日前，工業(yè)和信息化部信息化和軟件服務業(yè)司副司長安筱鵬博士在《認識定制化生產模式的五個視角》的發(fā)言中提出：“智能生產需要實現(xiàn)兩種不同性質的自動化，一種是生產裝備的自動化，一種是數(shù)據(jù)流動的自動化”，該觀點受到了業(yè)界的高度認可。
生產裝備的自動化，對制造企業(yè)而言是非常好理解的，通過自動化的機床、機器人等各類自動化設備實現(xiàn)生產裝備的過程自動化，而數(shù)據(jù)流動的自動化又是怎么理解？在智能工廠中數(shù)據(jù)自動流動需要經過幾關呢？下面我們一同分析一下。
一，數(shù)據(jù)自動流動是工業(yè)4.0的主線
在德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略中，有縱向集成、端對端集成、橫向集成的三項集成，這是工業(yè)4.0中非常重要的概念，是實現(xiàn)企業(yè)內、企業(yè)間價值流集成的關鍵。
縱向集成主要是“將各種不同層面的IT系統(tǒng)集成在一起（例如，執(zhí)行器與傳感器、控制、生產管理、制造和執(zhí)行及企業(yè)計劃等不同層面）”（摘自德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略計劃實施建議）。從信息化角度來看，就是在企業(yè)內實現(xiàn)研發(fā)、計劃、工藝、生產、服務各環(huán)節(jié)之間的數(shù)據(jù)自動流動。
圖1 縱向集成和網絡化制造系統(tǒng)
而端對端，則是“通過產品全價值鏈和為客戶需求而協(xié)作的不同公司，使現(xiàn)實世界與數(shù)字世界完成整合”。更是突出了以產品的研發(fā)、生產、銷售、服務等為主線，實現(xiàn)企業(yè)間的數(shù)據(jù)自動流動。
圖2 端對端的集成
而作為三項集成中的最高層次，橫向集成是“指將各種使用不同制造階段和商業(yè)計劃的IT系統(tǒng)集成在一起，這其中既包括一個公司內部的材料、能源和信息的配置，也包括不同公司間的配置（價值網絡）”。也就是以產品供應鏈為主線，通過數(shù)據(jù)在企業(yè)之間的自動流動，實現(xiàn)一種社會化協(xié)同生產。
圖3 橫向集成
通過德國工業(yè)4.0中對三項集成的定義，我們可以看出，在工業(yè)4.0愿景中，在企業(yè)內部、企業(yè)之間、社會化的智能制造及服務中實數(shù)據(jù)自動有序的流動是實現(xiàn)智能制造的關鍵。
二、企業(yè)內部的數(shù)據(jù)自動流動是打造智能工廠的基礎
未來的企業(yè)是價值驅動的企業(yè)，是數(shù)據(jù)自動流動的企業(yè)，而數(shù)據(jù)自由有序流動是智能工廠的前提與基礎。
1、機器聯(lián)機器數(shù)據(jù)自動流
即便是智能化程度非常高的一臺機器，如果只能孤立地工作，能發(fā)揮的作用也是有限的。
圖4 設備物聯(lián)網架構圖
通過專業(yè)的設備物聯(lián)網系統(tǒng)，將數(shù)控機床、熱處理設備（如熔煉、壓鑄、熱處理、涂裝等設備）、機器人、自動化生產線等各類數(shù)字化機器進行聯(lián)網，實現(xiàn)機器的互聯(lián)互通，發(fā)揮機器集群控制的優(yōu)勢，形成機器群體的數(shù)字化、網絡化、智能化，實現(xiàn)集約化、網絡化、柔性化的生產模式。通過對設備數(shù)據(jù)的遠程自動采集，可采集到每臺設備的實時狀態(tài)、異常情況，對故障停機、關鍵工藝參數(shù)超差等重要事件可通過計算機系統(tǒng)或手機短信等形式及時送達相關人員，實現(xiàn)機器狀態(tài)透明化的、實時化的管理。通過機器的遠程診斷與主動式預測性維護，智能系統(tǒng)像醫(yī)生一樣，在機器在沒出現(xiàn)故障之前就得到及時預警、保養(yǎng)、維修，為機器健康、經濟、高效地運行提供了保障。
2、“人機物”數(shù)據(jù)自動流動，自組織的智能制造
通過先進的技術手段，打通人、機、物之間的數(shù)據(jù)流動，實現(xiàn)自組織的制造制造。在這方面有些先進企業(yè)已經進行了很多有益的探索，并取得了良好的應用效果。
