智能制造，是面向產(chǎn)品全生命周期，實現(xiàn)泛在感知條件下的信息化制造，智能制造是信息化與工業(yè)化深度融合的大趨勢。本專欄意在持續(xù)探索智能制造領(lǐng)域中的前沿技術(shù)及客戶實踐，搭建行業(yè)溝通平臺，誠邀各位伙伴關(guān)注并提出寶貴意見。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的三大功能要素 如何賦能數(shù)字化轉(zhuǎn)型
新基建與實體經(jīng)濟的融合不斷落地，數(shù)字化為傳統(tǒng)行業(yè)賦能進入實踐期。今年上半年，中國二十多個省份出臺發(fā)展新基建規(guī)劃，加快構(gòu)筑數(shù)字經(jīng)濟“底座”，企業(yè)也正努力搭乘合適的數(shù)字快車。
中國信息通信研究院的數(shù)據(jù)顯示，2018年，中國產(chǎn)業(yè)數(shù)字化占GDP比重為27.63%，落后于英國的54%、美國的52.8%、德國的54%。這意味著在中國數(shù)字技術(shù)對整體經(jīng)濟的滲透遠遠不夠。2020年，中國官方發(fā)起企業(yè)“上云用數(shù)賦智”行動，要求平臺企業(yè)幫助中小微企業(yè)渡過難關(guān)，提供多層次、多樣化服務(wù)，減成本、降門檻、縮周期，提高轉(zhuǎn)型成功率。以平臺企業(yè)整合上下游，打造數(shù)字化供應(yīng)鏈，不僅能給中小企業(yè)提供系統(tǒng)服務(wù)，同時也能幫助企業(yè)找到市場，這也是新基建的價值所在。
企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型：厚積薄發(fā)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一個非常重要的目標是提升工業(yè)經(jīng)營和運營管理效率，實現(xiàn)跨業(yè)務(wù)領(lǐng)域和部門的全流程信息透明化，管理精細化，決策智能化。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以看作企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中的使能技術(shù)。
企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以分為三個階段，信息化，數(shù)字化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中，信息化是基礎(chǔ)，是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的第一階段。信息化將模擬性的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的信息，最典型的是把日常工作中的紙質(zhì)表單，儀表手工抄集等數(shù)據(jù)輸入計算機進行管理，處理和使用展示。信息化的特征是信息化應(yīng)用軟件的普及使用，實現(xiàn)數(shù)字化的信息管理流程。具體地說，就是按業(yè)務(wù)性質(zhì)的分割，建立了一系列的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，包括ERP、PLM、SCM、MES、CRM、APM等等，在不同的業(yè)務(wù)范疇內(nèi)實現(xiàn)信息的數(shù)字化管理，作業(yè)流程的自動化，對人事組織、業(yè)務(wù)經(jīng)營、產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)過程的數(shù)字化管控。在這個階段，所追求的是工作流程效率的提升。
作為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的第二階段，數(shù)字化追求在中游打通企業(yè)內(nèi)部的業(yè)務(wù)價值主線，并延伸到上下游的供應(yīng)商和客戶端，實現(xiàn)生態(tài)上下游的數(shù)據(jù)和價值聯(lián)通。數(shù)字化在信息化的基礎(chǔ)上，進一步實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策和全流程的優(yōu)化，從而推進以用戶為中心，拉動全生態(tài)的研產(chǎn)供銷服務(wù)一體化的數(shù)字化運營。在這個階段中所追求的是優(yōu)化資源的配置效率，動態(tài)響應(yīng)的生產(chǎn)環(huán)境，供應(yīng)鏈市場生態(tài)的變化。
