據(jù)诸鲸，連接設(shè)備伪您、連接供應(yīng)鏈上的各種資源，進(jìn)行工業(yè)大數(shù)據(jù)分析世雄，人工智能的云計(jì)算來(lái)迎接新的工業(yè)革命度坞。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)4.0從表面論述看各有側(cè)重映僚，一個(gè)側(cè)重工業(yè)制造寞竭，一個(gè)側(cè)重工業(yè)服務(wù)，但究其本質(zhì)都是實(shí)現(xiàn)智能制造與智能服務(wù)酣难，具體就是個(gè)性化定制谍夭，服務(wù)延伸化。

時(shí)隔5年憨募，2016年4月25日紧索，金蝶軟件與步科自動(dòng)化強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手袁辈，在德國(guó)漢諾威發(fā)布中國(guó)的第一個(gè)智慧工廠解決方案：多品種小批量柔性制解決方案，其特點(diǎn)是超級(jí)透明珠漂、超級(jí)柔性晚缩、超級(jí)智能的智慧工廠。

多品種小批量生產(chǎn)模式的挑戰(zhàn)

多品種小批量的按單生產(chǎn)模式已成為常態(tài)媳危，但多品種小批量生產(chǎn)模式的企業(yè)在實(shí)踐中常遇到諸多越來(lái)越復(fù)雜的問(wèn)題：需求不確定荞彼；研發(fā)周期短；多品種并行待笑；資源共享易出現(xiàn)瓶頸鸣皂；計(jì)劃排程應(yīng)變差；設(shè)備暮蹂、產(chǎn)線難以柔性應(yīng)對(duì)……它們導(dǎo)致企業(yè)“三高”長(zhǎng)期存在维瑰，即較高的訂單延遲率、高庫(kù)存鼻发、居高不下的成本茶窍。

制造企業(yè)要在這個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)中可持續(xù)地盈利，就必須采用各種新思維忠辛、新技術(shù)蜀契、新模式。轉(zhuǎn)型大規(guī)模定制與個(gè)性化生產(chǎn)方式哎闻，引入工業(yè)物聯(lián)敏卦、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及人工智能等以迎接新時(shí)代的到來(lái)枚林。

智能制造背景與解決方案

工業(yè)4.0是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命米鹏，旨在通過(guò)充分利用信息通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)，信息物理系統(tǒng)（CPS）相結(jié)合的手段郭菜，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型栗哥。基于信息物理系統(tǒng)CPS勘伺、物聯(lián)網(wǎng)IoT和互聯(lián)服務(wù)IoTs產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)流（即工業(yè)大數(shù)據(jù)）的采集與分析跪腹，云計(jì)算形成個(gè)性化或私人訂制的智能生產(chǎn)。主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：1飞醉、智能工廠冲茸。2、智能制造缅帘。3轴术、智能供應(yīng)鏈。4、智能服務(wù)逗栽。

當(dāng)前全球工業(yè)市場(chǎng)正面臨著巨大的變革：更新周期縮短盖袭、差異不斷變大、產(chǎn)品個(gè)性化突出彼宠、向服務(wù)化延伸鳄虱，構(gòu)建的兼具個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)生產(chǎn)模式，突破了傳統(tǒng)的行業(yè)界限凭峡，催生出新的活動(dòng)領(lǐng)域和合作形式醇蝴，創(chuàng)造新的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)，重組產(chǎn)業(yè)鏈分工萝轰。

金蝶云智慧工廠解決方案融合步科柔性自動(dòng)化推吼，軟硬聯(lián)手，利用物聯(lián)網(wǎng)疹咕、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)贮殊、云制造和技術(shù)加上AI人工智能，在邁向中國(guó)制造2025的浪潮中铲恃，致力在創(chuàng)新的路上夫咏，為制造業(yè)帶來(lái)更適合中國(guó)實(shí)踐的智能制造解決方案。

