【工業4.0】工業4.0時代的大生產體系架構

大家下午好！十分感謝eWorks黃培博士的邀請！很高心有機會和西門子的客戶西電史所長，合作伙伴思科，聯想，SIE等 ，一起探討智慧工廠的課題。

我的題目是，工業4.0時代的大生產體系架構。如何搭建一個穩定，無限可擴充套件的架構，是智慧製造和工業4.0的關鍵問題。

我分為WHY, HOW, WHAT三個方面展開介紹。

一、首先是WHY? 為何智慧工廠對製造業企業和西門子都具有戰略重要性？

前面的專家講得很好，數字化改變一切，改變了研發模式，改變了生產模式，改變了產品使用模式，黃博士總結了“18般兵器”，總結得很好，我這裡列的是9般，不再贅述。

最近有三條新聞值得注意：

1、2月24日華為備受尊敬的任正非總裁就工業4.0和智慧製造發表講話。根據華為一貫的風格，在熱炒時冷靜觀察，大量調研，深思熟慮之後發表觀點。西門子和華為有20多年的合作關係，包括近期和西門子舉辦歐洲數字化的未來研討等等，以及研發和製造的數字化融合專案等等，我們有機會近距離觀察。任總的講話對華為以及廣大製造業企業都應該有一些借鑑意義。

任總指出，面向工業4.0和智慧製造，要從系統工程出發，商業模式，

供應模式，製造模式和生產方式，在新時代都有重要變化，要重新設計，大生產體系架構要重構。

任總指出了方向，以精益生產為基礎，以德國的工藝流程和工業軟體為主體。我們也很榮幸地注意到，任總用西門子舉例，“比如說西門子，將機械、電氣、電子、工藝、結構、材料、熱能等多學科能力整合到了一個統一的軟體平臺上，產品和工藝的設計、開發、試製驗證都可以在這個平臺通過數字化手段完成，節省大量重複性工作。並且在西門子數字化轉型過程中得到了充分檢驗，我們就可以借鑑德國的工藝流程，直接應用其工業軟體。”

2、3月29好，阿里雲宣佈5年連線裝置100億。我和他們溝通對接過，個人認為阿里雲連線供應鏈和物流可能比較擅長，要連線車間、連線產品研發部分，沒有類似西門子數字化技術，是不可能的。

3、3月24日，“兩會”後展開的中國發展高層論壇上，西門子全球CEO凱撒先生髮言，“提高“中國製造”的質量可能會在中國乃至全世界產生巨大的積極影響。而提高質量的唯一方法就是實現數字化製造。”他特別強調“唯一”，因為在人工成本提高了之後，向數字化要精益，向數字化要質量，是唯一途徑。

因此，西門子數字化的策略，就是利用西門子強大的電氣化、自動化、工業數字化背景，協助製造業客戶，在設計、製造、使用價值鏈的全部環節融合虛擬和現實世界，為客戶創造價值，更快的創新，更好的質量，更高的效率，永恆的主題。

二、HOW？西門子的應對製造業數字大勢的戰略舉措

西門子十多年前就認識到製造業數字化的大勢，積極佈局，從2007年開始，展開了一系列併購，10年投入100億美元，併購機械、電子、軟體、電磁、復材、工藝設計、模擬和資料管理工具，

形成了世界最全，最大，最強的工業軟體技術組合。

並且，作為一個製造業企業，西門子自身積極推進數字化轉型。西門子的成果和效果在安貝格工廠，成都工廠樹立了全球標杆，估計大家都注意到了，沒有看到的話，請網上搜”西門子安貝格工廠“視訊，我也把連結發到會議的微信群中了。

西門子數字化背後是一個大生產體系架構，用”四樑八柱“的說法，她有一根大梁，三根柱子，一個基座。

”一根大梁“就是以客戶為中心的互動系統。西門子雖然戰略上退出了B2C業務，專注於2B業務，我們也為2B使用者提供以線上線下相結合的使用者體驗，並以此重構我們的商業模式。

”三根柱子“，是新研發模式，新精益生產，新管理決策模式。新研發模式，就是大量採用建模和模擬，利用多物理場（機械，熱，電子，電氣，電磁等等），多層次（從有限元網格，零件部件，系統，整機，系統之系統等）數字化雙胞胎。新精益生產，就是Lean@Digital，全面從數字化要精益；新管理角色模式，在公司各個層面各個職能，大力推進基於實踐，基於資料的自動決策。

”一個基座“是新工藝。在延續西門子傳統優勢，高階數控之外，西門子大力投資先進機器人，和清華大學合作打造機器人開放平臺；併購了英國增材製造公司Materials Solutions，並且在我們自己的工廠，如燃氣輪機葉片，得到廣泛應用。

