【儀表網 數讀市場】為了應對新一輪科技革命和產業(yè)變革，我國相繼出臺了一系列規(guī)劃——《中國制造2025》、互聯網＋行動計劃、大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新、大數據應用等。這些規(guī)劃都有一個共同的指向——制造業(yè)要走向智能化、數字化、網絡化、綠色化，企業(yè)要邁向智能工廠。
制造業(yè)走向智能工廠這是中國經濟轉型升級的必然，是社會經濟發(fā)展的必然，是科學技術發(fā)展的必然，是企業(yè)獲取可持續(xù)發(fā)展競爭優(yōu)勢的必然。
中國經濟轉型升級的必然。中國工業(yè)自主創(chuàng)新能力不強，在產業(yè)鏈分工中處于價值鏈的的低端，經濟長期依賴投資、出口拉動。隨著土地、勞動力、原材料、燃料動力等要素成本的全面、快速上升，中國傳統(tǒng)比較優(yōu)勢將逐步削弱。
根據2015年8月美國波士頓咨詢公司對世界主要國家制造業(yè)成本競爭力的分析（同時考慮人工成本、生產效率、匯率變動），中國2004年平均每小時工資4.35美元，2014年上升到12.47美元，上升了2.9倍。同期中國成本競爭力比美國下降了10個百分點。中國制造業(yè)資源環(huán)境的壓力突出，傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)展模式不可持續(xù)，亟待形成新的競爭優(yōu)勢。信息化和工業(yè)化兩化融合，發(fā)展智能制造，走新型工業(yè)化道路是中國經濟轉型升級的必然。
科學技術發(fā)展的必然。信息技術特別是信息通信技術的發(fā)展，深刻地改變了人們的生產方式、生活方式、社會形態(tài)?；ヂ摼W、物聯網的廣泛應用，使得信息物理系統(tǒng)CPS應運而生，它將物理世界與信息世界融合在一起，掀起了新一輪的工業(yè)革命。如今，智能手機、智能可穿戴設備、智能汽車、智能家居、智慧城市……像颶風一樣席卷，發(fā)展智能制造是技術發(fā)展的必然。
社會經濟發(fā)展的必然。隨著世界人口老齡化進程的加快，勞動力短缺現象從發(fā)達國家向發(fā)展中國家、再向欠發(fā)達國家蔓延。隨著中國農業(yè)現代化、城鎮(zhèn)化進程的加快，廣大農村受教育水平的提高，從事簡單勞動和重體力勞動的人越來越少，招工難將成為常態(tài)。發(fā)展智能制造是社會經濟發(fā)展的必然。
獲取可持續(xù)發(fā)展競爭優(yōu)勢的必然。企業(yè)的競爭是人才、技術、成本的競爭。當同行在智能工廠里，以率、高柔性的裝備，以精益的管理，快速響應客戶個性化的需求，提供貼心周到的服務、低成本的產品的時候，傳統(tǒng)的企業(yè)將面臨生存危機。企業(yè)為了獲取可持續(xù)發(fā)展的競爭優(yōu)勢必須建造智能工廠。
離散制造業(yè)智能工廠總體框架
一個離散制造業(yè)的智能工廠的總體框架，是在信息物理融合系統(tǒng)的支持下，由智能設計、智能產品、智能經營、智能制造、智能服務、智能決策六個部分組成。通過企業(yè)信息門戶實現與供應商、客戶、合作伙伴的橫向集成，以及企業(yè)內部的縱向集成。要做到這些集成，首先要有一系列標準的支持和信息安全的保障。
2015年7月1日，《國務院關于積極推進“互聯網＋”行動的指導意見》中提出了“互聯網＋”的目標：
，到2018年，互聯網與經濟社會各領域的融合發(fā)展進一步深化，基于互聯網的新業(yè)態(tài)成為新的經濟增長動力，互聯網支撐大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的作用進一步增強，互聯網成為提供公共服務的重要手段，網絡經濟與實體經濟協同互動的發(fā)展格局基本形成。