透明化工廠

金蝶云用縱向垂直管理車(chē)間設(shè)備集成四雏、產(chǎn)品壽命周期PLM的價(jià)值鏈端到端的集成勿见、橫向跨產(chǎn)業(yè)鏈的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)三個(gè)方面的高度集成，打破企業(yè)存在的信息化孤島百擒、管理孤島资村、操作孤島。通過(guò)金蝶云與制造現(xiàn)場(chǎng)的邊緣設(shè)備的可視化仍桌，從而打造一個(gè)透明为猩、靈活的工廠。

金蝶云幫助企業(yè)深度連接各類(lèi)經(jīng)銷(xiāo)商資源忱叭、客戶資源隔崎、創(chuàng)客資源。了解客戶的需求并多方設(shè)計(jì)協(xié)作滿足韵丑，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與物流廠商的在線協(xié)作跟蹤爵卒，實(shí)現(xiàn)需求的透明。金蝶云在制造環(huán)節(jié)通過(guò)智能終端可視化等應(yīng)用實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的透明撵彻，其次移動(dòng)的應(yīng)用使上述的透明更加深化钓株。

柔性自動(dòng)化產(chǎn)線

自動(dòng)化線是剛性的，精益Cell線是柔性的千康，模塊化線是智能的享幽。模塊化設(shè)備布局可以靈活地根據(jù)個(gè)性化訂單自動(dòng)組合或重構(gòu)生產(chǎn)線，這是智能制造所追求的拾弃。

基于柔性的云架構(gòu)的金蝶云的背后的“中樞”值桩，其核心是創(chuàng)新開(kāi)放的APS高級(jí)計(jì)劃優(yōu)化算法模型，其支持多種豪椿、多變的計(jì)劃與生產(chǎn)模式奔坟，支持工序?qū)崟r(shí)傳感數(shù)據(jù)，模塊化精益單元設(shè)備布局祸弥，保證各細(xì)胞單元根據(jù)生產(chǎn)訂單的需要自由拆分和重構(gòu)偎旱，是柔性自動(dòng)化背后的“智慧擔(dān)當(dāng)”。

同時(shí)基于預(yù)留迁拂、優(yōu)先級(jí)等JIT/JIS核心創(chuàng)新的物料體系地捂，是保障物料柔性的基礎(chǔ)，使自動(dòng)化設(shè)備類(lèi)似神經(jīng)傳感單元控制下行使功能掸校，實(shí)現(xiàn)多品小批生產(chǎn)模式滤重。

多品小批生產(chǎn)模式使得企業(yè)高度柔性應(yīng)對(duì)，而柔性自動(dòng)化產(chǎn)線可促使企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)智能化企業(yè)涮巩。

數(shù)字化鲫庆、網(wǎng)絡(luò)化、智能化

物聯(lián)網(wǎng)讓智能自由地流淌矩沥，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)讓智能無(wú)處不在掏榜，大數(shù)據(jù)蘊(yùn)藏?zé)o限的智能，云計(jì)算使智能快速反應(yīng)咪干，人和

智能主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:1疏橄、在動(dòng)態(tài)復(fù)雜環(huán)境的感知與理解。2略就、在動(dòng)態(tài)復(fù)雜環(huán)境下的自主決策與優(yōu)化能力捎迫。3、基于經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)適應(yīng)能力表牢。尤其是學(xué)習(xí)能力是典型的智能行為窄绒。

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)工廠，算法控制智造崔兴。智能制造也需從"計(jì)算智能"彰导、"感知智能"逐步實(shí)現(xiàn)"認(rèn)知智能"。新一代智能制造是在基于AI的CPS系統(tǒng)架構(gòu)下的智能制造敲茄。

