本(ben)文選(xuan)編自PEGA的數字工廠報(bao)告(gao)，此(ci)處為三部曲的上篇。

　　一、制造工廠的未來

　　數字化在全球制造業中已經到來。以往我們所了(le)解(jie)的制造(zao)業的價值(zhi)流及其周遭的工(gong)業系(xi)統(tong)，將變得不再相同。

　　價值流的(de)數(shu)字(zi)化與(yu)物(wu)理設(she)(she)備與(yu)數(shu)字(zi)世界(jie)的(de)匹配映射(she)，使貫穿產品生(sheng)命(ming)周期(qi)的(de)工作方式成為可能——從設(she)(she)計到采購，通過(guo)供應鏈、生(sheng)產現場直至所有重(zhong)(zhong)要的(de)售后(hou)服(fu)務市場。科技本身如大數(shu)據、分析(xi)、云(yun)計算、物(wu)聯網，正在重(zhong)(zhong)新定義每(mei)個人的(de)角(jiao)色和運(yun)行模式。

　　顯而易見(jian)，工(gong)(gong)業的基(ji)本表現形式正處于變革之(zhi)中，在接下來的數十年(nian)中，許(xu)多制造業主將發(fa)現他(ta)們自己(ji)正以(yi)嶄新的、與過往一(yi)個世紀當中工(gong)(gong)業制造的形式截然不同的方(fang)式進行管理(li)運(yun)營。

　　要(yao)想使這(zhe)種轉變成為可能，需要(yao)在前所(suo)未有的(de)實(shi)用性(xing)(xing)(xing)、靈(ling)活性(xing)(xing)(xing)和連接(jie)性(xing)(xing)(xing)上建立(li)企業軟件。應用必(bi)須是(shi)以業務為中心、面向流程并對連續的(de)變化(hua)有很強的(de)適(shi)應性(xing)(xing)(xing)。他(ta)們現(xian)在必(bi)須包含(han)所(suo)有形式的(de)角色，包含(han)人、系統和事(shi)物(wu)。他(ta)們必(bi)須同時支持已經建立(li)和正在興(xing)起的(de)實(shi)踐如動態案(an)例管理、精(jing)益六西(xi)格(ge)瑪、工業4.0 。

　　建立自適應數字化工廠，正是這(zhe)(zhe)樣一種全新的(de)(de)考(kao)量，是對(dui)作用(yong)于制造業(ye)的(de)(de)驅動(dong)因(yin)素、方(fang)法論、科技和(he)創新的(de)(de)綜(zong)合應(ying)用(yong)。由于與(yu)設備、材料和(he)能源相關的(de)(de)制造業(ye)占據世(shi)界經濟(ji)總量的(de)(de)1/3 。遍(bian)布這(zhe)(zhe)些行(xing)業(ye)的(de)(de)數字化變革是這(zhe)(zhe)個時代最大(da)規模的(de)(de)活(huo)動(dong)之一，而自適應(ying)數字化工廠將是最重要(yao)的(de)(de)實踐。

　　二、數字化工廠的影響因素

　　數(shu)字化工廠必須充分利用其它數(shu)字化趨勢如社交(jiao)網絡、移(yi)動端、數(shu)據分析、云計算。這四個數(shu)字化趨勢是如何為制造業主們(men)提供(gong)價值的。

　　社交網絡對制造(zao)業(ye)的影(ying)響(xiang)：社交網絡對制造(zao)業(ye)主們(men)具有積(ji)極(ji)甚至是挑(tiao)戰性的影(ying)響(xiang)。消費者的社交帖子可能幫助或摧毀制造(zao)業(ye)主們(men)。另一方(fang)面(mian)，社交合(he)作使消費者與分銷商(shang)、經銷商(shang)，以及(ji)制造(zao)服務和生產(chan)團隊聯系在一起。

　　移(yi)動(dong)(dong)端對制造業的影響(xiang)：移(yi)動(dong)(dong)端全(quan)渠道(dao)與(yu)全(quan)設(she)備(bei)的相互作(zuo)用允許制造業主(zhu)們通過(guo)移(yi)動(dong)(dong)設(she)備(bei)無縫地開(kai)始并完成(cheng)端到端的自(zi)動(dong)(dong)化(hua)工作(zuo)。全(quan)渠道(dao)是指通過(guo)不同的渠道(dao)進(jin)(jin)行消費(fei)者一致性體驗。全(quan)設(she)備(bei)是指利用聯網設(she)備(bei)進(jin)(jin)行連接、維護和優(you)化(hua)體驗。