第二，到2025年，網絡化、智能化、服務化、協同化的“互聯網＋”產業(yè)生態(tài)體系基本完善，“互聯網＋”新經濟形態(tài)初步形成，“互聯網＋”成為經濟社會創(chuàng)新發(fā)展的重要驅動力量。
《指導意見》提出了“互聯網＋”的十一項重點行動：“互聯網＋”創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新、“互聯網＋”協同制造、“互聯網＋”現代農業(yè)、“互聯網＋”智慧能源、“互聯網＋”普惠金融、“互聯網＋”益民服務、“互聯網＋”物流、“互聯網＋”電子商務、“互聯網＋”便捷交通、“互聯網＋”綠色生態(tài)、“互聯網＋”人工智能。
互聯網＋行動計劃包括社會經濟各個領域，與智能工廠緊密的是：“互聯網＋”協同制造、“互聯網＋”電子商務和“互聯網＋”人工智能。該行動計劃的提出，推動互聯網與制造業(yè)融合，提升制造業(yè)數字化、網絡化、智能化水平，加強產業(yè)鏈協作，發(fā)展基于互聯網的協同制造新模式。在重點領域推進智能制造、大規(guī)模個性化定制、網絡化協同制造和服務型制造，打造一批網絡化協同制造公共服務平臺，加快形成制造業(yè)網絡化產業(yè)生態(tài)體系。這些都為制造業(yè)未來發(fā)展指明了方向。我們可以從信息物理融合系統(tǒng)CPS、協同設計、協同供應鏈、協同生產、企業(yè)電子商務、協同服務等諸方面進行分析。
互聯網＋協同制造
今天的世界是協同、創(chuàng)新、智能的時代。充分利用互聯網技術實現與外部世界的協同創(chuàng)新是增強企業(yè)競爭能力的重要手段。協同制造就是充分利用Internet技術為特征的網絡技術、信息技術，實現供應鏈內及跨供應鏈間的企業(yè)產品設計、制造、管理和商務等的合作，終通過改變業(yè)務經營模式與方式達到資源充分利用的目的。它強調企業(yè)間的協同。協同制造是基于敏捷制造、虛擬制造、網絡制造、制造的生產模式，它打破時間、空間的約束，通過互聯網絡，使整個供應鏈上的企業(yè)和合作伙伴共享客戶、設計、生產經營信息。從傳統(tǒng)的串行工作方式，轉變成并行工作方式，從而大限度縮短新品上市時間，縮短生產周期，快速響應客戶需求，提高設計、生產的柔性。通過面向工藝的設計、面向生產的設計、面向成本的設計、供應商參與設計，大大提高產品設計水平和可制造性、成本的可控性。它有利于降低生產經營成本，提高質量，提高客戶滿意度。協同制造的總體框架，是在協同平臺的支持下，實現協同設計、協同供應鏈、協同生產、協同服務。
協同制造將傳統(tǒng)的客戶需求、初步設計、詳細設計、工藝設計、工裝設計、生產準備、制造、銷售、售后服務這種串行工作方式在一系列信息系統(tǒng)的支持下，變成一個同心圓。讓任何客戶需求的變動、設計變更、工藝變更，迅速在供應鏈上做出快速響應。要實現企業(yè)間的協同，離不開信息物理融合系統(tǒng)CPS。
信息物理融合系統(tǒng)CPS
信息物理融合系統(tǒng)CPS是智能工廠萬物互聯的基礎。通過物聯網、服務網將制造業(yè)企業(yè)設施、設備、組織、人互通互聯，集計算機、通信系統(tǒng)、感知系統(tǒng)為一體，實現對物理世界安全、可靠、實時、協同感知和控制。對物理世界實現“感”、“聯”、“知”、“控”。
CPS由感知層、網絡層、認知層和控制層組成。其特征呈現為：環(huán)境感知性、自愈性、異構性、開放性、可控性、移動性、融合性和安全性。
協同設計