通過(guò)工業(yè)大數(shù)據(jù)位谋，它不僅僅是設(shè)備維修和產(chǎn)品服務(wù)，其技術(shù)不僅涉及IT還涉及OT工業(yè)技術(shù)。工業(yè)應(yīng)用大數(shù)據(jù)對(duì)于人才的復(fù)合型要求更為突出掏父。行業(yè)的數(shù)據(jù)分析羽嘉，不僅需要計(jì)算機(jī)、統(tǒng)計(jì)學(xué)鹏亥、數(shù)學(xué)等知識(shí)反腺，還要擁有豐富的行業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)這些知識(shí)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行建模脾飘，才能開(kāi)發(fā)出合適的分析方法聊浊，找到數(shù)據(jù)價(jià)值。

通過(guò)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)短连，建立合適智能工廠斩缘、車(chē)間、計(jì)劃調(diào)度控制執(zhí)行根术、倉(cāng)儲(chǔ)模型嚣咕，對(duì)所需的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)智能決策蜘傻，這應(yīng)該是工業(yè)大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵應(yīng)用绷咳。智能制造也正朝著分布式?jīng)Q策和自主感知（機(jī)器學(xué)習(xí)等）進(jìn)化。

在智能動(dòng)態(tài)計(jì)劃排產(chǎn)基礎(chǔ)上琅翻，對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)物料進(jìn)行大數(shù)據(jù)計(jì)算位仁，隨時(shí)對(duì)物料進(jìn)行FMR（使用頻率分析）及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)分析方椎，通過(guò)自動(dòng)化機(jī)器臂自主循環(huán)的把多頻率的物料智能的移到貨架最低層聂抢，紅綠黃燈提醒優(yōu)先分揀及AGV小車(chē)取貨順序，精確的滿足多品小批量物料的采購(gòu)棠众、JIT/JIS配送及工位喂料琳疏。

在智能層面，金蝶云革新了運(yùn)營(yíng)管控的高度闸拿，例如多種運(yùn)營(yíng)管控模型空盼，激活組織，創(chuàng)新轉(zhuǎn)型數(shù)字化新荤。全面幫助中國(guó)的制造業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化揽趾、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的產(chǎn)業(yè)升級(jí)苛骨。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包含了互聯(lián)網(wǎng)+制造篱瞎，工業(yè)云平臺(tái)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)痒芝，工業(yè)大數(shù)據(jù)等遥局，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一（人付箩、物、務(wù)）莽烫。實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的產(chǎn)品個(gè)性化瞭谴，生產(chǎn)智能化，制造服務(wù)化魄蔗，組織分散化和制造資源云化。

金蝶云的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)刹讹，如圖：

如何架構(gòu)數(shù)字化工廠實(shí)現(xiàn)智能制造

數(shù)字化制造不等于全自動(dòng)化肆洽，未來(lái)十到二十年，主流的制造方式將是人機(jī)結(jié)合职予。數(shù)字化制造的價(jià)值是客戶導(dǎo)向的多品種小批量的柔性生產(chǎn)社咒，是人機(jī)高效的融合，偏面追求全自動(dòng)化與無(wú)人化是不明智的螺煞。

自動(dòng)化改造位俩、設(shè)備的傳感連接、精益生產(chǎn)改善碳胳、供應(yīng)鏈優(yōu)化勇蝙、業(yè)務(wù)流程的重組、數(shù)字化工廠挨约、機(jī)器人和機(jī)器學(xué)習(xí)味混、大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略、高級(jí)算法與人工智能等诫惭，讓我們企業(yè)目不暇接翁锡。這是因?yàn)槊總€(gè)專家、供應(yīng)商或個(gè)別企業(yè)站在自身的角度來(lái)詮釋這場(chǎng)新工業(yè)革命夕土。每個(gè)企業(yè)切忌盲目沖動(dòng)馆衔，應(yīng)保持清醒的頭腦，根據(jù)自身的情況怨绣，科學(xué)的角溃、系統(tǒng)地規(guī)劃實(shí)現(xiàn)新工業(yè)革命的升級(jí)。精益化篮撑、數(shù)字化开镣、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化锯忱、智能化常籍，逐步實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造2025的戰(zhàn)略目標(biāo)。