　　分(fen)析對制(zhi)造(zao)業的(de)(de)影響：數據(ju)分(fen)析為制(zhi)造(zao)業主們(men)提供必要(yao)的(de)(de)工(gong)(gong)具進行大(da)量隱藏(zang)數據(ju)的(de)(de)挖(wa)掘。一旦確認，制(zhi)造(zao)業主們(men)能夠根(gen)據(ju)產品、設備和制(zhi)造(zao)材料工(gong)(gong)藝的(de)(de)關鍵信息(xi)進行生產。大(da)數據(ju)的(de)(de)興(xing)起趨勢和實時分(fen)析使制(zhi)造(zao)業主們(men)能夠優化他(ta)們(men)的(de)(de)制(zhi)造(zao)、維護和其他(ta)工(gong)(gong)藝。

　　云計算(suan)(suan)對制造(zao)業(ye)的影響：云計算(suan)(suan)允許整個制造(zao)價(jia)值(zhi)鏈(從消費(fei)者(zhe)到制造(zao)管理(li)者(zhe)到員工(gong))接近產品生命周期(qi)的任何(he)階(jie)段。云計算(suan)(suan)服務(wu)通過網(wang)絡(luo)、服務(wu)器(qi)、存儲器(qi)傳遞互聯網(wang)，同(tong)時為業(ye)務(wu)應用提供便利與請(qing)求(qiu)式(shi)的使用。當(dang)聯網(wang)設(she)備的物聯網(wang)的力量被添加(jia)到移動(dong)端、社交網(wang)絡(luo)、云與數據分(fen)析后，傳統制造(zao)業(ye)將獲(huo)得(de)自適應數字化工(gong)廠的轉變。

　　三、物聯網的數字化趨勢

　　通(tong)過數字化(hua)設備如衣服、無人車和智能家居將人們聯(lian)系(xi)起(qi)來(lai)的(de)互聯(lian)網(wang)變(bian)革通(tong)過大量的(de)傳感器(qi)和制(zhi)動器(qi)獲得進一步(bu)的(de)擴(kuo)展。對于制(zhi)造業來(lai)說，隨著聯(lian)網(wang)資產與制(zhi)造設備被(bei)數字化(hua)工(gong)廠不間斷(duan)連接、監督和優化(hua)的(de)到來(lai)，變(bian)革仍在繼續。

　　事物(wu)本身基(ji)本沒有(you)價值(zhi)。但是(shi)，當考慮到事物(wu)的健康(kang)和(he)維護性，把(ba)握(wo)這些聯網設備是(shi)怎么(me)適應物(wu)聯網的很重要。

　　思科用整體(ti)觀描述物聯網為萬物互(hu)聯：

　　△ 物：聯(lian)(lian)網設備(bei)，每一事物通過互聯(lian)(lian)網擁有獨一無二的可訪(fang)問地址。

　　△ 人：與物的(de)合(he)作中，端到(dao)端過程(cheng)或動態案例的(de)參與者。

　　△ 工(gong)藝(yi)：在(zai)最基本的水平，為業(ye)務目標協調多活動性或任務。工(gong)藝(yi)過程的參與者(zhe)將包含人、物(wu)、企(qi)業(ye)應(ying)用軟件、業(ye)務合作者(zhe)。

　　△ 數據：物以一(yi)個比人或應用(yong)更(geng)快的速率產生(sheng)數據，物聯網(wang)數據需(xu)要實時地(di)被分析和反(fan)饋(kui)。在這四個實體類型之間具有(you)核(he)心關系。

　　制(zhi)造(zao)業主們已經在(zai)(zai)生產車(che)間開始(shi)使(shi)用聯(lian)網(wang)設備(bei)，現在(zai)(zai)可指望物聯(lian)網(wang)通過(guo)網(wang)絡獲取唯一可訪問的物理設備(bei)。他(ta)們不得不與增加制(zhi)造(zao)者(zhe)與消費者(zhe)連(lian)接性的物共事并(bing)創造(zao)物。這些聯(lian)網(wang)設備(bei)含有車(che)載診(zhen)斷軟件(jian)，從而使(shi)制(zhi)造(zao)商能(neng)夠用來進行監控、控制(zhi)和管理。

　　四、自適應數字化工廠登堂入殿

　　自適(shi)應數字化(hua)工(gong)(gong)廠(chang)，首先是基于(yu)端到端的(de)業(ye)務過(guo)程(cheng)的(de)聯通，形成數字化(hua)的(de)決策(ce)體系(xi);然后通過(guo)擴充工(gong)(gong)業(ye)物聯網的(de)能力(li)，保留與邊(bian)緣設(she)備的(de)聯系(xi)，借助于(yu)數據分析、云(yun)計算的(de)力(li)量，從而形成自適(shi)應數字工(gong)(gong)廠(chang)。

