德國翻開了制造業(yè)走向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的新篇章

谷雨，是中國二十四節(jié)氣中春季的最后一個節(jié)氣，每年過了這個時候，我華夏大地都會呈現(xiàn)出一幅“楊花落盡子規(guī)啼”的暮春畫卷?？纱藭r德國的北方小鎮(zhèn)漢諾威，卻依舊時不時下起冰冷的細雨，不過這依舊阻不住世界各國制造業(yè)的同仁們不遠萬里欣然來此云集，共赴一年一度的全球制造業(yè)盛宴——HANNOVER MESSE（漢諾威工業(yè)博覽會）。
HANNOVER MESSE始終代表著世界制造業(yè)發(fā)展的風向標。遙想2013年也是在這個展會上 ，德國首次吹響了工業(yè)4.0的集結(jié)號，翻開了制造業(yè)走向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的新篇章。
回顧近三年
以“產(chǎn)業(yè)集成——探索未來”為主題的2016年HANNOVER MESSE，德美兩大全球工業(yè)技術(shù)先驅(qū)強強聯(lián)手，再度點燃第四次工業(yè)革命的圣火，以西門子為代表的數(shù)字化領(lǐng)跑者以落地的智能制造解決方案首次填補了一度被公眾所質(zhì)疑的理論與實踐之間的鴻溝，再次將工業(yè)4.0推向輿論之巔。
以“產(chǎn)業(yè)集成——創(chuàng)造價值”為主題的2017年HANNOVER MESSE，業(yè)界同仁越發(fā)立足于實際、更具有針對性地聚焦制造與能源企業(yè)痛點等特性，真正開辟世界制造業(yè)全面走向數(shù)字化的新紀元。這一年，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與生態(tài)系統(tǒng)的概念尚在襁褓之中，西門子圍繞其基于云的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)MindSphere所構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)便已經(jīng)初具規(guī)模。
今年HANNOVER MESSE的主題是“產(chǎn)業(yè)集成——連接與協(xié)作”。
又經(jīng)過一年的蕩滌與積淀，智能制造開始真正從概念走向落地，在探索與實踐中，業(yè)界的廣泛共識是，多方以多種形式連接，形成能夠通力協(xié)作的有機整體，方能更有效地應(yīng)對智能制造這種復(fù)雜系統(tǒng)工程。而筆者在今年的展會上的所見所聞，也恰恰印證了這一主題。
縱觀2018年HANNOVER MESSE，筆者認為至少有五大趨勢值得業(yè)界同仁關(guān)注：
從單兵作戰(zhàn)到生態(tài)系統(tǒng)整合
正所謂“孤掌難鳴”，似乎大家都越來越清楚地意識到，單憑一己之力，根本無法應(yīng)對數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求，更莫談實現(xiàn)智能制造與未來工業(yè)4.0愿景。
站在解決方案供應(yīng)商的角度，這種體會更加明顯。因此大家紛紛開始通過“合縱連橫”擴展自己的疆域，在具體的操作方法上，可謂八仙過海，各顯神通。
作為數(shù)字化制造領(lǐng)域的準全能選手，西門子基于自有軟硬件產(chǎn)品所打造的數(shù)字化解決方案，已然足以全面覆蓋離散、過程與混合行業(yè)。數(shù)字化雙胞胎技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)過程與后續(xù)增值服務(wù)環(huán)節(jié)的閉環(huán)應(yīng)用，能夠連接物理世界與數(shù)字虛擬世界，實現(xiàn)信息的雙向流動與持續(xù)反饋，為各行各業(yè)的客戶持續(xù)創(chuàng)造價值。

圖| 西門子數(shù)字化雙胞胎連接虛實兩界，并通過信息的雙向流動與持續(xù)反饋為客戶持續(xù)創(chuàng)造價值

但西門子仍然不愿就此止步，而是以MindSphere為中央樞紐構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)，與各領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)形成連接，對自身優(yōu)勢進行有效地支撐與補充，不斷充實和完善自己在數(shù)字化領(lǐng)域的綜合交付能力。

圖| 西門子基于MindSphere 構(gòu)建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)

甚至自己所在的優(yōu)勢領(lǐng)域，西門子仍不斷嘗試與合作伙伴展開創(chuàng)新合作，例如與中國本土電子行業(yè)系統(tǒng)集成龍頭企業(yè)博眾精工聯(lián)合展示的消費電子裝配解決方案，即是合作的典型代表。生產(chǎn)的數(shù)字化雙胞胎、AR、邊緣計算等應(yīng)用，都融匯于方案之中。

圖| 西門子與本次展會唯一中國合作伙伴博眾精工聯(lián)合展出的融匯“生產(chǎn)的數(shù)字化雙胞胎、AR、邊緣計算”等應(yīng)用于一體的電子裝配解決方案

作為西門子在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域合作伙伴，跨界巨人Microsoft圍繞Azure云構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)，顯然在謀求更大的布局，ABB、Schneider Electric、Rockwell AutomaTIon三大自動化巨頭同臺競技，這種組合站位，放之以往恐怕連想都不敢想，是生態(tài)思維，把它們連在了一起。

