把工厂想象成“人体”,中国工业互联网的三大“手术”

把工厂想象成“人体”，中国工业互联网的三大“手术”工业互联网是一场脱胎换骨式的产业革命。在未来以智慧工厂为主导的社会场景中，历史学家会记录下人类工厂经历的三大革命战役：CPS（Cyber-PhysicalSystems）革了血汗工厂流水线的命，大数据革了企业拍脑袋经营决策的命，C2M（Customer-to-Manufactory）模式革了产品流通的命。现在，人类工厂正在接受换身、换头和换肢的手术，手术完后，摇身一变，就成了智慧工厂，在智慧工厂里，人族、机器人族、物品族，三族和谐互动（信息交换和通信），它们之间彼此配合默契，无须一个眼神，就能知道对方从哪里来到哪里去。假如你给这厂里送来了一头生猪，很可能下午就会变成香喷喷的香肠，晚上就自动发货，第二天早上，你就可以在饭桌享受自己的“作品”。不过呢，这个手术刚刚开始，手术时间有点长，大夫说第一期至少需要10年才能做完，全部做完则需要30年，届时，就彻底消灭了人剥削人的血汗工厂，人类全面驾（nu）驭（yi）机器族。眼下，中国已经决定踏上工业互联网的高速公路，数不清的企业涌入，接受换身、换头和换肢的手术。所谓换身，是指制造业的血汗型工厂要换成智慧工厂猪肉要自动变成香肠，需要解决三个问题：首先要解决机器对猪肉识别，这要求机器要有感知能力；其次要求机器能够理解并完成做香肠的任务，这需要机器与人之间能够进行交互；再次，宰猪灌肠是个非常复杂的流程，机器与机器之间需要协作交流。CPS正是来解决三个问题的，它实现了人、机、物的交互，能够让机器具备一定智能，可以自我感知、自动思考、自动采取行动。如果CPS技术足够先进，那么它可以赋予机器智慧，这项技术具有极为重要的战略价值。2007年7月，美国总统科学技术顾问委员会（PCAST）在题为《挑战下的领先——竞争世界中的信息技术研发》的报告中列出了八大关键的信息技术，其中CPS位列首位，其余分别是软件、数据、数据存储与数据流、网络、高端计算、网络与信息安全、人机界面、NIT与社会科学。CPS的重要意义在于把人类通过信息技术和物理世界互联起来。美国国家科学基金会（NSF）计算机与信息科学和工程总监Branicky指出，“如同互联网改变了人与人的互动一样，CPS将会改变我们与物理世界的互动。”这个场景有点科幻。但如果你参观过宝马铁西工厂，就会有不同的想法。在沈阳这片位于北纬41.8度的土地上，耸立着一座超级工厂，它耗资15亿欧元、占地面积等同于10个鸟巢、自动化率达到93%、完全复制宝马德国莱比锡工厂的世界级水准......在哪里，你会以为自己置身科幻世界，并会惊奇的发现，一块铁板如何在642台机器人的操作下变成了一辆惊艳的汽车。所谓换头，是指在经营管理过程中，制造业需要依赖大数据决策从系统论角度来看，智慧工厂的组成包括硬件、软件、运算能力及数据分析。其中，硬件包括终端、感测、通讯、显示、监控等；软件部分则如工控软件、企业管理平台、监控的人脸辨识及共通的通讯协定等；运算能力与大数据分析则依靠工业云的建立与导入。云端运算与大数据分析对智慧工厂的运作模式相当重要，它包括CAD、CAE、CAM、CAPP、PDM、PLM、ERP等等一体化产品设计以及产品生产流程管理，并利用高性能计算技术，虚拟现实以及仿真应用技术，提供多层次的云服务。CAD/CAE/CAM同属于产品设计阶段，CAPP属于PDM系统的一部分，主要针对产品的工艺规程、典型操作规范，PDM系统为产品数据管理系统，主要应用于产品设计和产品交付管理；PLM为产品生命周期管理，可以把产品结构设计、工艺设计、制造参数设计、生产、销售、对产品的跟踪全部装在PLM内。