　　它(ta)具有(you)以下幾個典型特(te)點：

　　1、優化(hua)工廠資(zi)產(chan)

　　在傳統的(de)(de)制(zhi)造業(ye)中，在生產(chan)車(che)間的(de)(de)大部分資產(chan)是沒有相互聯系的(de)(de)。因此(ci)，實際上(shang)，對制(zhi)造業(ye)主來說，這些(xie)資產(chan)的(de)(de)功(gong)能和狀態是不可見(jian)的(de)(de)。通過IOT連接，所有的(de)(de)資產(chan)和機器(qi)能夠聯系、監督、控制(zhi)和優化。

　　2、預防性維護

　　不(bu)論是在生產車間，還是已制(zhi)成的(de)設備中，數字化(hua)工廠(chang)的(de)聯網性(xing)機器能夠(gou)被(bei)前瞻(zhan)性(xing)地與(yu)指(zhi)令性(xing)的(de)維護。聯網產品(pin)的(de)維護、監督、控(kong)制(zhi)與(yu)更新方面，這種指(zhi)令性(xing)維護的(de)方法是IOT模型的(de)重要優(you)勢。

　　3、設備(bei)的全生(sheng)命周期價值管理

　　物聯(lian)網利(li)用(yong)大數據分(fen)析優化制造機械(xie)的(de)終(zhong)身(shen)價(jia)值(zhi)。而(er)且，利(li)用(yong)數字化和(he)聯(lian)網制造，使得既有設備的(de)終(zhong)身(shen)價(jia)值(zhi)也得到了提高。

　　4、大數據預測建(jian)模

　　既有設備(bei)不斷地(di)產(chan)生大量的傳感(gan)器數據(ju)。數字(zi)化工廠挖掘(jue)這些數據(ju)建(jian)立(li)可能的模型，并識別(bie)預(yu)防性維護行為來避免潛在的事故(gu)或故(gu)障。

　　5、3D打(da)印和(he)物聯(lian)網

　　支(zhi)付得起的(de)(de)3D打印(yin)技術的(de)(de)到來將允(yun)許機構有效地生產(chan)聯(lian)網產(chan)品，并通過制造(zao)業主們的(de)(de)相互連接吸引多(duo)個(ge)創新者。這(zhe)使得數字化工廠(chang)制造(zao)商將生產(chan)車間(jian)與聯(lian)網產(chan)品的(de)(de)壽命周期(qi)成功地連接在一起。

　　所有這(zhe)些技術，為(wei)(wei)了在機(ji)構創(chuang)造聯(lian)系(xi)，并提(ti)高客戶價(jia)值，工(gong)藝(yi)流程(cheng)必(bi)須數(shu)字化(hua)與(yu)(yu)可操作化(hua)。生(sheng)產(chan)車間包含復雜工(gong)藝(yi)，在需(xu)要處理與(yu)(yu)生(sheng)產(chan)一(yi)個(ge)制(zhi)造產(chan)品的(de)工(gong)作流中，每(mei)個(ge)工(gong)藝(yi)可能包含多(duo)個(ge)里程(cheng)碑、任務與(yu)(yu)業務單(dan)元。制(zhi)造業的(de)售后服(fu)務市場(例如(ru)維(wei)護與(yu)(yu)支持)也依賴并包含復雜工(gong)藝(yi)過程(cheng)。建立一(yi)個(ge)優化(hua)的(de)、自動(dong)化(hua)的(de)、自適應的(de)數(shu)字化(hua)工(gong)廠(chang)，每(mei)一(yi)個(ge)工(gong)藝(yi)超(chao)越了工(gong)廠(chang)的(de)限(xian)制(zhi)，為(wei)(wei)協調與(yu)(yu)管(guan)理這(zhe)些相互聯(lian)系(xi)的(de)杰出(chu)資源提(ti)出(chu)了挑(tiao)戰。從而可以動(dong)態管(guan)理復雜的(de)端到端解(jie)決方案，是解(jie)決數(shu)字化(hua)工(gong)廠(chang)面臨的(de)挑(tiao)戰的(de)最(zui)優方法論。

　　以(yi)OT與IT融合為(wei)例(li)，在自適(shi)應(ying)數字化(hua)(hua)(hua)工廠中，設備正(zheng)變的(de)(de)越來越智能化(hua)(hua)(hua)與自動化(hua)(hua)(hua)，更適(shi)合監控、維護與持續改(gai)善。這些可能通(tong)過人或計算機(ji)控制的(de)(de)設備與全廠的(de)(de)IT應(ying)用程(cheng)序(xu)相(xiang)連接。為(wei)了在機(ji)構創造聯系(xi)，并提高客戶價(jia)值，工藝流(liu)程(cheng)必須數字化(hua)(hua)(hua)與可操(cao)作化(hua)(hua)(hua)。