在數(shù)字化的日益成熟的基礎(chǔ)上，有些企業(yè)會逐漸把注意力轉(zhuǎn)移到基于此種能力對新產(chǎn)品、新服務(wù)、新業(yè)務(wù)的創(chuàng)新性發(fā)展，進而驅(qū)動新的商業(yè)模式，為企業(yè)的發(fā)展帶來了更大的發(fā)展空間。比如說，在一些大型裝備銷售企業(yè)，如果通過數(shù)字化創(chuàng)新提升他們的數(shù)字化服務(wù)能力，更好地服務(wù)他們的客戶，甚至可以從原來的設(shè)備銷售商轉(zhuǎn)型成為運營商。這可以說是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最終目標。
從生產(chǎn)和運營的角度來看，數(shù)據(jù)、模型和應(yīng)用是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的三大功能要素。
通過這三大要素構(gòu)成閉環(huán)反饋，可以實現(xiàn)單體設(shè)備的優(yōu)化，多體設(shè)備或系統(tǒng)的優(yōu)化，以及業(yè)務(wù)經(jīng)營的優(yōu)化，最后的目的是為了追求業(yè)務(wù)價值的實現(xiàn)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用覆蓋的范圍很廣泛，不僅包括大家所熟悉的設(shè)備維護，還包括生產(chǎn)環(huán)境中幾乎所有其它的業(yè)務(wù)范疇，從工藝、質(zhì)量、能效，甚至排產(chǎn)等的過程優(yōu)化。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在實施的過程中，或許起點于單臺設(shè)備的優(yōu)化，一條工序流程的優(yōu)化，一個業(yè)務(wù)范疇如能效的優(yōu)化，但其能力和所追求的目標，是跨設(shè)備、跨工序、跨業(yè)務(wù)范疇的全流程全局聯(lián)通和優(yōu)化，這一點與數(shù)字化的目標是一致的。
從另外一個方面來看，三大功能要素中的模型分析和工業(yè)應(yīng)用，是將工業(yè)技術(shù)、知識、經(jīng)驗，通過模型化和軟件化進行沉淀和積累的有效載體。模型化更多的是對現(xiàn)實世界自然規(guī)律的認知的沉淀;而軟件化則更多是生產(chǎn)規(guī)則和業(yè)務(wù)邏輯的表征。
過去針對工業(yè)環(huán)境里建立的多種針對具體領(lǐng)域的工業(yè)軟件，聚焦于如何解決該業(yè)務(wù)領(lǐng)域的問題。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)特別關(guān)注的是實現(xiàn)將數(shù)據(jù)聯(lián)通、算法模型和實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的工業(yè)應(yīng)用構(gòu)成多個層次的閉環(huán)優(yōu)化，創(chuàng)造價值。一旦這樣一個系統(tǒng)建立起來以后，不僅僅能為解決眼前的數(shù)字化發(fā)展問題是提供技術(shù)支撐，也為數(shù)字化持續(xù)改善提供一個厚實的基礎(chǔ)。
數(shù)字化進程：數(shù)字化技術(shù)發(fā)展趨勢
顯然，孵化并且成熟于互聯(lián)網(wǎng)特別是消費互聯(lián)網(wǎng)的ICT技術(shù)是推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心技術(shù)基礎(chǔ)。這些技術(shù)的發(fā)展是為了應(yīng)對消費互聯(lián)網(wǎng)高并發(fā)、大流量、變化多樣的信息處理的需求，從而形成了具有彈性伸縮能力、支持多租戶的虛擬化分布式的云計算架構(gòu)，支持容器化微服務(wù)的敏捷研發(fā)和靈活運維一體化的云原生技術(shù)體系，能存儲和分析海量異構(gòu)多樣的消費者、市場和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，以及機器學習和基于深度學習算法的人工智能(圖像識別、語音識別以及自然語言處理等)等技術(shù)。
簡單地說，這些新技術(shù)對數(shù)字化轉(zhuǎn)型的支撐，多在于對針對具體場景的應(yīng)用軟件的開發(fā)和運維的支撐的經(jīng)濟性，特別是從技術(shù)門檻和成本的方面來看。要做一件事，以往是事倍功半，而這近二十年的技術(shù)發(fā)展，做同樣一件事，已經(jīng)可以是事半功倍。對于企業(yè)來講，目前的一個關(guān)鍵問題是在這樣一個時機節(jié)點上，如何充分利用這些技術(shù)行數(shù)字化之事，成轉(zhuǎn)型之功。
