制造業(yè)在轉(zhuǎn)型：進(jìn)入一個(gè)全新的數(shù)字世界

　　GE原來(lái)依靠出售航空發(fā)動(dòng)機(jī)獲利，目前通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝上百個(gè)傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，為客戶提供在線監(jiān)控和預(yù)測(cè)性維護(hù)的服務(wù)，從原來(lái)賣(mài)發(fā)動(dòng)機(jī)變成出售“發(fā)動(dòng)機(jī)的無(wú)故障工作時(shí)間”。 GE除了管理飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，還管理了一兩萬(wàn)輛大型卡車(chē)組成的車(chē)隊(duì)，每輛車(chē)安裝了200多個(gè)傳感器收集各種卡車(chē)運(yùn)行信息，在GE眼中，這些大型卡車(chē)不是卡車(chē)，而是奔跑的數(shù)據(jù)中心，未來(lái)所有的生意都是數(shù)據(jù)生意。

　　建筑機(jī)械市場(chǎng)波動(dòng)非常大。中國(guó)建筑機(jī)械市場(chǎng)經(jīng)歷2011年的暴漲后，持續(xù)了好幾年的慘淡經(jīng)營(yíng)，直到2016年下半年由于“一帶一路”政策的拉動(dòng)，建筑機(jī)械廠商業(yè)績(jī)才開(kāi)始大幅度回暖。由此可見(jiàn)大起大落的銷(xiāo)售很難預(yù)測(cè)，對(duì)廠商來(lái)說(shuō)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)很大。另外國(guó)內(nèi)的建筑機(jī)械市場(chǎng)日益飽和，市場(chǎng)上現(xiàn)有的建筑機(jī)械數(shù)量驚人，很多業(yè)主選擇租賃而不是購(gòu)買(mǎi)設(shè)備，促使建筑機(jī)械廠商轉(zhuǎn)變商業(yè)模式，開(kāi)始開(kāi)發(fā)售后的機(jī)械服務(wù)市場(chǎng)。小松和三一都在挖掘機(jī)上安裝傳感器，收集機(jī)械的開(kāi)機(jī)狀況、開(kāi)機(jī)時(shí)間，工作量情況，一方面有利于廠商自己預(yù)測(cè)市場(chǎng)，一方面為使用者提供更好的使用建議，還可以幫助代理商維持設(shè)備保值增值。 三一重工的“挖掘機(jī)指數(shù)”還可以幫助國(guó)家預(yù)測(cè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況。

　　工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅為大公司打造服務(wù)平臺(tái)提供了機(jī)會(huì)，也為中小型的公司創(chuàng)造了新的機(jī)會(huì)。電機(jī)和軸承是非常傳統(tǒng)的產(chǎn)品，通過(guò)在這些產(chǎn)品上安裝傳感器，監(jiān)測(cè)震動(dòng)情況可以做在線監(jiān)控、預(yù)測(cè)性維護(hù)、失效預(yù)測(cè)等。這些傳感器可以很方便地將收集到的數(shù)據(jù)上傳到云端，成為平臺(tái)的重要一員。不能做平臺(tái)，就被平臺(tái)化，被平臺(tái)化說(shuō)明小公司也有價(jià)值。

　　資產(chǎn)維護(hù)有很多層次，最初級(jí)的層次是應(yīng)急維修服務(wù)，這曾經(jīng)也是制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)之一，比如十幾年前很多織機(jī)是賣(mài)給中國(guó)的三四線城市的中小作坊，這些私人小廠工作環(huán)境非常惡劣，工人素質(zhì)不高，野蠻操作，電壓不穩(wěn)。在這種較為惡劣的生產(chǎn)條件下，嬌貴的國(guó)外織機(jī)經(jīng)常壞，外資廠商人員工資貴，壞了沒(méi)有工程師修，或者維修不及時(shí)。 本土織機(jī)廠商抓住機(jī)會(huì)，利用廉價(jià)的初級(jí)工程師，提供24小時(shí)On call(待命)服務(wù)，對(duì)一些大客戶，有工程師的On site(就地)服務(wù)，壞了的織機(jī)直接換配件，換配件修不好直接換機(jī)器。通過(guò)這樣的應(yīng)急服務(wù)快速占領(lǐng)了市場(chǎng)。

　　再上一層是定期巡檢和定期更換，例如電梯巡檢，半年或一年檢查一次。但兩次檢查的間隔期間會(huì)有問(wèn)題，定期更換的維護(hù)費(fèi)用也是很昂貴的。

　　更進(jìn)一步是在線狀態(tài)監(jiān)控，主要通過(guò)傳感器在線遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行情況，當(dāng)監(jiān)測(cè)到設(shè)備工況不好時(shí)就報(bào)警，但這也是事后補(bǔ)救維修。

　　而預(yù)測(cè)性維護(hù)可以通過(guò)大數(shù)據(jù)積累設(shè)備運(yùn)行情況預(yù)判將要發(fā)生失效的時(shí)間，這樣工廠就可以防患于未然，提前派出工程師去處理，減少工廠停機(jī)時(shí)間，減少損失。