隨著產品智能化的發(fā)展，產品集機、電、液、聲、光、各種傳感器、嵌入式系統(tǒng)、網絡通信、接口……，非常復雜，依靠少數人進行設計已經不現實。這就需要集中社會資源進行協同設計。協同設計是指利用計算機技術、多媒體技術和網絡技術，支持工作群體成員在共享環(huán)境下的協同工作、交互協商、分工合作，共同完成某些任務。它支持多個時間上分離、空間上分布，而工作又相互依賴的協作成員的協同工作。實現協同設計需要計算機支持的協同工作平臺（Computer Supported CooperativeWorks，CSCW），支持動態(tài)企業(yè)聯盟內分布于不同地域的多功能項目組成員開展基于網絡的協同工作，用于選擇、評估、發(fā)送與接收產品數據，分析技術方案，快捷迅速地完成設計并投入生產。它要解決協調機制的問題，建立沖突消解機制、通信機制、數據管理、系統(tǒng)的柔性和開放性。例如，中煙機械集團公司在技術系統(tǒng)內打破企業(yè)法人界限，將上海煙機技術中心、常德煙機、許昌煙機、秦皇島煙機、上海煙機五個跨地域的部門建立分布式協同設計平臺，開展大型成套設備的設計。
協同供應鏈
復雜制造業(yè)產業(yè)鏈長，制造工藝復雜，供應商和協作單位多，需要通過互聯網絡創(chuàng)建協同化的環(huán)境，即建立供應鏈網絡，在此網絡中，供應商、制造商、分銷商和客戶可動態(tài)地共享客戶需求、產品設計、工藝文件、供應鏈計劃、庫存等信息。任何客戶的需求、變動、設計的更改，在整個供應鏈的網絡中快速傳播，及時響應。避免了傳統(tǒng)管理中的“牛鞭效應”。
典型的協同供應鏈管理是汽車制造業(yè)，隨著人們對汽車產品個性化需求的增加，如何將國內外眾多的供應商、協作配套廠商、分銷商、終用戶在一個供應鏈平臺上共享客戶需求信息，是協同供應鏈管理的重要課題。通過供應鏈計劃，可以將客戶的個性化需求地發(fā)布到整個供應鏈上，以快速響應客戶需求，大限度降低庫存，準時供貨。
協同生產
一些復雜的產品往往由多家工廠協同制造，終交付同類產品。這些工廠之間需要生產計劃協同、供應協同，同步生產，按質、按量、按時提交零部件和產品。
企業(yè)電子商務
在傳統(tǒng)電子商務基礎上，發(fā)展行業(yè)電子商務，建設以主制造商為核心的供應鏈電子商務體系，實施網上招投標、網上采購、網上支付、物流和質量跟蹤，實施B2B、O2O的銷售模式。通過大數據分析用戶的習慣、喜好等顯性需求，以及客戶的身份、時空、工作生活狀態(tài)關聯的隱性需求，分析不同客戶的偏好、習慣，主動為用戶提供銷售和服務。
協同服務
在信息物理融合系統(tǒng)CPS的支持下，著眼于產品全生命周期，從用戶需求、設計制造、賣方信貸、產品租賃、售后服務、備品備件、直至回收再利用全過程的管理和服務。在產品智能化的基礎上，實現產品運行狀態(tài)的在線數據采集，通過物聯網進行數據傳輸，結合產品運維知識庫，進行在線診斷和分析，進行在線服務。提高客戶服務的滿意度，為客戶和企業(yè)本身創(chuàng)造新的價值，實現傳統(tǒng)制造向制造服務轉型。
國內中聯重科、三一重工、徐工集團、陜西鼓風機都已通過物聯網實現客戶產品的遠程監(jiān)控和維護。如中聯重工已通過物聯網技術、北斗導航技術、云計算、大數據分析構建了基于物聯網的智能云服務平臺，實現了遠程在線工況檢測、運行信息自動采集與存儲、故障預警、作業(yè)狀況分析等功能。
在新一輪科技革命和產業(yè)變革中，制造業(yè)要想獲得可持續(xù)發(fā)展的競爭優(yōu)勢，必須邁向智能制造，擁抱互聯網。依靠信息物理融合系統(tǒng)，實現協同設計、協同供應鏈、協同生產、協同服務、企業(yè)電子商務。將企業(yè)置身于供應鏈的生態(tài)系統(tǒng)之中，提高供應鏈的競爭能力，這是企業(yè)發(fā)展的必由之路。
