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工业4.0-IBM的观点(下)

时间:2015-10-23来源:互联网

当今,全球制造业正面临深刻的变革。一方面,随着新生代人群与中产阶级在全球消费者中占据日益重要的地位,其极富个性化的需求主张驱使产品制造商日益关注小批量、个性化生产,争夺快速增长的、以"多样微量"为特征的市场蓝海;另一方面,新技术(如无处不在的传感技术、云计算、大数据、移动、社交、安全技术甚至认知计算等)的飞速发展以及在各个领域的快速渗透,使得制造业传统模式的变革及新型业务模式的创新成为可能;此外,越来越多的制造商正在探索从产品到服务的转型,以获得新的收入来源、提升客户满意度、快速捕获市场需求、加速产品研发与改进。在这场制造业的变革浪潮中,包括中国在内的大国都在积极布局以期把握先机。W3d设备管理大视野

德国于2013年在汉诺威工业博览会上提出"工业4.0"的概念。预计投资2亿欧元,推动以信息物理系统(CPS)为基础,以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的工业革命。通过提升制造业的计算机化、数字化与智能化,建立具有适应性与资源效率的智能工厂(SmartFactory),并在商业流程及价值流程中整合客户以及商业伙伴,进一步提升德国制造在全球竞争中的优势地位。W3d设备管理大视野

美国则于2012年发布先进制造业国家战略计划,于2014年提出"工业互联网",以强化与国家安全相关的关键产业本土制造能力,缩短先进材料从开发到推广应用的时间,投资发展新一代机器人、物联网和大数据分析,通过智能互联的设备来动态提升企业绩效、降低运营成本并提升可靠性,以推动工业转型。2014年3月,IBM、Intel、AT&T、Cisco和GE共同成立了"工业互联网联盟"。截止2015年1月30日,已有130家(包括数十家来自中国的)企业或组织加入该联盟。W3d设备管理大视野

中国于2015年发布"中国制造2025"计划,结合中国制造业的现状与特点,加速推动信息技术与制造技术的深度融合。重点发展新一代信息技术、机器人、航空航天、先进轨道交通、节能与新能源汽车等十大领域,强调创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展。W3d设备管理大视野

日本、英国和法国等国家也提出了各自相应的国家战略。在这个世界日益扁平化的时代,以"工业4.0"为代表的新一代工业革命,将是一场在全球化、标准化体系下的制造业转型升级的竞赛。W3d设备管理大视野

那么究竟什么是"工业4.0"?W3d设备管理大视野

从工业发展的历程来看,蒸汽机技术推动机械化生产的普及,使人类社会进入工业1.0时代;电力的出现推动规模化生产,从此工业进入2.0时代;信息化技术的应用,使得自动化生产成为可能,工业进入3.0时代;而物联网等新技术与工业技术的深度融合,使得工业进入智慧化的时代,即工业4.0。工业4.0是在个性化智能产品的需求驱使下,并在以物联网、大数据等新技术的有力支撑下,出现的新一代变革趋势。IW3d设备管理大视野

新的变革具备三个特征:W3d设备管理大视野

一、垂直整合W3d设备管理大视野

各机器及生产线的自控系统、工厂的制造执行系统(MES)、以及ERP等系统的整合,打破信息化系统与自动化系统之间的历史鸿沟,使工厂与企业的生产制造能力得以优化。W3d设备管理大视野

二、水平整合W3d设备管理大视野

企业内部及跨企业边界的各业务系统之间的整合,使得信息的共享、业务功能的组合可以跨越组织的边界,使价值链的整体竞争力得以提升。W3d设备管理大视野

三、端到端价值链的数字化整合W3d设备管理大视野

这是实现"智能制造云"的愿景,用户只要提交需求,就可以获得所需的产品,而云端相关价值链各企业的制造与业务能力都以API的方式发布,使得快速柔性组合与安全调度执行成为可能,最大化发挥生态系统的设计、制造、服务等多方面的综合能力。W3d设备管理大视野

