工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，好像更時髦的叫法是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)IIoT，不管咋說，其意思就是在萬物上網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)時代，要把工業(yè)設備也都連接到網(wǎng)絡上去。從技術(shù)和業(yè)務兩個角度談談個人對這個詞匯的理解。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)從設備連網(wǎng)的能力層而言，只要是2000年以后的設備都具備連網(wǎng)的能力，問題只是企業(yè)連沒連�，F(xiàn)實中的制造部門或工廠的設備連網(wǎng)基本都是在MES系統(tǒng)部署的時候完成。MES在流程行業(yè)，諸如制藥、化工、釀酒等領域已經(jīng)非常成熟，原因在于這些流程行業(yè)自動化程度極高；在離散行業(yè)相比而言由于每個企業(yè)自動化程度不同，MES具體實施存在差異，其成熟度不如流程行業(yè)高，特別是存在手工拉線生產(chǎn)的情形。這一點真的沒看出現(xiàn)在的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和MES有啥區(qū)別，新瓶裝舊酒，還是一群互聯(lián)網(wǎng)人從沒接觸過生產(chǎn)自己臆想工業(yè)還是在很落后的時代，我不得而知。這也導致一個現(xiàn)狀就是好多工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺，推出的東西讓人哭笑不得，講的好聽點是做了個基于瀏覽器的MES客戶端，講的不好聽點，這是在考驗干工業(yè)人的智商。這會兒物聯(lián)網(wǎng)的人可能要說工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是在云上做的內(nèi)容。這里就代表工業(yè)人說說從工業(yè)角度對云的需求是啥。其一，硬件虛擬化，過往我需要在工廠搭建物理服務器，現(xiàn)在最好能在云上找個虛擬機就解決了，其帶來的優(yōu)勢就是不在需要支付維護硬件成本；其二，即取即用，也就說假設需要更大的存儲，一個申請馬上就能從云端分配更多，免去了采購、安裝、設置等一堆與工業(yè)業(yè)務無關的動作，需要一臺新的虛擬機，立馬能分配，需要將現(xiàn)有的環(huán)境遷移到一個新工廠，立馬可以克隆。至于網(wǎng)絡安全，云的架構(gòu)，那是做架構(gòu)人需要考慮的，單從業(yè)務角度只需要這些。上面的內(nèi)容，并不是要完全否定工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，只是想說工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)如果是要落地到工業(yè)，其落腳點該是工業(yè)二字，而不是互聯(lián)網(wǎng)，是每個工業(yè)行業(yè)細分的領域知識，是每個領域哪些數(shù)據(jù)需要被收集，并采用何種方式收集分析，因而個人相信了解行業(yè)的產(chǎn)品經(jīng)理和方案架構(gòu)設計師才是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)精髓。業(yè)務上看，在實際的工廠執(zhí)行MES或者高大上點說搞工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，要解決的是不同年代，不同廠家的不同設備的接入問題，新舊設備的多樣化，和一些數(shù)據(jù)缺失需要想方設法補漏這是最費時也最難體現(xiàn)效率的事情。而這恰恰是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎，這里引用一句西門子的話“自動化是數(shù)字化的基礎”供參考。但從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的供應商角度，也許去搞這一個個的具體機器是難的，不過把主流的工業(yè)協(xié)議一攬子全都支持了卻不難，還要提醒一點千萬不要以為有OPC萬事大吉，Profinet，Profibus，CCNet，EtherNet，EtherCAT等等一個都不能少。這也就僅僅解決了協(xié)議層接入的問題，同一個PLC用在不同場景，還不同呢。比如用在壓機和注塑機上的相同PLC，設定肯定不同。搞好這些協(xié)議能節(jié)省的是MES現(xiàn)場接入的投入，將MES的定制實施更多的用在解決業(yè)務數(shù)據(jù)上。另一點從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)角度來說，對于數(shù)據(jù)的分析，個人目前也未看到與傳統(tǒng)的SPC，TQM里的分析方法有何不同，提供的所謂的各類圖表，貌似MES里全乎的很。總結(jié)而言，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)尚需要尋找真正能讓用戶看到的價值的點，不然還不如讓Honeywell MES或者施耐德Wonderware來改名叫工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)更好!
