制造業(yè)在轉型：進入一個全新的數(shù)字世界

　　GE原來依靠出售航空發(fā)動機獲利，目前通過在發(fā)動機上安裝上百個傳感器，實時監(jiān)測發(fā)動機的工作狀態(tài)，為客戶提供在線監(jiān)控和預測性維護的服務，從原來賣發(fā)動機變成出售“發(fā)動機的無故障工作時間”。 GE除了管理飛機發(fā)動機，還管理了一兩萬輛大型卡車組成的車隊，每輛車安裝了200多個傳感器收集各種卡車運行信息，在GE眼中，這些大型卡車不是卡車，而是奔跑的數(shù)據(jù)中心，未來所有的生意都是數(shù)據(jù)生意。

　　建筑機械市場波動非常大。中國建筑機械市場經歷2011年的暴漲后，持續(xù)了好幾年的慘淡經營，直到2016年下半年由于“一帶一路”政策的拉動，建筑機械廠商業(yè)績才開始大幅度回暖。由此可見大起大落的銷售很難預測，對廠商來說經營風險很大。另外國內的建筑機械市場日益飽和，市場上現(xiàn)有的建筑機械數(shù)量驚人，很多業(yè)主選擇租賃而不是購買設備，促使建筑機械廠商轉變商業(yè)模式，開始開發(fā)售后的機械服務市場。小松和三一都在挖掘機上安裝傳感器，收集機械的開機狀況、開機時間，工作量情況，一方面有利于廠商自己預測市場，一方面為使用者提供更好的使用建議，還可以幫助代理商維持設備保值增值。 三一重工的“挖掘機指數(shù)”還可以幫助國家預測經濟運行情況。

　　工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網不僅為大公司打造服務平臺提供了機會，也為中小型的公司創(chuàng)造了新的機會。電機和軸承是非常傳統(tǒng)的產品，通過在這些產品上安裝傳感器，監(jiān)測震動情況可以做在線監(jiān)控、預測性維護、失效預測等。這些傳感器可以很方便地將收集到的數(shù)據(jù)上傳到云端，成為平臺的重要一員。不能做平臺，就被平臺化，被平臺化說明小公司也有價值。

　　資產維護有很多層次，最初級的層次是應急維修服務，這曾經也是制造業(yè)的競爭優(yōu)勢之一，比如十幾年前很多織機是賣給中國的三四線城市的中小作坊，這些私人小廠工作環(huán)境非常惡劣，工人素質不高，野蠻操作，電壓不穩(wěn)。在這種較為惡劣的生產條件下，嬌貴的國外織機經常壞，外資廠商人員工資貴，壞了沒有工程師修，或者維修不及時。 本土織機廠商抓住機會，利用廉價的初級工程師，提供24小時On call(待命)服務，對一些大客戶，有工程師的On site(就地)服務，壞了的織機直接換配件，換配件修不好直接換機器。通過這樣的應急服務快速占領了市場。

　　再上一層是定期巡檢和定期更換，例如電梯巡檢，半年或一年檢查一次。但兩次檢查的間隔期間會有問題，定期更換的維護費用也是很昂貴的。

　　更進一步是在線狀態(tài)監(jiān)控，主要通過傳感器在線遠程監(jiān)控設備的運行情況，當監(jiān)測到設備工況不好時就報警，但這也是事后補救維修。

　　而預測性維護可以通過大數(shù)據(jù)積累設備運行情況預判將要發(fā)生失效的時間，這樣工廠就可以防患于未然，提前派出工程師去處理，減少工廠停機時間，減少損失。

　　如果說狀態(tài)監(jiān)控是處理what(什么)的問題，那么，預測性的維護處理what(什么) 和when(何時) 的問題。 在預測性維護階段Why(為什么)和How(怎樣)這類問題需要有經驗的人進行判斷和處理，但是在Prescriptive maintenance(慣例維護)階段，整個工廠系統(tǒng)通過人工智能、機器學習、云計算等技術手段，具備一定的認知和思考能力，不但能給出信息建議，還能對信息做出適當?shù)姆答?，使未來的工廠系統(tǒng)成為自感知、自適應、自決策的智能系統(tǒng)。Prescriptive Maintenance 將能夠解決How、who(誰) 和why的問題。將會知道事故為什么會發(fā)生，并判斷應該怎樣處理，派誰來處理， 工作流程和順序應該怎樣等。

　　另外，在Prescriptive maintenance階段，資產管理不但會和整個工廠的數(shù)字系統(tǒng)集成在一起，還會和工廠的外部數(shù)據(jù)系統(tǒng)結合。例如在預測性維護階段可能通過監(jiān)測電機的震動和溫度變化給出某臺設備需要大修的建議， 在結合外部數(shù)據(jù)系統(tǒng)后找到專家和方案，綜合評估整個工廠系統(tǒng)，為現(xiàn)場工程師給出一套大修的工作流程和順序 。

　　實際上，工業(yè)4.0或者工業(yè)互聯(lián)網的應用案例非常多，遍布產業(yè)鏈上下游。

　　例如設計端：哈雷和瑪薩拉蒂將新產品導入周期從1年下降到1.5周， 設計端的仿真驗證也大大的縮短了上市周期。

　　工程運營端：效果主要是節(jié)能減排，減少誤報， 提升生產效率。

　　維護端： 效果主要表現(xiàn)在減少維修時間，減少工廠停產時間。

　　供應鏈端：效果表現(xiàn)在監(jiān)控供應鏈的瓶頸和風險，供應商控制和減少庫存。

　　工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網：不僅是技術問題，更是經濟問題。

　　就像工業(yè)機器人在二十年前就已經比較成熟了，但在中國當時是得不大規(guī)模應用的，因為當時的中國工人工資水平比較低，用工人明顯比用工業(yè)機器人更合算，而現(xiàn)在企業(yè)主已經看到使用工業(yè)機器人的投資回報高，所以更愿意用機器人換人。

　　所以做工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網的升級改造需要從提高投資回報率(ROI)出發(fā)，例如做預測性維護， 首先看產出， 諸如質量提升、節(jié)約成本、減少人工、減少返工、減少能源成本、 減少停機時間、協(xié)同效應、減少庫存、減少上市時間、減少交貨時間等; 再看投入，傳感器的價格在下降;網絡連接的成本在下降;配置的成本在下降，以前可能需要人工在現(xiàn)場重新配置產品，目前很多工業(yè)品也可以在線升級軟件，在線配置，減少了人工;云計算模式也使基礎設施的投資減少，以前工廠要實現(xiàn)云計算，大數(shù)據(jù)分析成本非常高，也缺乏這樣的人才，現(xiàn)在共享的數(shù)據(jù)中心和云服務也是一個解決方案，成本也在大幅度下降。

小結

　　工業(yè)互聯(lián)網和工業(yè)4.0正在發(fā)生，將會對我們的工作和生活帶來影響。工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網技術的發(fā)展是原有技術的大融合，從技術角度來看，更像是在演化而不是革命，但是從應用和商業(yè)模式的角度看，這些變化產生的影響卻可能是革命性的。IT和OT的融合是大勢所趨， 第一是公司工廠內部的IT和OT的融合，第二是公司外部IT和OT的融合。無論是工業(yè)4.0還是工業(yè)互聯(lián)網，人是發(fā)展的最主要變量，可能是技術的載體，可能成為發(fā)展瓶頸，也可能成為推動因素。

　　本文來源于《電子產品世界》2017年第11期第6頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。