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洞察工业4.0之局
发表时间:2015-11-27 13:15来源:《装备制造》 字体:[][][] [打印] [关闭]

     智能互联制造与数字商业

    新一轮工业革命大浪潮正在呼啸着更大的力量,多年不疾不徐稳步发展的制造业,突然被推向了互联网的风口。与往日不同的是,这次工业浪潮似乎一开始就被民众热烈的拥抱——尽管这是不是真正的革命还有待今后更长的时间去检验。以蒸汽机为代表的第一次工业革命,其实是过了很久之后才由史学家和经济学家们共同注意到并总结出来的事实。而这一次,产业界自身就迫不及待地断然提出这样的主张。不管说法是否精确,重要的是主要制造国家迅速做出反应,推出了你追我赶的国家战略。而跨国集团和咨询研究机构则风生水起,纷纷推出各种版本的革命学派:工业4.0、工业互联网、第二次机器革命、第三次(能源)革命等,中国的海尔也推出了新一代生态系统的制造业新模式 “互联工厂”。在这个略显纷杂,各种概念尚需时日沉淀的时代里,我们注意到了两个基本事实:数字化技术正在与数字化商业、数字经济纠缠在一起,推动着制造业发生着巨大的嬗变;而智能互联的世界、人机界限的模糊、突然爆发的物联网、与分散式能源,则联手展示了基于协同、基于共享的去中心化时代的勃勃生机

    制造业的革命节点正在如期发生吗?我们确认我们自己恰好就处于历史重大事件的中心点,贴近距离就地观察吗?如果是那样,我们将是有幸的一代,未来有一天,我们说,我们知道我们亲历,那伟大的工业变革。

    为了更好地理解这个重大的工业发展时代,我们特邀请资深工业观察家和咨询专家林雪萍,推出了“智能互联制造与数字商业”专栏,围绕着工业革命的前沿技术,和工业历史的变革之路这两条交叉的视角,来阐述和理解这一轮正在发生的制造业变革。

    洞察工业4.0之局

    林雪萍,北京联讯动力咨询公司总经理,主要研究和咨询方向为:国外先进制造国家战略、智能互联制造与数字商业、美国国防部DoDAF顶层体系架构、基于模型的企业MBD、知识管理与知识自动化。有多年面向企业的经验。

    要理解工业4.0,就避不开对西门子的研究;而要看懂西门子,不要去要看它的硬件,而要去看它的软件。数字化工厂只是水中花,真正的花朵不在你眼前,而在你身头。德国安贝格和成都的数字化工厂的示范,看懂也未必有用。现场的你越是满心欢喜,而当你回来静思的时候,你就会充满沮丧——即使所有的硬件都卖给你,你也无法重新复制。它需要一颗数字心脏,这是根本。

    从CPS的视野来看工业4.0的未来,数字化世界的生态逻辑,优先级远远高于物理世界;人机交互(包括浸入式现实)使得所有物理世界的事情,基本在虚拟世界完成;而在物理世界,不过进行了实际的验证、生产、反馈和实施。“验证即生产,实体即数据”,这是笔者认为在整个数字化与物理世界的融合下所产生出来的工业4.0命题。

    2015年9月,西门子在一年一度的PLM(产品全生命周期管理)分析师大会上,西门子首席执行官Kaeser进行了题为“数字改变常态”的主旨报告,描述了数字化横扫一切的力量,不仅会改变商业模式,也会不断产生颠覆性的力量。在未来,用户会高度参与到生产中去,甚至消费者叫做“产消者Prosumer” (production consumer的复合词,海尔称为“人消合一”)。为了应对数字化的力量,形成信息物联系统(CPS)的闭环生态体系,Kaeser宣称西门子自从2007年,在数字化软件服务领域投入了将近40亿欧元费用。

    为什么西门子最高执行官会参加一个看上去普通的PLM分析师大会?这就是顶层意志的表达,这是对战略根基最好的注脚。一直作为首席战略官Kaeser心里很清楚, PLM为代表的数字化,是西门子撬开未来的真正敲门砖。这是西门子最重要的战略。

    在未来工厂的物理世界中, 通过混线和换模实现生产线产品多样化。这需要借助整个生产过程中的自动化平台(西门子在2009年已经实现全集成自动化平台TIA的整体融合),通过大量的数据检测点和采集系统,来精确控制工位上的设备,实现一条生产线生产多种产品。而这一切,都需要有高度的数字化模拟的能力。