有了這個大生產體系架構之後，我們如何向智慧製造和工業4.0的願景演進？開個玩笑，做為”工業4.0“”原教旨主義者“，我堅持”工業4.0“的狀態，是2013年德國發布的白皮書上定義的社會化大生產網路生態的一個狀態。我們至少需要三個階段的努力，才能達到。

第一階段，預測性維護。這是現在做得比較多的，也是容易落地的，出效益的。

還是基於賣產品的模式，對售後維修維護，利用數字化技術進行增強，優化。例如3D維修互動作業指導書，數字化診斷，數字化維修排程等等。

在此階段，西門子也實踐了20多年，例如燃氣輪機，高鐵，連鑄連軋，風電場的維修維護和排程等等。

第二階段，結果經濟階段。俗稱”賣產品變賣服務“，”對賭“業務模式。

只有你對你的產品執行情況，什麼時候失效，什麼時候需要維護，瞭如指掌之後，你才有信心去承諾服務水平，和你的客戶”對賭“，簽署所謂PBC，Performance Based Contract。西門子部分業務已經給客戶這樣的選擇，例如CT，高鐵，燃氣輪機等。

只有社會主流工業企業都開始採用PBC，進入結果經濟時代，才有可能開始”工業4.0“的狀態，軟體工程SOA的思路可以應用於製造業，軟體定義製造業，就是服務化，就是產品執行都變成了一個個”服務“，可以用軟體的方式進行編排orchestrate，一個自運轉，自由化的工業大生產才有可能帶來，進入理想的第三階段——工業4.0生態網路。

第三階段，工業4.0，工業網際網路正式全面鋪開，成為社會主流。

這樣的工業社會，想象空間很大，但是我無法預測。只能猜測。如何暢想？我這裡提一個方向。

估計大家都讀過兩本經典泰勒的《科學管理》和KK的《失控》。

如果你把兩本書一起讀，就能感覺到這個轉型的力度之大，整個工業體系需要重新設計。為什麼這麼講？

因為，傳統工業體系是建立在社會分工，專利，技術祕密的基礎之上，而網際網路是建立在開放，開源，自由的基礎上。例如，滴答只有18元人民幣，就能策反使用者從滴滴改用滴答，但是工廠和設計資料，你倒貼也未必有人願意分享出來，這需要觀念，體系的巨大變化，需要時間，一個一個產品，一個一個行業來推進。

但是，一旦建成，可以想象，“雙創”，萬眾創業，大眾創新的大好局面就會真正到來。

三、WHAT？關鍵技術

要實現前面的三個階段，相應地，需要從點，線，面三個層次的技術，

點的層面，數字化雙胞胎。豐富產品系統和生產系統的建模和模擬，逐步提高置信度fidelity。大資料和人工智慧可以在專業層面開始應用。

線的層面，數字神經。聯通產品和工廠到研發部分，全面掌控產品的執行資料。大資料和人工智慧可以在企業層面開始應用，商業模式的創新，支援結果經濟。

面的層面，工業雲。全社會層面應用大資料和人工智慧。

西門子，和願意和大家一道，共同邁進工業4.0時代！

謝謝！

人工智慧賽博物理作業系統

AI-CPS OS

“人工智慧賽博物理作業系統”（新一代技術+商業作業系統“AI-CPS OS”：雲端計算+大資料+物聯網+區塊鏈+人工智慧）分支用來的今天，企業領導者必須瞭解如何將“技術”全面滲入整個公司、產品等“商業”場景中，利用AI-CPS OS形成數字化+智慧化力量，實現行業的重新佈局、企業的重新構建和自我的煥然新生。

AI-CPS OS的真正價值並不來自構成技術或功能，而是要以一種傳遞獨特競爭優勢的方式將自動化+資訊化、智造+產品+服務和資料+分析一體化，這種整合方式能夠釋放新的業務和運營模式。如果不能實現跨功能的更大規模融合，沒有顛覆現狀的意願，這些將不可能實現。

領導者無法依靠某種單一戰略方法來應對多維度的數字化變革。面對新一代技術+商業作業系統AI-CPS OS顛覆性的數字化+智慧化力量，領導者必須在行業、企業與個人這三個層面都保持領先地位：

1. 重新行業佈局：你的世界觀要怎樣改變才算足夠？你必須對行業典範進行怎樣的反思？

2. 重新構建企業：你的企業需要做出什麼樣的變化？你準備如何重新定義你的公司？

3. 重新打造自己：你需要成為怎樣的人？要重塑自己並在數字化+智慧化時代保有領先地位，你必須如何去做？

AI-CPS OS是數字化智慧化創新平臺，設計思路是將大資料、物聯網、區塊鏈和人工智慧等無縫整合在雲端，可以幫助企業將創新成果融入自身業務體系，實現各個前沿技術在雲端的優勢協同。AI-CPS OS形成的數字化+智慧化力量與行業、企業及個人三個層面的交叉，形成了領導力模式，使數字化融入到領導者所在企業與領導方式的核心位置：