　　如果說(shuō)狀態(tài)監(jiān)控是處理what(什么)的問(wèn)題，那么，預(yù)測(cè)性的維護(hù)處理what(什么) 和when(何時(shí)) 的問(wèn)題。 在預(yù)測(cè)性維護(hù)階段Why(為什么)和How(怎樣)這類(lèi)問(wèn)題需要有經(jīng)驗(yàn)的人進(jìn)行判斷和處理，但是在Prescriptive maintenance(慣例維護(hù))階段，整個(gè)工廠系統(tǒng)通過(guò)人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、云計(jì)算等技術(shù)手段，具備一定的認(rèn)知和思考能力，不但能給出信息建議，還能對(duì)信息做出適當(dāng)?shù)姆答仯刮磥?lái)的工廠系統(tǒng)成為自感知、自適應(yīng)、自決策的智能系統(tǒng)。Prescriptive Maintenance 將能夠解決How、who(誰(shuí)) 和why的問(wèn)題。將會(huì)知道事故為什么會(huì)發(fā)生，并判斷應(yīng)該怎樣處理，派誰(shuí)來(lái)處理， 工作流程和順序應(yīng)該怎樣等。

　　另外，在Prescriptive maintenance階段，資產(chǎn)管理不但會(huì)和整個(gè)工廠的數(shù)字系統(tǒng)集成在一起，還會(huì)和工廠的外部數(shù)據(jù)系統(tǒng)結(jié)合。例如在預(yù)測(cè)性維護(hù)階段可能通過(guò)監(jiān)測(cè)電機(jī)的震動(dòng)和溫度變化給出某臺(tái)設(shè)備需要大修的建議， 在結(jié)合外部數(shù)據(jù)系統(tǒng)后找到專(zhuān)家和方案，綜合評(píng)估整個(gè)工廠系統(tǒng)，為現(xiàn)場(chǎng)工程師給出一套大修的工作流程和順序 。

　　實(shí)際上，工業(yè)4.0或者工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用案例非常多，遍布產(chǎn)業(yè)鏈上下游。

　　例如設(shè)計(jì)端：哈雷和瑪薩拉蒂將新產(chǎn)品導(dǎo)入周期從1年下降到1.5周， 設(shè)計(jì)端的仿真驗(yàn)證也大大的縮短了上市周期。

　　工程運(yùn)營(yíng)端：效果主要是節(jié)能減排，減少誤報(bào)， 提升生產(chǎn)效率。

　　維護(hù)端： 效果主要表現(xiàn)在減少維修時(shí)間，減少工廠停產(chǎn)時(shí)間。

　　供應(yīng)鏈端：效果表現(xiàn)在監(jiān)控供應(yīng)鏈的瓶頸和風(fēng)險(xiǎn)，供應(yīng)商控制和減少庫(kù)存。

　　工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：不僅是技術(shù)問(wèn)題，更是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。

　　就像工業(yè)機(jī)器人在二十年前就已經(jīng)比較成熟了，但在中國(guó)當(dāng)時(shí)是得不大規(guī)模應(yīng)用的，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的中國(guó)工人工資水平比較低，用工人明顯比用工業(yè)機(jī)器人更合算，而現(xiàn)在企業(yè)主已經(jīng)看到使用工業(yè)機(jī)器人的投資回報(bào)高，所以更愿意用機(jī)器人換人。

　　所以做工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的升級(jí)改造需要從提高投資回報(bào)率(ROI)出發(fā)，例如做預(yù)測(cè)性維護(hù)， 首先看產(chǎn)出， 諸如質(zhì)量提升、節(jié)約成本、減少人工、減少返工、減少能源成本、 減少停機(jī)時(shí)間、協(xié)同效應(yīng)、減少庫(kù)存、減少上市時(shí)間、減少交貨時(shí)間等; 再看投入，傳感器的價(jià)格在下降;網(wǎng)絡(luò)連接的成本在下降;配置的成本在下降，以前可能需要人工在現(xiàn)場(chǎng)重新配置產(chǎn)品，目前很多工業(yè)品也可以在線升級(jí)軟件，在線配置，減少了人工;云計(jì)算模式也使基礎(chǔ)設(shè)施的投資減少，以前工廠要實(shí)現(xiàn)云計(jì)算，大數(shù)據(jù)分析成本非常高，也缺乏這樣的人才，現(xiàn)在共享的數(shù)據(jù)中心和云服務(wù)也是一個(gè)解決方案，成本也在大幅度下降。

小結(jié)

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0正在發(fā)生，將會(huì)對(duì)我們的工作和生活帶來(lái)影響。工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展是原有技術(shù)的大融合，從技術(shù)角度來(lái)看，更像是在演化而不是革命，但是從應(yīng)用和商業(yè)模式的角度看，這些變化產(chǎn)生的影響卻可能是革命性的。IT和OT的融合是大勢(shì)所趨， 第一是公司工廠內(nèi)部的IT和OT的融合，第二是公司外部IT和OT的融合。無(wú)論是工業(yè)4.0還是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，人是發(fā)展的最主要變量，可能是技術(shù)的載體，可能成為發(fā)展瓶頸，也可能成為推動(dòng)因素。

　　本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第11期第6頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。