工业4.0是一个复杂的命题,从关键的用户需求-工业4.0产品的角度切入,有助于理解其要义与精髓。W3d设备管理大视野

工业产品经历了从传统产品(包括机械与电气部分),到智能产品(增加了电控、传感、软件与用户交互界面部分),再到当下个性化、软件定义、智能互联的产品(增加了网络连接,并得到后端产品平台强大计算分析能力的支撑)的演变。特斯拉就是工业4.0产品的一个典型代表,其精致的工业设计、创新的电池动力系统、以及强大丰富的车载软件系统,为用户提供极致的个性化(大多通过软件体现)使用体验。而其后端所连接的强大软件平台则提供了丰富的内容、服务、分析、应用等支持,是特斯拉汽车产品不可或缺的组成部分。从特斯拉的成功可以看出工业4.0产品是工业化与信息化深度融合的结晶。W3d设备管理大视野

工业4.0意味着产品全生命周期乃至全价值链、全生态系统的变革W3d设备管理大视野

工业4.0产品,推动了设计、生产、销售与服务等各个环节以及相关价值链、生态系统的变革与重塑。在生产的环节,需要通过物联网的实施及从生产系统到ERP系统的垂直整合,以及与CRM,SCM等系统的水平整合,实现生产的自动化、柔性化、智能化。使得整个生产的体系(包括上游材料与部件供应商)能够针对"多批微量"的订单灵活组合各种材料、部件、能力与流程,高效、大规模地完成个性化生产的任务,并联动下游的客户服务及上游的研发,使得客户得到最佳的产品体验与服务,并基于实时收集的客户反馈与使用数据,实现产品的快速演进与创新,不断提升竞争优势。我们认为,工业4.0转型,不是3.0时代MES,ERP,SCM,PLM,CRM等系统的简单集成或更新换代,而是借助新技术(物联网、大数据等)在多个维度对企业及价值链的革命性整合、重塑与创新。工厂不再是"黑盒子",而是清晰透明的服务提供方。不只是工厂,整个产业链的参与者(研发、供货、销售、服务等)的各种能力都用API的方式来发布、被调用、接受监管,形成一个"ManufacturingasaService"的开放、灵活、自主、优化的合作体系,这将使企业及其价值链具备核心竞争优势。W3d设备管理大视野

工业4.0示例W3d设备管理大视野

智慧工厂在工业4.0的趋势之下,现有工厂将面临四大业务挑战和五大管理要求。W3d设备管理大视野

四大业务挑战W3d设备管理大视野

1.质量成本压力;W3d设备管理大视野

2.产量及获利的不可预见性;W3d设备管理大视野

3.生产设备的管理与维护费用压力;W3d设备管理大视野

4.生产流程与设备的自动化需求。W3d设备管理大视野

五大管理要求W3d设备管理大视野

1.工厂信息必须完整且实时可视,以支持智能制造的多阶段分析需求;W3d设备管理大视野

2.设备自动化,具备接受控制指令修改设备属性能力;W3d设备管理大视野

3.设备维护由3.0时代的定期维护进化成4.0所要求的主动性维护;W3d设备管理大视野

4.工厂耗能的智慧管理,增加对环境的绿色责任;W3d设备管理大视野

5.互联的供应链,必须支持端到端的全面物联网相联。W3d设备管理大视野

而支撑以上挑战与要求的手段,除了完善互联机器自动化(ConnectedMachineAutomation)及制造执行系统(MES)之外,还需配合大数据分析、云计算、移动设备和信息安全体系,以实现诸如生产线优化排程、产品质量早期预警、生产设备预测性维护等竞争优势。W3d设备管理大视野