顯而易見，這些技術(shù)是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的使能工具，而不是數(shù)字化轉(zhuǎn)型本身。換句話說，把這些技術(shù)引入企業(yè)，建立一系列的技術(shù)性平臺，并不就能夠自動實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。但是，如果不關(guān)注這些技術(shù)，不了解這些技術(shù)的使能作用，不能把這些技術(shù)有效地利用起來，數(shù)字化轉(zhuǎn)型會舉步維艱，或難以持久深入。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型的技術(shù)基礎(chǔ)是非常廣闊的，也非常復雜，企業(yè)雖然可以通過自主研發(fā)把這些技術(shù)引入，但是不僅工作量非常大，同時需要的專業(yè)技能也相當?shù)纳詈?。更可取的方法是通過引入平臺化的技術(shù)，避免踏進“重造輪子”的泥坑。
數(shù)字化的提升機會
不同的企業(yè)信息化發(fā)展的程度是不一樣的，不少企業(yè)還處于信息化水平低，在日常的生產(chǎn)過程中存在大量手工輸入的工作，效率很低下，很難對于生產(chǎn)過程發(fā)生的事件實現(xiàn)及時響應(yīng)。另一方面，這類企業(yè)還缺乏操作輔助系統(tǒng)對操作進行指導、防錯和追溯。進一步來看，即使一些企業(yè)建立了不少垂直化信息系統(tǒng)，但并沒有將這些系統(tǒng)打通，導致對生產(chǎn)過程缺乏全局的了解和管理。除此之外，還有另外一個問題就是遠程監(jiān)控的能力。在目前很多的生產(chǎn)環(huán)境中，當出現(xiàn)問題的時候，需要派人到現(xiàn)場去調(diào)查。所有這些現(xiàn)象在不同行業(yè)存在的程度不同，但是，總體來看，整體數(shù)字化提升空間是非常大的，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以為解決這些問題提供一個很好的技術(shù)手段。
在多數(shù)的工業(yè)/制造業(yè)企業(yè)，現(xiàn)有信息化的應(yīng)用系統(tǒng)大多按傳統(tǒng)的IT系統(tǒng)垂直架構(gòu)，以項目制而獨立構(gòu)建，開放性比較低，相對封閉，整合困難，生死難往來，形成多個煙囪式的應(yīng)用系統(tǒng)，以及多個數(shù)據(jù)孤島。同時這些系統(tǒng)一般沿用傳統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)模式，導致功能大而全，內(nèi)部功能模塊緊耦合，可復用性低，造成開發(fā)工作量繁重，更新困難。這種狀況，要打通上述跨越業(yè)務(wù)邊界、部門邊界、甚至企業(yè)邊界的數(shù)據(jù)主線、價值鏈主線，實現(xiàn)信息聯(lián)通和流程聯(lián)通，以及敏捷開發(fā)和迭代更新眾多的業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件，以應(yīng)對日益多變的業(yè)務(wù)和創(chuàng)新需求，面臨著很大的挑戰(zhàn)。
因此，對數(shù)字化轉(zhuǎn)型的推進需要引入新一代的技術(shù)，對現(xiàn)有的信息化技術(shù)體系進行重整和升級，只有在新的技術(shù)體系之上才能有效地實現(xiàn)對業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)字化的重構(gòu)和提升。上面所提到的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及相關(guān)的技術(shù)則可以成為這一次技術(shù)體系重構(gòu)的技術(shù)基礎(chǔ)。同時，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以作為支撐數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心技術(shù)體系之一。
由于工業(yè)場景復雜性、需求的多樣性，特別是對于安全可控性、穩(wěn)定可靠性以及對低時延的實時性的嚴格要求，支撐數(shù)字化轉(zhuǎn)型的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺必須具有高度的靈活性，特別在部署模式方面，不僅可以部署在不同的公有云上，也可以部署在企業(yè)內(nèi)部的私有云上，具有多云適配的能力，并且能夠部署在生產(chǎn)環(huán)境的邊緣端，支持不同應(yīng)用場景對部署模式的要求。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可對傳統(tǒng)的IT架構(gòu)進行重構(gòu)提升，避免和取代煙囪式的應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)孤島的形態(tài)，為數(shù)字化轉(zhuǎn)型以及數(shù)字化的持續(xù)提升打下牢固的技術(shù)基礎(chǔ)。
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