李華：視覺化與智慧製造，我們是這樣落地的

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分享篇

工業4.0時代，“視覺化”已成為企業實現精細化管理和智慧化運營的重要手段，視覺化設計與製造技術在智慧製造中具有廣泛的應用前景。在本期大華南IT高管共贏圈的微課分享中，彩虹集團智慧製造與大資料事業部總經理助理李華先生以公司智慧數字化車間的建設為例，與大華南社群CIO分享了視覺化與智慧製造的落地經驗。

製造業企業發展戰略四個問題

製造業企業制定發展戰略需要考慮四個問題，一是我有什麼；二是我能做什麼；三是我想做什麼；四是我要做什麼。

工業化的層級

工業化與資訊化，一個是正向，一個是反向。工業化包括資料、訊號、執行、製造四個層級。工業化網路是以令牌環網及高速乙太網為主，令牌環網是指專用電纜組成的網路，主要應用場景在DCS、PFBUS、PLC、調控器等的連線。高速乙太網主要應用在上位機與PLC、控制器之間。

傳統工業網路

傳統工業網路的匯流排物理結構是相互之間進行交錯的。每一個鏈路出現問題時，不會影響數字訊號的傳遞與傳輸，是一個封閉型的網路，這也是為什麼原來的工業和資訊化之間會存在壁障的原因。這個壁障是由整體設計的結構造成的。

傳統資訊化的結構

傳統資訊化的結構包括四層，第一層是資料；第二層是資訊；第三層是知識；第四層是智慧。傳統的資訊化網路由乙太網連線伺服器與各層級交換機、各應用客戶端組成一般為星型組網。通過計算機對資料進行匯聚和採集，找出原來認為具備實際意義的資料，按照設定的程式或流程、操作規定等去進行對標指向，最後呈現報表，這就是原來資訊化需要做的事情。

傳統資訊化網路

從彩虹集團2008年實施的網路結構拓撲圖中可以看出，傳統資訊化網路有出入口，都是端到端的級聯，一般分為三層結構。每層結構會與底下的資料終端相連。通過資料終端與伺服器，或者多媒體等各種伺服器去進行級聯，最後通過組網的形式打通每個端到端、端到伺服器的結構，這是一個傳統的星型結構，它的整體結構環境與工業網路是截然不同的狀態。

OT與IT的優缺點

傳統工業化的優點在於資料命令有效、高速、準確、實時。網路結構以令牌環網（同軸電纜）和高速乙太網（TCP/IP）為主；缺點是格式單一，封閉，無法進行大量資料的分析評估，資料儲存週期短，無法進行有效的回溯。

傳統資訊化的優點在於以PC為運算控制器，以應用程式進行流程化的運算、釋出、控制，可靈活編輯的應用平臺，具備圖形、影象、報表等分析能力，可大資料量的儲存，報警圖形化提示，資料可追溯。

工業資訊融合後數字化結構   

由下圖可見，工業化與資訊化的資料在藍色區域匯聚，由此可見，兩者之間必有聯絡。簡單講就是生產線，包括裝置上的所有狀態通過訊號轉換來完成製造，製造的結果包括將生產線上的資料來源給到資訊化，由資訊化進行分析，再按照有效的指令傳給應用軟體，軟體最後指示裝置做正確的動作，達到最終的有效製造，做到了將工業資訊化，資訊化工業化，簡稱工業資訊化。

不管是實施資訊化還是工業化，需要圍繞人、機、料、法、環五個要素進行，五要素層層相疊，形成閉環，這才是要達到的真正目的。不管是資訊化要成為閉環還是工業化要成為閉環，它們相互之間協作以後也要成為相互的閉環，這就是菱形相互銜接的一個結構。

工業網際網路

工業網際網路是工業系統與高階計算、分析、感應技術以及網際網路連線融合的結果。它通過智慧機器間的連線並最終將人機連線，結合軟體和大資料分析，進行工業重構、激發生產力，讓製造系統更加透明，使原本不可見的裝置衰退、質量風險、資源浪費等問題變得可見，從而通過預測性的手段加以避免，實現無憂（worry-free) 的生產環境。

數字化工業資訊化（工業網際網路）網路

數字化工業資訊化（工業網際網路）網路的結構是一個持續改進的閉環，分為採集交換、集中處理、建模分析、決策控制四部分。其中包含了針對各個企業不同的個性化定製、協同化組織、智慧化生產和服務化製造，包括感測器資料、機器執行資料、工廠管理資料、企業經營資料，這些要素全部加在一起之後，就是數字化工業資訊化，即工業網際網路的整體網路結構和工業大資料。

 