智能制造，Smart Manufacturing，直白點翻就是聰明的制造。這次要站在企業(yè)主角度說句話什么是智能制造，那就是能幫助實現(xiàn)利潤最大的話的制造。圍繞利潤最大化這個企業(yè)運營等等終極目標說個人理解的兩點，其一，智能制造絕不只是制造本身的事情；其二，智能制造是融入了對行業(yè)預測的生產(chǎn)方式，是企業(yè)利潤最大化的制造方式。利潤最大化并不表示一定要生產(chǎn)最多，市場保有量最大，相應對企業(yè)而言應是利潤最大與生產(chǎn)彈性最大的優(yōu)化，能吃到最好的蛋糕的同時也能保持最輕快的姿勢在市場發(fā)生變化時轉(zhuǎn)向。這種利潤最大化，不能使Win-Lose的壓OEM和供應商，也許是一種Win-Win的企業(yè)上下游托拉斯。再回到現(xiàn)實，看看現(xiàn)實中的智能制造在怎么做。企業(yè)過去沒什么機器人的采購了幾臺機器人來替代了人，號稱智能制造了，這是最多只能算智能制造的很早期形態(tài)，用機器人替代人省下一些Labor Cost。就單單看看工業(yè)機器人這個行業(yè)，2008年去上汽參觀白車身焊接裝配線，認可當時的機器人焊接裝配線很先進，都是高檔的ABB，Kuka。現(xiàn)在再看ABB的六軸機器人賣多少錢一臺，20萬以內(nèi)就能整一臺了，機器人的制造商從2010后瞬間在國內(nèi)遍地開花，去工博會上看一圈，好多國內(nèi)企業(yè)都能造六軸機器人了，應該跟一些協(xié)議和技術(shù)的開放不無關系。帶來的效果就是機器人的生產(chǎn)成本降低了，用的起機器人的企業(yè)多了。過往只有在工廠才能看到的機器人產(chǎn)線現(xiàn)在能在展會上看到了，但如果這就是智能制造，那這個詞真的太Low了，咋看這也不能叫聰明的制造。聰明的制造一定是了解市場，了解企業(yè)自身在市場的定位的制造，實現(xiàn)的是利潤最大化。這也是筆者認為聰明制造一定不只是局限于制造的，是基于多種環(huán)境條件約束后企業(yè)做的優(yōu)化生產(chǎn)決策。
數(shù)字化雙胞胎，Digital Twin。其一，至少現(xiàn)階段不可能在計算機中得到一個和現(xiàn)實一模一樣行為的數(shù)字雙胞胎，其實也沒有必要。其二，數(shù)字雙胞胎應該是個群集概念，它里面包含一組雙胞胎，反應現(xiàn)實中的對象的方方面面。其三，數(shù)字雙胞胎的價值在于替代真實的對象，去進行一些預測性的分析，這種預測性分析既包括前瞻也包括復現(xiàn)。其四，遴選出的數(shù)字雙胞胎模型應該是有價值的，它反應現(xiàn)實對象的主要矛盾，并通過使用雙胞胎實現(xiàn)時間，成本，質(zhì)量的優(yōu)化以展示其價值。回到現(xiàn)實，筆者看到好多企業(yè)在大談數(shù)字雙胞胎的時候抱有的錯誤想法就是要在計算機搞個跟真實模型一模一樣的東西。這就有點不靠譜了，計算機還有最小時鐘頻率，現(xiàn)實時間的時間可是連續(xù)的，瞬態(tài)問題時間小于計算機時鐘頻率咋辦。數(shù)字雙胞胎現(xiàn)階段的建模方式無非兩種，一根據(jù)物理學原理來建模，二根據(jù)數(shù)據(jù)抽象推論黑盒公式�，F(xiàn)實中，兩分鐘發(fā)生的事情，基于黑盒公式或者還能做到在兩分鐘內(nèi)給出結(jié)果，基于物流學原理來計算的話，復雜點的有限元場景，兩天都不一定算的完。但是如果摒棄搞這樣模型的想法，只是從數(shù)字雙胞胎需要從現(xiàn)實對象的某一個或幾個方面去研究問題的角度去看，那就有可行性了。如果這個雙胞胎再是有價值的，能實現(xiàn)時間的節(jié)省，成本的節(jié)約，模擬一些現(xiàn)實中無法實驗的場景就值當?shù)暮芰�。筆者曾領導做過一個風機塔座的強度校核的數(shù)字雙胞胎，其實說白了很簡單。風場的風力情況由現(xiàn)場工程師測定，測定后會將這些風力轉(zhuǎn)換為對于風機塔座的三個力Fx，F(xiàn)y，F(xiàn)z和三個彎矩Mx，My，Mz。由于一年四季的不同，這些數(shù)據(jù)一般會出現(xiàn)十多甚至二十多組來代表不同的風況。過去在沒有數(shù)字雙胞胎的情況下，結(jié)構(gòu)有限元工程師一般人工挑選兩組其中認為是最惡劣的風況手工在有限元軟件里進行分析。這個過程一般需要四周時間，之所以時間長，是準備和設定相關的有限元約束時間花費占到了這4周的90%。數(shù)字雙胞胎做的事情就是使用Python完成一組自動化的設定約束，加材料的過程，并將風況的20多組輸入放入Excel表作為動態(tài)輸入，對所有工況進行全部驗證。這樣20多組的風況在這個自動化腳本的自動配置下，只需要1個小時就能在一臺高性能的工作站上完成。時間節(jié)省相當可觀，成本也肯定省了，至少是有限元工程師的Labor Cost省了。再進一步，利用工具軟件提供的優(yōu)化功能，挑選出這20多組工況的最惡劣情況進行塔座減重自動優(yōu)化，結(jié)果對于測試案例能減重達15%，要知道這是直徑很大的風機塔座，是鑄造件，成本節(jié)約相當可觀。這就是筆者認為有價值的數(shù)字雙胞胎。
總結(jié)而言，這三個熱詞，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，需要的充實其差異化的內(nèi)容，新瓶裝老酒是行不通的，因而需要的真正把行業(yè)納入到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，來落地，別飄在天上了；智能制造，目前還是很狹義的理解在機器人替代人的階段，這需要時間來讓企業(yè)修正，等到機器替代人也省不了成本，或者行業(yè)飽和時候再來理解智能制造是利潤最大化就有點晚了；而數(shù)字雙胞胎，是目前稍微能能接點地氣的內(nèi)容，只要不曲解，利用數(shù)字化的工具是能發(fā)揮數(shù)字雙胞胎替代現(xiàn)實對象并獲得價值的。
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