制造業(yè)在轉型：進(jìn)入一個(gè)全新的數字世界

　　GE原來(lái)依靠出售航空發(fā)動(dòng)機獲利，目前通過(guò)在發(fā)動(dòng)機上安裝上百個(gè)傳感器，實(shí)時(shí)監測發(fā)動(dòng)機的工作狀態(tài)，為客戶(hù)提供在線(xiàn)監控和預測性維護的服務(wù)，從原來(lái)賣(mài)發(fā)動(dòng)機變成出售“發(fā)動(dòng)機的無(wú)故障工作時(shí)間”。 GE除了管理飛機發(fā)動(dòng)機，還管理了一兩萬(wàn)輛大型卡車(chē)組成的車(chē)隊，每輛車(chē)安裝了200多個(gè)傳感器收集各種卡車(chē)運行信息，在GE眼中，這些大型卡車(chē)不是卡車(chē)，而是奔跑的數據中心，未來(lái)所有的生意都是數據生意。

　　建筑機械市場(chǎng)波動(dòng)非常大。中國建筑機械市場(chǎng)經(jīng)歷2011年的暴漲后，持續了好幾年的慘淡經(jīng)營(yíng)，直到2016年下半年由于“一帶一路”政策的拉動(dòng)，建筑機械廠(chǎng)商業(yè)績(jì)才開(kāi)始大幅度回暖。由此可見(jiàn)大起大落的銷(xiāo)售很難預測，對廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險很大。另外國內的建筑機械市場(chǎng)日益飽和，市場(chǎng)上現有的建筑機械數量驚人，很多業(yè)主選擇租賃而不是購買(mǎi)設備，促使建筑機械廠(chǎng)商轉變商業(yè)模式，開(kāi)始開(kāi)發(fā)售后的機械服務(wù)市場(chǎng)。小松和三一都在挖掘機上安裝傳感器，收集機械的開(kāi)機狀況、開(kāi)機時(shí)間，工作量情況，一方面有利于廠(chǎng)商自己預測市場(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備保值增值。 三一重工的“挖掘機指數”還可以幫助國家預測經(jīng)濟運行情況。

　　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)平臺提供了機會(huì )，也為中小型的公司創(chuàng )造了新的機會(huì )。電機和軸承是非常傳統的產(chǎn)品，通過(guò)在這些產(chǎn)品上安裝傳感器，監測震動(dòng)情況可以做在線(xiàn)監控、預測性維護、失效預測等。這些傳感器可以很方便地將收集到的數據上傳到云端，成為平臺的重要一員。不能做平臺，就被平臺化，被平臺化說(shuō)明小公司也有價(jià)值。

　　資產(chǎn)維護有很多層次，最初級的層次是應急維修服務(wù)，這曾經(jīng)也是制造業(yè)的競爭優(yōu)勢之一，比如十幾年前很多織機是賣(mài)給中國的三四線(xiàn)城市的中小作坊，這些私人小廠(chǎng)工作環(huán)境非常惡劣，工人素質(zhì)不高，野蠻操作，電壓不穩。在這種較為惡劣的生產(chǎn)條件下，嬌貴的國外織機經(jīng)常壞，外資廠(chǎng)商人員工資貴，壞了沒(méi)有工程師修，或者維修不及時(shí)。 本土織機廠(chǎng)商抓住機會(huì )，利用廉價(jià)的初級工程師，提供24小時(shí)On call(待命)服務(wù)，對一些大客戶(hù)，有工程師的On site(就地)服務(wù)，壞了的織機直接換配件，換配件修不好直接換機器。通過(guò)這樣的應急服務(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，定期更換的維護費用也是很昂貴的。

　　更進(jìn)一步是在線(xiàn)狀態(tài)監控，主要通過(guò)傳感器在線(xiàn)遠程監控設備的運行情況，當監測到設備工況不好時(shí)就報警，但這也是事后補救維修。

　　而預測性維護可以通過(guò)大數據積累設備運行情況預判將要發(fā)生失效的時(shí)間，這樣工廠(chǎng)就可以防患于未然，提前派出工程師去處理，減少工廠(chǎng)停機時(shí)間，減少損失。

　　如果說(shuō)狀態(tài)監控是處理what(什么)的問(wèn)題，那么，預測性的維護處理what(什么) 和when(何時(shí)) 的問(wèn)題。 在預測性維護階段Why(為什么)和How(怎樣)這類(lèi)問(wèn)題需要有經(jīng)驗的人進(jìn)行判斷和處理，但是在Prescriptive maintenance(慣例維護)階段，整個(gè)工廠(chǎng)系統通過(guò)人工智能、機器學(xué)習、云計算等技術(shù)手段，具備一定的認知和思考能力，不但能給出信息建議，還能對信息做出適當的反饋，使未來(lái)的工廠(chǎng)系統成為自感知、自適應、自決策的智能系統。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，并判斷應該怎樣處理，派誰(shuí)來(lái)處理， 工作流程和順序應該怎樣等。

　　另外，在Prescriptive maintenance階段，資產(chǎn)管理不但會(huì )和整個(gè)工廠(chǎng)的數字系統集成在一起，還會(huì )和工廠(chǎng)的外部數據系統結合。例如在預測性維護階段可能通過(guò)監測電機的震動(dòng)和溫度變化給出某臺設備需要大修的建議， 在結合外部數據系統后找到專(zhuān)家和方案，綜合評估整個(gè)工廠(chǎng)系統，為現場(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)的應用案例非常多，遍布產(chǎn)業(yè)鏈上下游。

　　例如設計端：哈雷和瑪薩拉蒂將新產(chǎn)品導入周期從1年下降到1.5周， 設計端的仿真驗證也大大的縮短了上市周期。

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

　　維護端： 效果主要表現在減少維修時(shí)間，減少工廠(chǎng)停產(chǎn)時(shí)間。

　　供應鏈端：效果表現在監控供應鏈的瓶頸和風(fēng)險，供應商控制和減少庫存。

　　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)濟問(wèn)題。

　　就像工業(yè)機器人在二十年前就已經(jīng)比較成熟了，但在中國當時(shí)是得不大規模應用的，因為當時(shí)的中國工人工資水平比較低，用工人明顯比用工業(yè)機器人更合算，而現在企業(yè)主已經(jīng)看到使用工業(yè)機器人的投資回報高，所以更愿意用機器人換人。

　　所以做工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的升級改造需要從提高投資回報率(ROI)出發(fā)，例如做預測性維護， 首先看產(chǎn)出， 諸如質(zhì)量提升、節約成本、減少人工、減少返工、減少能源成本、 減少停機時(shí)間、協(xié)同效應、減少庫存、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場(chǎng)重新配置產(chǎn)品，目前很多工業(yè)品也可以在線(xiàn)升級軟件，在線(xiàn)配置，減少了人工;云計算模式也使基礎設施的投資減少，以前工廠(chǎng)要實(shí)現云計算，大數據分析成本非常高，也缺乏這樣的人才，現在共享的數據中心和云服務(wù)也是一個(gè)解決方案，成本也在大幅度下降。

小結

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0正在發(fā)生，將會(huì )對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的融合是大勢所趨， 第一是公司工廠(chǎng)內部的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。