實(shí)際上闰妓，智能制造屬于復(fù)雜系統(tǒng)锨圣，是人工智能與大系統(tǒng)理論的結(jié)合陕绢，屬于第三代控制論，不過(guò)還在進(jìn)化骗采。隨著物聯(lián)網(wǎng)闯揪、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的技術(shù)出現(xiàn)词趾，CPS嵌入式人機(jī)物協(xié)同控制是智能制造的基礎(chǔ)避某。所以，實(shí)現(xiàn)智能制造必須做好頂層設(shè)計(jì)审陌。

頂層設(shè)計(jì)的“頂層”是決策者蚯垫、系統(tǒng)化、系統(tǒng)工程疤格】扰觯“設(shè)計(jì)”是策略、謀劃圾笨、規(guī)劃教馆。我們?cè)贗T建設(shè)、數(shù)字化工廠擂达、智慧企業(yè)的過(guò)程中土铺，需做好頂層設(shè)計(jì)、系統(tǒng)工程板鬓、企業(yè)架構(gòu)-數(shù)據(jù)舒憾、流程、系統(tǒng)穗熬、平臺(tái)架構(gòu)規(guī)劃镀迂。但復(fù)雜系統(tǒng)又很難設(shè)計(jì)。所以在頂層設(shè)計(jì)時(shí)候留有空間唤蔗，允許自然選擇迭代進(jìn)化探遵。

數(shù)字化工廠的規(guī)劃設(shè)計(jì)與落地，需要通過(guò)三個(gè)維度來(lái)頂層設(shè)計(jì)妓柜，首先是從供應(yīng)鏈優(yōu)化的維度箱季，其次是研發(fā)制造服務(wù)一體化維度，即研發(fā)的產(chǎn)品要智能化寸纠。最后是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)精益生產(chǎn)集成自動(dòng)化維度雳雄。生產(chǎn)運(yùn)作從四個(gè)維度即生產(chǎn)運(yùn)行、質(zhì)量運(yùn)行帮课、設(shè)備運(yùn)行匙久、庫(kù)存運(yùn)行。工業(yè)控制實(shí)現(xiàn)SCADA/HMI/DCS數(shù)字網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)現(xiàn)IT與OT的深度融合八泡。如圖：

智能制造不是萬(wàn)能的趾马，但可以確定——它是企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的突破口之一苏昨！這關(guān)系到連接與集成的能力、數(shù)字化與透明化能力毁察、自動(dòng)化與智能化演進(jìn)能力赘湾、產(chǎn)品與技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新的能力等。

對(duì)于未來(lái)新模式尚染、新技術(shù)下的制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)律逼，要注意以下幾點(diǎn)：一是商業(yè)模式，即拉平價(jià)值微笑曲線底部并延伸價(jià)值鏈到服務(wù)逗柴；二是管理模式蛹头，即C2B、C2M嚎于、多品種掘而、小批量按單定制生產(chǎn)挟冠；三是技術(shù)創(chuàng)新于购，智能研發(fā)創(chuàng)新平臺(tái)；四是品牌知染，互聯(lián)網(wǎng)粉絲營(yíng)銷(xiāo)肋僧；五是成本，通過(guò)精益管理來(lái)降低成本控淡；六是資金嫌吠，即互聯(lián)網(wǎng)金融、眾籌資金掺炭；七是質(zhì)量辫诅，可以通過(guò)工業(yè)大數(shù)據(jù)提升監(jiān)控質(zhì)量；八是工藝涧狮，即數(shù)字化聯(lián)網(wǎng)炕矮、知識(shí)庫(kù)、模擬仿真工藝刹越、機(jī)器人等堡它；九是人才，即對(duì)新型人才的培養(yǎng)靡循。

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