　　有一些(xie)新興的用于OT-IT集(ji)(ji)成的參考體系結構(gou)與通信標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)。其中之一是ISA-95標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)，該標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)是集(ji)(ji)成企業IT軟(ruan)件與制造生產車間的標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)。下面的示意圖標(biao)(biao)識了包含(han)的階段和各種系統。

圖1：ISA95數據連接(jie)層次

　　五、模塊化制造的終結：制造業的新模式

　　許多制造業主們必須謹記像如(ru)下的趨勢將提升他(ta)們的業務：

　　微(wei)制(zhi)造業：向更小的(de)制(zhi)造工(gong)廠(chang)的(de)典型(xing)轉換生產(chan)定制(zhi)化的(de)產(chan)品，典型(xing)的(de)微(wei)工(gong)廠(chang)是個人車庫或(huo)地下室;

　　社(she)交(jiao)制造(zao)業：連接多種、更(geng)小更(geng)靈(ling)活(huo)的制造(zao)業主們(men)來生(sheng)產大量的整合產品;

　　移動(dong)制(zhi)造(zao)業(ye)：移動(dong)微制(zhi)造(zao)也能夠(gou)從一(yi)個地方搬至另一(yi)個地方。

　　互聯網創新(xin)從未停止。在過去(qu)幾年里(li)，我們目睹了一(yi)(yi)(yi)個新(xin)興的(de)(de)趨勢是(shi)社交制(zhi)造業(ye)。想象我們生(sheng)(sheng)活在多雨的(de)(de)江南小鎮上，其中(zhong)三(san)所(suo)房(fang)子(zi)都有一(yi)(yi)(yi)臺3D打印機(在線購買的(de)(de)每臺價格(ge)不(bu)到1000美元(yuan))，最后一(yi)(yi)(yi)所(suo)房(fang)子(zi)有一(yi)(yi)(yi)臺縫紉機。第(di)一(yi)(yi)(yi)所(suo)房(fang)子(zi)中(zhong)用3D打印機生(sheng)(sheng)產(chan)一(yi)(yi)(yi)把圓形傘(san)柄，第(di)二家(jia)生(sheng)(sheng)產(chan)傘(san)軸，第(di)三(san)家(jia)生(sheng)(sheng)產(chan)織物骨架，第(di)四家(jia)縫紉傘(san)的(de)(de)織物。通過一(yi)(yi)(yi)連串的(de)(de)工作，他們生(sheng)(sheng)產(chan)了一(yi)(yi)(yi)個在當(dang)地無(wu)價的(de)(de)、可(ke)以很(hen)容(rong)易(yi)被定制(zhi)的(de)(de)產(chan)品。

　　由于每家關注在小的(de)(de)(de)加(jia)工能力下用于特定(ding)需求的(de)(de)(de)定(ding)制(zhi)化產品，因此(ci)每家都(dou)是微制(zhi)造(zao)的(de)(de)(de)例子(zi)。如果我(wo)們想象房(fang)子(zi)是移動的(de)(de)(de)，而且位于即時生產的(de)(de)(de)中心，我(wo)們將有一個(ge)移動制(zhi)造(zao)業。這個(ge)趨勢(shi)使制(zhi)造(zao)業主(zhu)變的(de)(de)(de)更加(jia)靈活，同時變得與不(bu)斷變化的(de)(de)(de)需求更加(jia)一致。制(zhi)造(zao)業主(zhu)更加(jia)接近消(xiao)費(fei)者，將更具有創新性(xing)，將改變供應鏈的(de)(de)(de)方式。

　　為了(le)成功獲(huo)得這種(zhong)轉變，制造業主(zhu)必(bi)須擁有(you)合適的(de)工具(ju)，自適應數字(zi)工廠適逢其時。

　　作者

　　黃昌夏：西門子數字(zi)化(hua)工(gong)(gong)廠(chang)戰略與(yu)數字(zi)化(hua)高級(ji)顧問，南山(shan)工(gong)(gong)業書院研究組(zu)成員，在(zai)數字(zi)化(hua)工(gong)(gong)廠(chang)、工(gong)(gong)業互聯網、企業技術戰略、智能制造市場發展與(yu)生態(tai)演進等領(ling)域(yu)具(ju)有獨到的見解(jie)，業界人稱黃小(xiao)邪。

　　朱偉佳：專注(zhu)于石油化(hua)工行業可視化(hua)解決方案的數字(zi)化(hua)從業新人。