ERP是一种主要面向制造行业进行物质资源、资金资源和信息资源集成一体化管理的企业信息管理系统，提供跨地区、跨部门、甚至跨公司的实时信息整合。在智慧工厂在运营管理中，数据是核心资源。工厂通过软件管理的传感器、数控设备和机器人，不断地与环境进行交互，会源源不断产生海量数据，以德国安贝格工厂为例，其生产线上的在线监测节点超过1000个，每天采集数据逾5000万个。显然，硬件谁都可以购置，软件也可以定制，但数据却是独一无二无法复制的核心资源。工业大数据将促使工厂管理者的决策方式从“业务经验驱动”向“数据量化驱动”转型。这些独一无二的数据是工厂核心资产和创新源泉。拥有数据的规模和质量以及收集、分析、利用数据的能力，将决定下一代工厂的核心竞争力。所谓换肢，是指工厂通过C2M模式绕过传统的流通渠道（四肢），直接与消费者交易打个比方说，采用了C2M模式后，你定制好的香肠，工厂可以直接发货到家。这种从工厂到消费端的直接交易的本质是去中间化，取消了中间商、渠道商等一系列环节，直接让利消费者和制造商。不仅如此，每个客户都可以参与产品设计，产品的开发创意可以直接来自于用户交互平台，企业可以根据用户定制需求而组成不同的方案。C2M能够实现大规模的个性化定制。成千上万的用户提交的定单，会实时传到工厂，由智能制造系统自动安排生产，并将信息自动传递给各个工序生产线及所有供应商、物流商，不同的工序根据指令生产相对应的产品模块，最后在总装线上进行组装。用户通过手机、电脑等终端，可以实时看到互联工厂产品的生产情况。用户个性化需求的同步共享和生产线的协同，是依靠横向、纵向无缝集成的数字化系统实现的。横向应用互联网技术，从用户需求再到产品设计、制造、物流、服务，实现整个全流程供应链体系的整合；纵向通过物联网技术，从企业到工厂，再到车间，最后到每一台设备每一个人，统统连接为一体。国内C2M模式的典型应用企业是位于即墨的一家公司，它大概是全球第一个实现西装100%定制的企业。该公司用11年的时间，耗费2.6亿元，设计了C2M（CustomertoManufacture）在线平台，让消费者可以在自家电脑上选择自己想要的西装款式、面料、纽扣的款式数量、乃至每一根缝衣线的颜色。在他们自己设计的系统中包含着20多个子系统，全部以数据来驱动运营。每天系统会自动排单、自动裁剪、自动计算、整合版型，这些过去都靠人工完成，而今，一组客户量体数据完成定制、服务全过程，无需人工转换、纸制传递、数据完全打通、实时共享传输。每个员工都是在互联网终端上工作，实现“在线”工作，而不是“在岗”工作。看完了换身换头换肢手术后，我们不难发现，工业互联网是一种全方位的解决方案，而不只是一个业务模块、一条自动化的生产线，或者一堆机器人、一堆智能硬件。说到这里，我发现自己是如此的激动，以至于不能静静地坐下来思考。我想，只有那些率先获得技术自由，立马踏上新征程的人们，才能感受到这种即将揭开未来神秘面纱的激动心情。在某种意义上，工业互联网使得工厂成为一个“信息+物理”组成的生命体，它的未来是没有组织、没有部门、没有领导，而是依靠自组织、数据驱动、有直属服务能力的一个机体。面对此情此景，国内企业坐立不安，他们站在工业互联网路边翘首以盼，盼望得到技术改造，希望接受手术。经过一段时间的调查扫描，我认为，这些企业更喜欢做“换躯”的手术，而换头换肢，还是难度相当大的。尤其是C2M，对大多数制造业公司而言，还是个非常新颖的题目，多多少少有些力不从心。在这样的前提下，有些企业可能就走了歪路，比如某钢厂，投巨资建设了电子商务平台，很多人以为是工业互联网，其实这最多是工业+互联网。