    对于西门子而言,这在虚拟世界已经全部实现;而且现场数据可以立刻产生反馈,对虚拟世界形成回馈,并着眼于改善虚拟世界的方案;与此同时,现场的大数据分析,对设备维护和预防诊断,自动形成决策性方案,以图表和报告方式,反馈到决策者的桌面上。这就是“验证即生产,实体即数据”。

    展望未来,西门子在CPS的世界中,C界构造了软件PLM闭环,P界则有强大硬件TIA(全集成自动化平台),凭着C界和P界强大的优势,已经完成了CPS的全平台软件与硬件的支撑;往前走一步,工厂的建设、基础设施继续采用虚拟进行模拟;往后走一步,用户的设备维护也在数字化世界中进行分析和维护。至此,整个闭环生态系统已然形成。

    

    十年并购之路才等到工业4.0

    在西门子2020的远景中,真正大放异彩的其实是软件部门,也就是PLM事业部。我们需要极大的耐心,回头去梳理过去十年,这个凭空构建的数字帝国,是如何通过并购来实现?

    2007年收购UGS,是西门子战略布局的巅峰之作。它获得了三项举足轻重入场券:NX作为3D设计软件的三大顶级产品之一;Teamcenter是数据管理PDM的核心,Tecnomatix是数字化工厂装配。前两者,构成了今日西门子世界最为重要的根基。

    2008年收购了德国的Innotec,是虚拟工厂建设的一个重要事件,这代表这虚拟工厂的厂房布局和规划,与实际工厂的运行数据进行预先模拟,成为可能。

    2011年到2012年进行了眼花缭乱和杂乱无章的收购:Vistagy,IBS,VRcontext,PCS成本控制系统,从不同角度补齐了西门子的软件能力。2013年收购LMS,使西门子进入了仿真与测试系统。此时收购的软件,要么是通用仿真与测试软件,要么是专业工程软件,充满了知识与数据的结合。这里最有想象力的是对于比利时公司VRcontext的收购,这是面向3D可视化的开始。西门子试图在虚拟设计工厂软件中,采用浸入式现实(VR)来实现人机的交互。想象一下,如果一个设计人员像打游戏一样,闯进了自己设计出来的3D工厂,在虚拟世界进行查看是否漏气漏水——这将是一个多么奇妙的世界;而对于合作多年的Tesis软件的收购,则是一个激动人心的平台野心。Tesis可以跟SAP软件、Oracle数据库无缝集成,从而粘合了各种数据缝隙。这个平台上,正在试图容纳下所有的软件巨人。

    2014年年底西门子成功收购了Camstar,这是另外一个里程碑的并购。尽管Camstar在电子制造业有非常好的MES系统,但西门子看重的不是MES系统,真正重要的是Camstar具有的大数据分析,这是西门子最为看重的一张牌。随后,2015年6月, Omneo PA性能分析软件被正式推出,拉开了西门子大数据与云服务的大幕。

    至此,西门子对死对头GE公司大数据战略的防御战,基本告一段落,可以说彻底松了一口气。在GE工业互联网的理念中先进分析Adavance Analysis,具有举足轻重的地位;而在工业4.0的体系中,对于大数据给予的地位仍然不够充分。在拥有了Camstar对于工厂现场数据强大的分析能力,西门子终于补齐了这个短板,真正成为互联网公司的海量数据分析的杀手级玩家。而且,在数字化世界中,西门子手中的牌,要比GE多得多。

    而这一切,都始于2007年对UG进行的35亿美元的收购;当时西门子另外一个大手笔就是将西门子VDO汽车电子以110亿美元卖给了另外一家德国公司。一软一硬的交换,彻底改变西门子今后的版图。从此,西门子开始了“软”征程,最终成就今日之“数字化工厂”的帝国。如果考虑到西门子在此期间,对硬件的收购几乎并无特别的进展——除了当时收购上海APT开关厂还引起了一些小小的国民情绪骚动,西门子“软”并购“硬”自行发展的策略,得到了巨大的成功。