1. 精細：這種力量能夠使人在更加真實、細緻的層面觀察與感知現實世界和數字化世界正在發生的一切，進而理解和更加精細地進行產品個性化控制、微觀業務場景事件和結果控制。

2. 智慧：模型隨著時間（資料）的變化而變化，整個系統就具備了智慧（自學習）的能力。

3. 高效：企業需要建立實時或者準實時的資料採集傳輸、模型預測和響應決策能力，這樣智慧就從批量性、階段性的行為變成一個可以實時觸達的行為。

4. 不確定性：數字化變更顛覆和改變了領導者曾經仰仗的思維方式、結構和實踐經驗，其結果就是形成了複合不確定性這種顛覆性力量。主要的不確定性蘊含於三個領域：技術、文化、制度。

5. 邊界模糊：數字世界與現實世界的不斷融合成CPS不僅讓人們所知行業的核心產品、經濟學定理和可能性都產生了變化，還模糊了不同行業間的界限。這種效應正在向生態系統、企業、客戶、產品快速蔓延。

AI-CPS OS形成的數字化+智慧化力量通過三個方式激發經濟增長：

1. 創造虛擬勞動力，承擔需要適應性和敏捷性的複雜任務，即“智慧自動化”，以區別於傳統的自動化解決方案；

2. 對現有勞動力和實物資產進行有利的補充和提升，提高資本效率；

3. 人工智慧的普及，將推動多行業的相關創新，開闢嶄新的經濟增長空間。

給決策制定者和商業領袖的建議：

1. 超越自動化，開啟新創新模式：利用具有自主學習和自我控制能力的動態機器智慧，為企業創造新商機；

2. 迎接新一代資訊科技，迎接人工智慧：無縫整合人類智慧與機器智慧，重新

   評估未來的知識和技能型別；

3. 制定道德規範：切實為人工智慧生態系統制定道德準則，並在智慧機器的開

   發過程中確定更加明晰的標準和最佳實踐；

4. 重視再分配效應：對人工智慧可能帶來的衝擊做好準備，制定戰略幫助面臨

   較高失業風險的人群；

5. 開發數字化+智慧化企業所需新能力：員工團隊需要積極掌握判斷、溝通及想象力和創造力等人類所特有的重要能力。對於中國企業來說，創造兼具包容性和多樣性的文化也非常重要。

子曰：“君子和而不同，小人同而不和。”  《論語·子路》雲端計算、大資料、物聯網、區塊鏈和 人工智慧，像君子一般融合，一起體現科技就是生產力。

如果說上一次哥倫布地理大發現，擴充的是人類的物理空間。那麼這一次地理大發現，擴充的就是人們的數字空間。在數學空間，建立新的商業文明，從而發現新的創富模式，為人類社會帶來新的財富空間。雲端計算，大資料、物聯網和區塊鏈，是進入這個數字空間的船，而人工智慧就是那船上的帆，哥倫布之帆！

新一代技術+商業的人工智慧賽博物理作業系統AI-CPS OS作為新一輪產業變革的核心驅動力，將進一步釋放歷次科技革命和產業變革積蓄的巨大能量，並創造新的強大引擎。重構生產、分配、交換、消費等經濟活動各環節，形成從巨集觀到微觀各領域的智慧化新需求，催生新技術、新產品、新產業、新業態、新模式。引發經濟結構重大變革，深刻改變人類生產生活方式和思維模式，實現社會生產力的整體躍升。

產業智慧官  AI-CPS

用“人工智慧賽博物理作業系統”（新一代技術+商業作業系統“AI-CPS OS”：雲端計算+大資料+物聯網+區塊鏈+人工智慧），在場景中構建狀態感知-實時分析-自主決策-精準執行-學習提升的認知計算和機器智慧；實現產業轉型升級、DT驅動業務、價值創新創造的產業互聯生態鏈。

長按上方二維碼關注微信公眾號： AI-CPS，更多資訊回覆：

新技術：“雲端計算”、“大資料”、“物聯網”、“區塊鏈”、“人工智慧”；新產業：“智慧製造”、“智慧金融”、“智慧零售”、“智慧駕駛”、“智慧城市”；新模式：“財富空間”、“工業網際網路”、“資料科學家”、“賽博物理系統CPS”、“供應鏈金融”。

官方網站：AI-CPS.NET

本文系“產業智慧官”（公眾號ID：AI-CPS）收集整理，轉載請註明出處！

版權宣告：由產業智慧官（公眾號ID：AI-CPS）推薦的文章，除非確實無法確認，我們都會註明作者和來源。部分文章推送時未能與原作者取得聯絡。若涉及版權問題，煩請原作者聯絡我們，與您共同協商解決。聯絡、投稿郵箱：erp_vip@hotmail.com