【名家講堂】蔡穎：漫談「工業互聯網」與「智能製造」

06-29

從德國的「工業4.0」、美國的「先進位造夥伴戰略」到英國的「高價值戰略」，工業互聯網已成為主要工業國家搶佔國際製造業競爭的制高點。作為當前產業變革的核心驅動和戰略焦點，智能製造與工業互聯網有著緊密的聯繫。

今天，金蝶雲邀請製造專家蔡穎說說工業互聯網與智能製造的那些事兒。

2011年漢諾威工業博覽會，德國人工智慧研究中心董事兼行政總裁沃爾夫岡·瓦爾斯特爾教授在開幕式中提到，要通過物聯網等媒介來推動第四次工業革命即工業4.0，提高製造業水平。

2013年4月漢諾威工業博覽會上正式推出工業4.0，其核心目的是為了提高德國工業的競爭力，在新一輪工業革命中佔領先機。

幾乎同時，美國在2012年左右提出工業互聯網技術，意在推動製造業信息化、數字化、智能化。通過集成流程、數據主線、數字孿生等軟體技術，採集工廠各階段的數據，連接設備、連接供應鏈上的各種資源，進行工業大數據分析，人工智慧的雲計算來迎接新的工業革命。工業互聯網與工業4.0從表面論述看各有側重，一個側重工業製造，一個側重工業服務，但究其本質都是實現智能製造與智能服務，具體就是個性化定製，服務延伸化。

時隔5年，2016年4月25日，金蝶軟體與步科自動化強強聯手，在德國漢諾威發布中國的第一個智慧工廠解決方案：多品小批量柔性制解決方案，其特點是超級透明、超級柔性、超級智能的智慧工廠。

多品種小批量的按單生產模式已成為常態，但多品種小批量生產模式的企業在實踐中常遇到諸多越來越複雜的問題：需求不確定；研發周期短；多品種並行；資源共享易出現瓶頸；計劃排程應變差；設備、產線難以柔性應對……它們導致企業「三高」長期存在，即較高的訂單延遲率、高庫存、居高不下的成本。

製造企業要在這個複雜系統中可持續地盈利，就必須採用各種新思維、新技術、新模式。轉型大規模定製與個性化生產方式，引入工業物聯、大數據、雲計算及人工智慧等以迎接新時代的到來。

工業4.0是以智能製造為主導的第四次工業革命，旨在通過充分利用信息通信技術和網路空間虛擬系統，信息物理系統（CPS）相結合的手段，將製造業向智能化轉型。基於信息物理系統CPS、物聯網IoT和互聯服務IoTs產生的大數據流（即工業大數據）的採集與分析，雲計算形成個性化或私人訂製的智能生產。主要體現在四個方面：1、智能工廠。2、智能製造。3、智能供應鏈。4、智能服務。

當前全球工業市場正面臨著巨大的變革：更新周期縮短、差異不斷變大、產品個性化突出、向服務化延伸，構建的兼具個性化和數字化的產品與服務生產模式，突破了傳統的行業界限，催生出新的活動領域和合作形式，創造新的價值網路，重組產業鏈分工。

金蝶雲智慧工廠解決方案融合步科柔性自動化，軟硬聯手，利用物聯網、工業互聯網、雲製造和技術加上AI人工智慧，在邁向中國製造2025的浪潮中，致力在創新的路上，為製造業帶來更適合中國實踐的智能製造解決方案。

透明化工廠

金蝶雲用縱向垂直管理車間設備集成、產品壽命周期PLM的價值鏈端到端的集成、橫向跨產業鏈的工業互聯網三個方面的高度集成，打破企業存在的信息化孤島、管理孤島、操作孤島。通過金蝶雲與製造現場的邊緣設備的可視化，從而打造一個透明、靈活的工廠。

金蝶雲幫助企業深度連接各類經銷商資源、客戶資源、創客資源。了解客戶的需求並多方設計協作滿足，同時實現與物流廠商的在線協作跟蹤，實現需求的透明。金蝶雲在製造環節通過智能終端可視化等應用實現製造過程的透明，其次移動的應用使上述的透明更加深化。

柔性自動化生產線

自動化線是剛性的，精益Cell線是柔性的，模塊化線是智能的。模塊化設備布局可以靈活地根據個性化訂單自動組合或重構生產線，這是智能製造所追求的。

基於柔性的雲架構的金蝶雲的背後的「中樞」，其核心是創新開放的APS高級計劃優化演算法模型，其支持多種、多變的計劃與生產模式，支持工序實時感測數據，模塊化精益單元設備布局，保證各細胞單元根據生產訂單的需要自由拆分和重構，是柔性自動化背後的「智慧擔當」。

同時基於預留、優先順序等JIT/JIS核心創新的物料體系，是保障物料柔性的基礎，使自動化設備類似神經感測單元控制下行使功能，實現多品小批生產模式。

多品小批生產模式使得企業高度柔性應對，而柔性自動化產線可促使企業轉型升級智能化企業。

數字化、網路化、智能化

物聯網讓智能自由地流淌，移動互聯網讓智能無處不在，大數據蘊藏無限的智能，雲計算使智能快速反應，人和機器人智能的協同……那"智"從何來？智能是建立在一個持續不斷連接，強大的優化演算法引擎和活數據的閉環之上的。

智能主要體現在三個方面:1、在動態複雜環境的感知與理解。2、在動態複雜環境下的自主決策與優化能力。3、基於經驗數據的學習適應能力。尤其是學習能力是典型的智能行為。