博世是德國智能制造的一個樣板企業(yè)。在洪堡的物流中心，設備與工件之間已經藉由互聯(lián)網和傳感器建立起了實時的聯(lián)系：每個工件或者裝工件的塑料盒里都有記錄產品信息的無線射頻識別電子標簽（RFID），每經過一個生產環(huán)節(jié)，讀卡器會自動讀出相關信息，反饋到控制中心由工作人員進行相應處理，絕大部分生產活動都可以實現(xiàn)自我組織。比如，工件在什么位置，在什么機床上加工，加工的時間長短，以及物料庫存有多少，是否需要補料等等。這些信息直接與生產管理軟件無縫集成在一起，生產過程中所有的數(shù)據(jù)均可在網絡上實現(xiàn)高效、實時的流動和可視化展現(xiàn)，可輕松有效地解決生產過程中遇到的問題。新系統(tǒng)投入使用后，工廠庫存減少了30%，生產效率提高了10%，由此節(jié)約的資金可達幾千萬歐元。
在博世北京工廠，所有的機床實現(xiàn)了互聯(lián)。一臺計算機管理著所有的數(shù)控機床，程序集中存儲在中心服務器中，每臺機床需要加工程序時會遠程自動下載，機床的狀態(tài)一目了然，開機、關機、運行，加工什么產品，加工多少件，故障信息，機床的利用率等，所有信息都自動、準確地顯示出來，實現(xiàn)了生產過程的透明化和自組織。
人、機器、物料，企業(yè)生產的三要素，通過數(shù)字化手段實現(xiàn)互聯(lián)互通，實現(xiàn)物理實體世界與數(shù)字虛體世界的深度融合，數(shù)據(jù)在人機物之間自由有序流動，從而將制造業(yè)逐步推向智能化。
3、虛擬世界與現(xiàn)實世界間數(shù)據(jù)自由流動，打造中國經濟“雙引擎”
李克強總理2016年5月25日在貴陽出席“中國大數(shù)據(jù)產業(yè)峰會暨中國電子商務創(chuàng)新發(fā)展峰會”指出，大數(shù)據(jù)新業(yè)態(tài)代表的創(chuàng)新理念要和傳統(tǒng)行業(yè)長期孕育的工匠精神相結合，推動虛擬世界與現(xiàn)實世界融合發(fā)展，重塑產業(yè)鏈供應鏈價值鏈，促進新動能蓬勃發(fā)展、傳統(tǒng)動能煥發(fā)生機，打造中國經濟“雙引擎”，實現(xiàn)“雙中高”。
改變傳統(tǒng)的產品研發(fā)、制造模式，在虛擬世界里進行產品設計、仿真、生產、銷售、服務等工作，可明顯縮短產品的研發(fā)、生產周期，做到“虛擬世界與物理世界深度融合，虛實精準映射、相互促進”。并通過設備物聯(lián)網，將各種數(shù)字化設備與信息化系統(tǒng)進行深度集成，打通與外界的連接，并基于大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)決策與生產管理的智能化。也就是做到設備的能聽話（與外界能交互）、能說話（數(shù)據(jù)遠程自動采集、可視化展現(xiàn)、短信通知等）、能思考（大數(shù)據(jù)分析、智能化決策）、能執(zhí)行（能敏捷、快速、準確地通過設備自身或者人工等方法進行及時、正確地執(zhí)行或干預），實現(xiàn)信息、物理世界深度融合，相互促進、共軛發(fā)展。
三、互聯(lián)網+，實現(xiàn)企業(yè)內外的數(shù)據(jù)自動流動
現(xiàn)在，互聯(lián)網+已經深入制造業(yè)，通過互聯(lián)網可以消除企業(yè)與消費者的距離，實現(xiàn)與消費者零距離、交互的營銷、服務等商業(yè)活動，更可以發(fā)揮互聯(lián)網在社會資源配置中的優(yōu)化和集成作用，形成更先進的生產管理新形態(tài)。
1）互聯(lián)網+數(shù)據(jù)流動，實現(xiàn)制造端與消費端的零距離交互
為實現(xiàn)從大規(guī)模制造向個性化定制的轉型，海爾早在2012年就開始了互聯(lián)工廠的實踐，致力于打造按需設計、按需制造、按需配送的體系。海爾通過“去中介化”、“去產品化”與用戶零距離地打造了用戶交互定制平臺，用戶可以遠程查看自己所購產品生產的全過程。從定制選擇、訂單流轉、生產過程、物流運輸?shù)雀鱾�環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)實現(xiàn)了自動有序流動，用戶將不再是被動的等待，而是全流程的參與者、監(jiān)管者。智能化的交互定制平臺，將用戶、企業(yè)融為一體，極大地拓展了企業(yè)智能制造的范圍，企業(yè)內外互聯(lián)互通、協(xié)同生產，用戶與企業(yè)關系更加緊密。