數字化網路下的價值與風險

不管是資訊化還是工業化，都是基於人的思維狀態與大腦進行實現的，包括業務關係、人員組成、企業的社會關係等等。數字化網路下的價值主要表現在讓企業變得透明、及時；讓資訊變得有效，準確；讓業務與資料真正地進行融合，如ERP落地、財務資料包表的準確等；讓產品快速的迭代，產品的快速迭代與生產成本降低以後，可以提高市場佔有率；收集的資料與高效的技術可以與上下游的鏈路進行分享。最重要的一點是可以對企業的生產製造管理進行分析與預知，在最低風險與最小成本的情況下進行有效的控制。

數字化網路下的風險主要體現在幾個方面，一是對不具備自動化、數字化、智慧化的產線進行改造時，成本巨大；二是是否具備了對於工業網際網路與公共控制的技術人才的儲備；三是資料風險，原來的關係網是一個獨立封閉的網路，在開啟網路邊界時，要充分考慮到資料風險；四是邊界的安全；五是在多節點進行集合的時候，面臨資訊化原有的一些故障，就是多節點災難；六是人為風險。

關於數字化生產的關鍵問題

不管是實施智慧製造還是數字化工廠、工業網際網路，關於數字化生產存在幾個相互關係的關鍵問題。第一是產品質量與產線的關係。美國製造之父曾說過，所有產品都是製造出來的，設計出來再好的東西也要通過製造來實現產品的呈現，因此產品質量一定是製造出來的。一般用產品質量來倒推產線中製造工序及加工工藝問題。這其實是“殭屍還魂術”，無法對企業的產品進行及時的反饋。企業製造中關鍵資料的載體一般會用訂單及批次來作為生產管理的資料載體，而這只是表面的一種形式，無法有效的將生產風險與品質管理進行把控。如何正確的認識到企業資料核心主線則至關重要。

數字化生產中可見的資料載體

數字化生產中可見的資料載體可分為產品質量和生產質量。產品質量指在商品經濟範疇，企業依據特定的標準，對產品進行規劃、設計、製造、檢測、計量、運輸、儲存、銷售、售後服務、生態回收等全程的必要的資訊展現。生產質量指對生產的過程進行管控，即對生產裝置，生產線的最大生產能力的控制。生產質量是產品質量的保障。

 

製造的資料載體

傳統的資料載體是以訂單作或工作單作為資料流向，用產品質量倒推生產質量，無法有效的對生產風險與品質管理進行掌控。新的資料載體是以裝置狀態及產線的生產能力作為可監控的資料載體，通過有效手段抓取生產資料，應用大資料技術進行資料分析處理並以有效形式進行及時呈現。產品質量反映生產質量，生產質量決定產品質量。

資料在製造中的流動

資料在製造中的流動，首先是產品與工藝、設計與模擬，這是先行的。有了先行的產品設計與工藝佈局，包括產業鏈的設計、生產線裝置的安裝、佈局工藝等等，然後實現建廠初期，包括新產品的研發、訂樣、裝置的採購等等，最後順利實現產品的呈現之後，就會有產品的計劃與排產，在這些環節之中要做到各個管控資料的視覺化。

通過資料管控的視覺化，對整個生產經營範圍，包括製造、成本、財務、物流等等提供預警與預知的手段，然後通過數字視覺化對流程的執行和對策提供有效的支援，這樣才可以達到精益生產。有優質的產品和產品質量之後，就可以在產品銷售與產品追蹤上做到資料的正確流向和流動，形成一個閉環。出現問題的時候再回看產品設計與工藝，再檢查實時中的一些生產狀態和執行狀態。

工業資訊化應具備的結構

工業資訊化應具備的結構，在生產工藝方面，通過工藝檢查、技術規範、品質管理等手段進行監督與設計，再通過裝置的實際生產狀態進行監控與執行。在訂單計劃，通過流程安排之間，根據實際的生產節拍保證生產質量，生產出產品後再到銷售與物流，如果加工出來的產品有不良現象，再回到再加工。最後再到終端客戶，出現問題時再反饋給品質管理，然後再回歸到生產工藝和裝置上。

智慧數字化車間例項

以彩虹集團的智慧數字化車間為例子，對生產線的所有裝置進行跟蹤，包括對裝置的動態監控。出現故障之後，需要清楚建議的處理措施是什麼、故障描述是什麼、故障發生在生產線的位置點在哪裡等等，這就是可控、可預警的過程。

技術帶來產品良率提升

以彩虹集團使用了新的技術產線和未使用新的技術產線所帶來產品良率提升進行實際對比。（下圖）紅色標識的是採用了數字化工廠之後的資料，灰色是傳統的資料收集，包括人員管理的分析。