數據驅動工廠，演算法控制智造。智能製造也需從"計算智能"、"感知智能"逐步實現"認知智能"。新一代智能製造是在基於AI的CPS系統架構下的智能製造。

通過工業大數據，它不僅僅是設備維修和產品服務，其技術不僅涉及IT還涉及OT工業技術。工業應用大數據對於人才的複合型要求更為突出。行業的數據分析，不僅需要計算機、統計學、數學等知識，還要擁有豐富的行業知識和經驗，通過這些知識經驗進行建模，才能開發出合適的分析方法，找到數據價值。

通過行業經驗知識，建立合適智能工廠、車間、計劃調度控制執行、倉儲模型，對所需的實時數據，動態智能決策，這應該是工業大數據的關鍵應用。智能製造也正朝著分散式決策和自主感知（機器學習等）進化。

在智能動態計劃排產基礎上，對倉儲物料進行大數據計算，隨時對物料進行FMR（使用頻率分析）及實時數據、歷史數據分析，通過自動化機器臂自主循環的把多頻率的物料智能的移到貨架最低層，紅綠黃燈提醒優先分揀及AGV小車取貨順序，精確的滿足多品小批量物料的採購、JIT/JIS配送及工位喂料。

在智能層面，金蝶雲革新了運營管控的高度，例如多種運營管控模型，激活組織，創新轉型數字化，全面幫助中國的製造業實現數字化、網路化、智能化的產業升級。

工業互聯網

工業互聯網包含了互聯網+製造，工業雲平台，工業物聯網，工業大數據等，實現三網合一（人、物、務）。實現製造業的產品個性化，生產智能化，製造服務化，組織分散化和製造資源雲化。

金蝶雲的互聯網架構

如何架構數字化工廠

數字化製造不等於全自動化，未來十到二十年，主流的製造方式將是人機結合。數字化製造的價值是客戶導向的多品種小批量的柔性生產，是人機高效的融合，偏面追求全自動化與無人化是不明智的。

自動化改造、設備的感測連接、精益生產改善、供應鏈優化、業務流程的重組、數字化工廠、機器人和機器學習、大數據戰略、高級演算法與人工智慧等，讓我們企業目不暇接。這是因為每個專家、供應商或個別企業站在自身的角度來詮釋這場新工業革命。每個企業切忌盲目衝動，應保持清醒的頭腦，根據自身的情況，科學的、系統地規劃實現新工業革命的升級。精益化、數字化、自動化、網路化、智能化，逐步實現中國製造2025的戰略目標。

實際上，智能製造屬於複雜系統，是人工智慧與大系統理論的結合，屬於第三代控制論，不過還在進化。隨著物聯網、大數據、雲計算的技術出現，CPS嵌入式人機物協同控制是智能製造的基礎。所以，實現智能製造必須做好頂層設計。

頂層設計的「頂層」是決策者、系統化、系統工程。「設計」是策略、謀劃、規劃。我們在IT建設、數字化工廠、智慧企業的過程中，需做好頂層設計、系統工程、企業架構-數據、流程、系統、平台架構規劃。但複雜系統又很難設計。所以在頂層設計時候留有空間，允許自然選擇迭代進化。

數字化工廠的規劃設計與落地，需要通過三個維度來頂層設計，首先是從供應鏈優化的維度，其次是研發製造服務一體化維度，即研發的產品要智能化。最後是生產現場精益生產集成自動化維度。生產運作從四個維度即生產運行、質量運行、設備運行、庫存運行。工業控制實現SCADA/HMI/DCS數字網路控制實現IT與OT的深度融合。

智能製造不是萬能的，但可以確定——它是企業轉型升級的突破口之一！這關係到連接與集成的能力、數字化與透明化能力、自動化與智能化演進能力、產品與技術創新和管理創新的能力等。

對於未來新模式、新技術下的製造業轉型升級，要注意以下幾點：一是商業模式，即拉平價值微笑曲線底部並延伸價值鏈到服務；二是管理模式，即C2B、C2M、多品種、小批量按單定製生產；三是技術創新，智能研發創新平台；四是品牌，互聯網粉絲營銷；五是成本，通過精益管理來降低成本；六是資金，即互聯網金融、眾籌資金；七是質量，可以通過工業大數據提升監控質量；八是工藝，即數字化聯網、知識庫、模擬模擬工藝、機器人等；九是人才，即對新型人才的培養。

蔡穎

APSS高級計劃與排程協會會長、中國工程物理研究院（九院）客座研究員、青島大學客座教授、國家863計劃項目企業資源協同管理項目成員。具有三十多年資深生產製造，物料計劃，工業工程，成本控制的管理實踐經驗。著有《APS-走向實踐》、《ERP高級計劃-APS供應鏈優化引擎》、《精益實踐與信息化》等專著。

主持和參與實施過近百個企業的ERP及信息化項目。服務的主要客戶：南車集團，中聯重科、美的集團、中集集團、卡特比勒、中國工程物理研究院（九院）、天納克、偉士通、索尼、日立、一汽大眾、中石化、航嘉電子、利奧集團等。

關於金蝶雲

金蝶雲是金蝶憑藉25年對中國企業管理深刻洞察和實踐，基於雲計算、大數據、社交、人工智慧等最先進的技術研發的一款新一代戰略性企業管理軟體平台。

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