智慧工厂影响延伸至相关价值链的各个方面W3d设备管理大视野

当工业4.0的平台充分运行的时候,其影响如草地自动洒水机一般,全方位地改变了周遭领域W3d设备管理大视野

例如:W3d设备管理大视野

·由社交媒体接触客户,感知客户;并由电子商务的方式活化营销手段、价格优W3d设备管理大视野

化管理;再由具备360度客户画像的呼叫中心支撑售后服务,提升客户体验。W3d设备管理大视野

这些影响提升了销售服务W3d设备管理大视野

·客户分析依赖大数据的手段深入了解客户,并预测进一步的产品需求;使用产W3d设备管理大视野

品生命周期管理的方式,以市场为导向开发下一系列产品。这些影响提升了产W3d设备管理大视野

品的研发设计。W3d设备管理大视野

·通过产品分析,早期发现并解决质量问题。一方面可以降低保修成本,同时提W3d设备管理大视野

升客户对产品、品牌的体验;通过诊断维修分析,避免不必要的维护停机并提高首次响应完成的比例。这些影响优化生产运营的效率。这些提升、优化将直接影响业务层,不但增加产品的销售,也增加了质保与服务合同的延伸,甚至相关其他产品的销售W3d设备管理大视野

全球许多标杆企业早已制定工业4.0的变革战略,开始实施并已取得相当成果。常见的工业4.0转型变革战略实施路线图包括如下三个阶段。W3d设备管理大视野

第一阶段:M2M(厂内与企业内厂际互联)W3d设备管理大视野

工厂内系统、设备与机器间在物联网的基础上互联互通。逐步达到全企业内所有工厂间运营、监控和管理决策的完整联系。由此激发主要生产力的提升,并增强运营决策灵活性。W3d设备管理大视野

第二阶段:B2B(价值链上所有企业互联)W3d设备管理大视野

实现企业全方位供应链的互联互通。包含上游所有各级供应商的相关系统(系统内包含相关设备的物联网信息)以及下游各渠道的系统终端或设备。以此增加生产力,提升效率与灵活性。W3d设备管理大视野

第三阶段:C2M(消费者与相关工厂间互联)W3d设备管理大视野

此一阶段又称为"以软件定义产品与制造"阶段。在这阶段中,产品方面的需求、设计、测试、上市,以及制造方面的工厂、制造、物流、服务,都在企业安全的架构体系之下全面地在云端互联互通。从而产生新的商机、新的业务模式和新的盈利模型。W3d设备管理大视野

物联网支撑下的工业4.0变革,为企业带来全面的业务价值与能力提升工业4.0的转型主要需要三大核心支柱的支撑:W3d设备管理大视野

o全面物联网建设-透过传感器、RFID、网关等技术的配置与建设,为全面自动化、智能化打好基础。W3d设备管理大视野

o工业4.0转型途径(Industry4.0Approaches)-工业4.0转型途径泛指公司管理文化的升级与改变。要以务实、严谨的管理态度,科学及数据分析的方法决策,精简流程,快速反应。W3d设备管理大视野

o构建新的生态系统-全面C2M的环境建设,新的生态系统的搭建,为企业创新提供新的业务环境。此时企业凭借新的能力、新的市场环境(包含产业市场、人力市场、资本市场等)创造新的企业商业和服务模型。W3d设备管理大视野

工业4.0的转型,将为企业带来全面的业务价值与能力提升,主要集中在加速产品创新,优化生产运营及交付全新服务三个方面。具体而言:W3d设备管理大视野

o企业具备生产制造的高灵活性和更能适应市场的生产流程。W3d设备管理大视野

o在完善全面产品生命周期管理,企业生产价值链互联互动之后,企业已经具备针对特定用户需求的专业化聚焦能力。W3d设备管理大视野

o提升以价值链为单位的整体竞争能力。欧美标杆产业通常由本身最具竞争力的产品线开始,稳定的掌握市场优势。W3d设备管理大视野

o通过新的服务与业务模型开创新市场。例如美国通用电器,由制造业已经开拓了金融业,现正进军软件业。中国华为由制造业进入软件业与咨询业等。W3d设备管理大视野

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