關於數字化的預測分析

關於數字化， Gartner的預測分析顯示，與2016年不足5%相比，到2020年，至少會有30% 的工業4.0專案將採取從領先演算法市場中獲取演算法方案。到2017年，通過差異化演算法控制的企業將實現5%到10%的收入增長。到2018年，全球超過50%的大型組織將通過使用先進分析法和專有演算法技術進行競爭。根據萬德資訊（wind資訊）市場分析報告統計，2017年國內工業大資料行業市場規模約為70億元，同比增長25%，預計到2020年市場規模將達到185億元，未來平均增幅保持在40%左右。

Gartner預計在2017年及未來很長一段時間內，國內企業會加大對新興技術及數字化轉型的投入。雖然越來越多的企業把數字化轉型作為公司的主要戰略，但對於如何選擇和駕馭新興技術同時引導消費者，如何調整組織架構、業務模式以更好的應對數字化轉型等問題，企業的技術戰略規劃師還有許多疑慮，這也無形中減緩了轉型的速度。

雲服務仍是中國CIO技術發展的一大重點。隨著企業將越來越多的核心工作負載遷移到公有云環境中，對公有云的使用也將更有信心。虛擬個人助理（VPA）將影響消費者訪問和使用服務的方式。這是因為與基於APP的互動方式相比，VPA能夠為使用者帶來更好的服務體驗。而前者卻需要使用者在多個APP之間來回切換。機器學習將大大改變消費者處理日常事務的方式，同時也將為企業帶來影響——企業的某些崗位將實現自動化。中國的三大數字化巨頭——BAT（百度、阿里巴巴和騰訊）正在將業務從線上擴充套件到線下。利用數字化業務實現虛擬核物理世界的融合。

創新已成為中國金融行業的一大熱詞。CIO們正在推出多重舉措如區塊鏈來發展創新能力。

工業資訊化、數字化四個要素

數字化主要實現的第一點是視覺化。通過數字化實現的方式，將製造、管理、經營等等全部呈現出來，做到視覺化。第二點是可控，資料提供了控制的依據、方向，可以通過人防、機防、自動化與預防等手段進行可控。第三點是可預知。針對存在的風險進行可預知，在某種特定的表象出現或相互幾種表現結合可能會造成的風險進行自動化的干預或人為干預。第四點是可製造。

簡而言之是如何將資料有效準確的呈現實現數字化，這才是實現智慧製造的唯一方法。

企業對於IT的需求

企業對於IT的需求，主要表現在四個方面，一是對企業的管理資料、生產資料進行全方位的監控；二是對企業的業務部門、生產車間、裝置進行全方位的監控；三是對企業的管理、運營及生產資料進行有效的分析和呈現；四是對企業的全域性進行可追溯，可評價，有效   實時的管理。

如何有效地尋找甲方和乙方

如何有效地尋找甲方或乙方，需要對甲方和乙方有充分的瞭解。甲方主要分為六種，第一種就是一把手工程或者專案往往都是由領導拍板；第二種是非IT專業人員或業務部門管理IT；第三種是IT人員本身不懂業務，不知道業務部門的需求是什麼；第四種是自身的結構、基礎、需求等均不清楚；第五種是既懂IT又明白業務，但沒有擔當；第六種是有擔當有想法。

乙方主要分為六種，第一種是一把手工程；第二種是什麼都能做，其實什麼都做不了；第三種是偽專家型，不懂不問，不懂裝懂；第四種是對自身產品的結構、定位、功能等均不清楚；第五種是既懂IT又明白業務，但不靠譜；第六種是靠譜，懂業務又具有實力和可靠的團隊。找到甲方的第六種和乙方的第六種，這就是真正的雙贏戰略。

甲方經常思考的問題

甲方經常思考的問題包括：我的業務需求是如何實現的？我的專案設計是不是有未來的瓶頸或隱患？如何在有效成本下實現我的需求？乙方的方案到底對自己企業的價值有什麼？能給我帶來什麼？如何能打動領導、業務部門來認可該方案？後續的支援如何保證？如何知道對方不是忽悠？

甲方眼中合適的乙方主要有以下五大特點，一是甲方思維、能對業務痛點準確解決；二是能夠講清自身的產品特性及產品價值及定位；三是落地而紮實的技術方案和有效的落實；四是能幫助企業或IT有效的解決面臨的困難；五是具備有效溝通、有技術、有擔當、熟知甲方行業。

企業為什麼需要雲

企業未來的發展必不可少的就是雲。企業為什麼需要雲？一是需要降低資訊化成本及設計、研發等科技技術迭代成本。二是與企業發展速度相配的資訊資源及資訊化技術、設計與研發落地到生產製造實效。實效性包括時間節點，這樣可以進行有效的加速。

現有的顧慮與難點，主要體現在法規與利、安全與管控兩方面。法規與利主要表現在四個方面，一是財務制度與等保條例，是否允許將業務遷到雲上；二是利益點及價值呈現的有效評估，包括能實現什麼、減少什麼以及誰負責評估等等；三是政策的保障及對企業的指導和教育培訓，即如何保證上雲以後的安全性，包括資料的私密性、鏈路的有效性等等，均沒有正確的指導與教育培訓；四是企業領導人對此的認識與理解。