2）互聯(lián)網+數(shù)據(jù)流動，重構企業(yè)生產管理新模式
隨著用工成本快速升高、市場需求頻繁變化、競爭進一步激烈，以及數(shù)字化、網絡化、智能化等新技術的快速普及，為適應市場發(fā)展，滿足個性化、社會化、敏捷化的智能制造模式的需要，將來的工廠一定會改變當前“麻雀雖小，五臟俱全”的局面，一定會向充分利用社會資源方面發(fā)展，包括訂單、人員、物料、設備的共享，也一定會淡化工廠之間的邊界，甚至推倒橫亙在工廠與社會之間的圍墻，打破封閉、獨立的生產模式，構建成開放的、服務型的平臺，數(shù)據(jù)將在工廠內外、人機料之間、信息系統(tǒng)與機器之間通暢地流動，工廠不只是生產產品，更是生產數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)將成為企業(yè)的核心競爭力。
在這方面，青島海爾模具公司走在了行業(yè)的前面。
為解決企業(yè)接單能力與企業(yè)人員成本的這對矛盾，該公司于2013年開始著手打造“模具云設計平臺”，以期達到充分利用社會資源，改變以前工作全部由企業(yè)員工完成的封閉局面。現(xiàn)在，在這個平臺上，活躍著數(shù)百位經過技能認證、信用審核通過的企業(yè)外部工程師，企業(yè)將工作分解后在平臺上發(fā)布，這些被稱為“云端資源”的工程師會根據(jù)技術要求、價格、工期等信息實現(xiàn)遠程接單，任務交付并驗收通過后，薪酬通過在線實時支付，整個工作全部通過網絡實現(xiàn)了聯(lián)接、協(xié)作。這樣，通過“眾包”這種社會化協(xié)作模式，社會上各種技能的技術人員，包括國企、外企、民營企業(yè)，以及學校中有初級技能的學生，他們均可利用自己的時間資源、智力資源，承接與自己技能匹配的工作，獲取相應的報酬，實現(xiàn)自身“剩余智慧”的價值。對企業(yè)而言，通過互聯(lián)網+的思想，在不增加人員編制的情況下，可以將企業(yè)人力資源迅速提升到數(shù)倍乃至數(shù)十倍，企業(yè)在效率提升、成本降低，以及企業(yè)的市場競爭力、抗風險能力等方面，都有了質的提升。
這種“云設計平臺”是一個典型的互聯(lián)網+應用新模式。是一種以工廠為中心，眾多“云端資源”配合的社會化協(xié)作模式。將來的工廠為解決供需信息不透明、不匹配的矛盾，避免工廠產能過剩與訂單找不到合適工廠的情況發(fā)生，工廠必然要打破自身組織的“圍墻”，將自己的訂單、設備、物料、人員等信息通過社會化的平臺進行分享，實現(xiàn)企業(yè)—企業(yè)、企業(yè)—個人等多組織形態(tài)的社會化協(xié)作，構建“網狀”的社會化制造生態(tài)圈。
四、智能工廠，數(shù)據(jù)自動流動無極限
未來的工廠，一切以客戶價值為導向，承載知識的數(shù)據(jù)沿著產品價值方向而自由流動，從市場需求、產品研發(fā)、生產計劃、生產執(zhí)行、市場營銷、售后服務，數(shù)據(jù)在收集、分析、決策、執(zhí)行中增值，虛實精準映射，數(shù)體虛體世界指導、控制著物理實體世界的生產，解決了物理實體世界中的不確定性、多樣性和復雜性問題，確保正確的數(shù)據(jù)在正確的時間發(fā)送給正確的人和機器，并進行正確的執(zhí)行。同時，物理實體世界又通過反饋優(yōu)化著數(shù)字虛體世界。虛實兩世界相互融合，共軛發(fā)展，共同實現(xiàn)智能化生產。
虛虛聯(lián)接、實實聯(lián)接、虛實聯(lián)接、內外聯(lián)接，網聯(lián)一切可以聯(lián)接的數(shù)字化事物，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在這些載體之間的有序自由流動。聯(lián)接產生價值，數(shù)據(jù)流動產生價值，數(shù)據(jù)流動產生新的商業(yè)模式。
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本文標題：數(shù)據(jù)在智能工廠自動流動需要過“幾關”？
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