    2007年UGS被收购后,成立了PLM事业部,随后成为工业自动化集团的独立战略单位。然而西门子新总裁Kaser显然认为这仍然不够突出,将PLM部门继续向上拔出来,成立了数字化工厂集团。 然而这个整合之路,并非容易。早在2010年PLM大会上,西门子就坦言,软件在产品设计、数字化制造与生产系统、自动化系统的整合关系,IA面临着跟SC传感器、CS控制、AS自动化系统等整合的难题。在那个时候,用于产品管理的PLM全生命周期软件,加上基于硬件自动化管理系统的 TIA全集成自动化平台,已经有了开始对视和呼吸的能力。CPS的镜像世界,已经像米开朗琪罗手下的大卫像,呼之欲出。

    终于,号角吹响了,2013年德国工业4.0横空出世。这简直就是给西门子量身定做的外衣,披上德国国家战略的形态,横扫德国和中国。没有什么,可以限制西门子进行整合的手脚了。

    为了进一步强化客户构建数字化企业的能力,从2014年10月起,作为嫡系部队,西门子主导开发的 Simatic IT MES解决方案,也全部被并入Siemens PLM团队。这是对当年UGS嫁进豪门的一个迟到的承认,是对UGS这个光芒四射的明星的补偿。PLM事业部一直是流浪者的大篮子,盛满了西门子近年多情四处搭讪的外部种子。今日,大篮子露出了数字帝国的峥嵘之象。这次,PLM事业部开始整合一切了:因为,数字化改变一切。

    而下一步,在平台的基础上,入口与各种APP应用,将成为西门子数字化的重点。2015年9月PLM大会上,西门子继续高调推广Active WorkSpace,这是一个用户工程师高度友好的界面,统率所有的数据,使得使用者随时可以查看各种各样的数据,从设计到制造,从运行参数到决策分析。抢占入口,成为西门子互联网思维全新的发力点。

    工业4.0的未来,就是“数字化工厂集团”的未来

    2008年西门子前任总裁就开始进行调整,收购后的USG软件被深埋在业务体系之中;2013年,早已成为独立战略单元的PLM事业部,仍然作为被包裹在工业自动化部门之中,像是逐层包裹的卷心菜心。随后新人总裁Kaeser上位。在不到一年的时间内,2014年5月正式宣布“西门子2020愿景目标”,概括为“电气化、自动化、数字化”。要理解西门子2020的最核心的变化,那就是成立了“数字工厂集团 Digital Factory”。作为最闪耀的九大金刚业务板块,数字化工厂集团被寄予了厚望。传统电气化、自动化是西门子进行深耕挖潜的领域,而数字化将作为未来主要的增长领域。在西门子九大新业务集团中,对数字化工厂设定的目标利润率为14%-20%,仅仅略微低于金融服务的15%-20%。

    工业4.0的未来,就是“数字化工厂集团”的未来,但还不是全部。按照西门子的规划,数字化工厂集团,绝不会止步于“工厂”,数字化楼宇、数字化风机将来会成为可期发展到目标。正如西门子在展望“数字化”这个未来方向的时候说到,世界各地间的连接正变得日益紧密。数以十亿计的智能设备和机器产生大量的数据,在虚拟世界和现实世界之间搭起了桥梁。用这些海量数据创造价值是西门子成功的一个关键因素。

    从这个意义来看,数字化工厂集团这个部门的名称,也只是过渡名称,将来适时的时候,会成为数字化集团。2020年,所有的建筑都会成为数字中心,所有的风机都会成为数据大本营。你在大楼里呼吸,你呼出的气体也可以作为数据的一部分被采集、被分析。西门子正在往这个方向走,因此在2015年9月份PLM分析师大会上,能源和建筑业务,第一次出现在PLM现场上,就不再会让人觉得吃惊。然而即使是西门子内部,也是充满了各种困惑与质疑。冰与水的二态边界在哪里?西门子软件、硬件的整合,相互打通或者是相互融合,都是一个艰难之旅——既有部门利益之争,也有不确定的未来发展形态。

    无疑,在消费品领域,苹果树立了软硬件通吃的典范。直到iPhone,大家才真正意识到软件、硬件的结合意味着什么。软件支配硬件,软件让硬件变得更加智能。这些给人了以深刻的印象,更重要的是软件将产生平台,将形成生态系统——这才是主导未来的力量。

    这个传奇故事,工业领域似乎要重新上演。这是工业4.0的最重要的潜台词。敬畏之余,也会感到寒意。封闭的生态体系之中,除了生态系统自身,其他全都是配角。

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责任编辑: 赵丹