安全與管控主要表現在三個方面，一是資料安全的保障；二是應用資料的歸屬，包括交易的資料是誰的，什麼樣的資料可以交易等都沒有明確的界限；三是資料及業務的連續性。這些保障性都沒有明確的法律法規配套。

企業所理解和需要的雲

企業所理解和需要的雲，一是便捷高效的應用技術服務能力。主要是減少資金成本的投入及技術力量的儲備、運維成本；減少因鏈路問題導致的多地業務不對等，加速設計開發流程並減少成本；減少或降低智慧與製造，物流，上下游鏈路的匯聚成本。二是政策的支援與安全保障。主要是政府支援的減免補貼政策，兩化融合及智慧製造的對接與支援服務，節能減排等鼓勵；有政府指導或制定資料及鏈路安全的保障機制及賠付制度；運營商及平臺對資料安全、鏈路安全的責任劃分與擔負。

總結

關於制定企業的發展戰略一定要問清楚企業四個問題：我有什麼？我能做什麼？我想做什麼？我要怎麼做？這樣才能制定出落地的企業發展戰略，否則假大空的發展戰略反而成了遏制企業發展的罪魁禍首。企業的IT戰略，應該成為企業的助力，如果不能認真的分析自己企業的流程、生產模式、包括生產部門的需求點及痛點，那制定出來的IT戰略就是懸空的。IT戰略的制定應該是與工藝、製造、營銷等部門進行共同分析，找出滿足企業升級、轉型、產品迭代等需求的企業助力。

問答篇

CIO：貴公司整個工業資訊化專案是推倒重來還是在以前的基礎上擴充套件？這麼多專業的乙方，是如何選擇、組織以及整合的？貴公司的資訊部門有哪些職能？

李華：我們公司整個的工業資訊化專案是在原有的基礎上進行擴充套件的。2007年實現了基礎生產線的生產資料採集，可以實現產品的產出與加工，在二期建設時部署了私有云，並將網路結構進行了分類。在再次改造的時候實現了相應的數字化和智慧化。

關於乙方的選擇，在生產線的裝置安裝或生產佈局時，資訊化部門就會介入到裝置的採購與談判中。因為裝置採購與談判以及工業設計一定會有資料傳輸。有資料傳輸就要考慮裝置是否具備傳輸的能力，這些都是在商務談判的時候就已經介入，包括在做技術要求的時候也要寫進去。

資訊化的實踐是自己做資訊化的結構設計，包括自己設計公司的數字化工廠和私有云結構，只是找乙方幫助開發和程式碼的實現。我們會以乙方的方案、業務的落地性以及團隊等幾個方面去選擇合適的乙方。

關於資訊部門的職能，只要公司與計算機相關的東西都是屬於我們的職能，包括資產管理與控制，IT相關辦公用品的領用、分發、配發等等，但我們不參與採購，只會根據需求提供型號的建議，然後由採購部門進行招標。我主要負責資訊化與工業化，一個是DCS的控制，我本身就是DCS主管工程師，同時又是資訊化主管，我們部門主要負責這些工作，其它還有智慧製造、智慧製造專案以及兩化融合專案的申報與落地等等。

CIO：以您的經驗，您認為整個工業資訊化專案，包括管理、營銷、智慧製造等，對資訊化團隊的能力有什麼要求？有什麼好的建議？

李華：建議資訊化團隊在組建的時候，先花1到3個月的時間去熟悉各個部門的流程，然後形成一份認知報告，這是溝通的第一個能力。第二個能力是要具備足夠的學習能力。我會指定一些書籍讓資訊化人員去學習，並定期抽查，讓他們在看書過程中總結問題，然後讓專人對問題進行解答，指導他們做事情。下一步就是在做工程或專案的時候讓他們進入實際操作的過程，比如oa流程的開發，先給他們一本說明書，然後再給他們示範兩個案例，最後再安排一個專案讓他們去做。

對資訊化團隊能力的要求，我認為首先要有足夠的學習能力；其次要有足夠的動手能力；最後是不能坐靠等吃。要主動與各個業務部門進行溝通，發現問題、解決問題，與業務部門形成一支合作團隊，而不僅僅是協助的角色，所有的專案都是以合作的方式去做，共同參與，這樣才能實現專案的真正落地及業務部門對資訊化部門的真正認可。

嘉賓簡介

李華，彩虹集團智慧製造與大資料事業部總經理助理、特種玻璃事業部IT主管；陝西省CIO小圈子資料專家組成員；錦囊專家網際網路諮詢平臺認證專家；《CIO新思維III》編委組成員；中國大資料產業生態聯盟CIO專委會專家委員。

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