圖| Microsoft與ABB、Schneider、Rockwell等合作伙伴的聯(lián)合展臺，以基于Azure云的增值應(yīng)用為主

西門子的合作伙伴SAP，在延續(xù)去年風格的基礎(chǔ)之上，更加注重系統(tǒng)性，眾多合作伙伴圍繞制造業(yè)價值鏈的各個環(huán)節(jié)錯落分布，而SAP本身則表現(xiàn)得更像一個“串連者”。
構(gòu)建生態(tài)不一定非要靠大平臺不可，連接器領(lǐng)域的隱形冠軍HARTING為此做了最好的詮釋。HARTING以一款MICA（模塊化工業(yè)計算架構(gòu)），逐步向以“連接”為基礎(chǔ)的數(shù)字化增值服務(wù)與集成解決方案供應(yīng)商轉(zhuǎn)型。如今，圍繞MICA平臺構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)逐步形成，與40余家合作伙伴共同為能源、電動汽車、數(shù)控機床等領(lǐng)域提供服務(wù)，甚至也拓展到了預(yù)測性維護服務(wù)。

圖| 德國HARTING圍繞MICA構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)

從另一個角度講，連接與協(xié)作，除了更好地滿足客戶的需求，也是為了更有效地展開競爭與狙擊。例如Dassault Systèmes與Bosch共同打造的生產(chǎn)數(shù)字化雙胞胎解決方案，就是最好的詮釋。Phoenix與Eplan、Rittal的聯(lián)合數(shù)字化解決方案，也如出一轍。

圖| Dassault Systèmes與Bosch聯(lián)合打造的數(shù)字化雙胞胎解決方案，分別在6號館與17號館同步展出，5G技術(shù)也應(yīng)用于其中

類似的交叉站位不勝枚舉。在這個市場上，單打獨斗的越來越少，相比之下，兵團作戰(zhàn)，甚至生態(tài)系統(tǒng)級別的高維戰(zhàn)法越來越多。
從產(chǎn)品思維到系統(tǒng)架構(gòu)思維
為什么有的展臺門庭若市，有的展臺卻門可羅雀？
拋開跳艷舞、演雜技這種無聊的噱頭不談，根本原因是制造業(yè)從業(yè)者們?nèi)缃衩媾R越來越復(fù)雜的問題，段位越高的玩家，越關(guān)心“什么樣的頂層設(shè)計更能將數(shù)字化、智能化技術(shù)與自身業(yè)務(wù)模式匹配與結(jié)合并助推整體轉(zhuǎn)型升級？”、“什么樣的系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃能夠通過跨領(lǐng)域技術(shù)的有效融合達到優(yōu)化整體價值鏈目標從而全面提升企業(yè)綜合競爭實力？”、“用什么方法能夠解決關(guān)鍵環(huán)節(jié)的關(guān)鍵問題，同時不影響整體系統(tǒng)的運行效率？”。
換而言之，伴隨著制造業(yè)從業(yè)者的認知升級，愿意聽具體產(chǎn)品功能介紹的人，越來越少。
其實不僅僅是展會，筆者在日常工作中與客戶交流的時候，也面臨同樣的問題。對客戶講“我這有一大堆好東西，您看看您要點啥”的時代已經(jīng)過去，針對客戶的問題、痛點以及期望通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型達到的目標，以系統(tǒng)的視角為客戶提供整體的解決方案，才能有效滿足客戶需求。
西門子在工業(yè)自動化硬件與工業(yè)軟件領(lǐng)域具有很強的比較優(yōu)勢，卻并沒有就產(chǎn)品而論產(chǎn)品，而是針對于不同行業(yè)，聚焦企業(yè)全價值鏈，以提供咨詢規(guī)劃服務(wù)開始，為客戶量身定制頂層設(shè)計、整體系統(tǒng)架構(gòu)、各關(guān)鍵環(huán)節(jié)的具體解決方案，并以自身技術(shù)實力為支撐，通過持續(xù)的技術(shù)驗證確保方案的落地實施。其所面向的客戶行業(yè)從航空航天、汽車制造、電子裝配，到食品飲料，再到石油、化工，不一而足。

圖| 西門子在航空航天、汽車制造、增材制造、食品飲料、油漆涂料等行業(yè)的數(shù)字化解決方案，全面覆蓋從離散、混合、流程等各類行業(yè)

無獨有偶，Bosch將其應(yīng)用于制造業(yè)多個環(huán)節(jié)零散軟件功能打包命名為Nexeed，以系統(tǒng)視角審視制造企業(yè)整個OTD（Order to Deliver）鏈，幫助客戶實現(xiàn)從供應(yīng)鏈到生產(chǎn)再到物流的整個過程優(yōu)化。

圖| Bosch聚焦于OTD鏈的軟件組合

工業(yè)軟件巨頭達索并沒有單純地講述自己軟件功能，而是分15個步驟，從產(chǎn)線布局開始，沿著生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)執(zhí)行的步驟，一直講到工業(yè)云應(yīng)用。當然，其在設(shè)計、仿真等方面所能做的事情，全部貫穿其中，一個也沒有少。怎么樣，這個套路，是不是感覺似曾相識？
哪怕是傳統(tǒng)的傳動設(shè)備制造商，也已然開始向系統(tǒng)解決方案及綜合服務(wù)供應(yīng)商轉(zhuǎn)型，例如齒輪箱與減速機制造商SEW，如今已經(jīng)以供應(yīng)鏈與物流解決方案供應(yīng)商的形象出現(xiàn)。

圖| SEW輔助人工作業(yè)的物流解決方案

無論是傳統(tǒng)工業(yè)自動化企業(yè)跨界工業(yè)軟件，還是老牌軟件供應(yīng)商跨界制造，亦或兩者兼具的工業(yè)老司機，似乎大家都洞悉了市場發(fā)展趨勢，故而殊途同歸。
從楚河漢界到跨領(lǐng)域技術(shù)加速融合
2012年前后，筆者曾經(jīng)做過三年以上的競爭情報分析工作，其中一種分析方法叫做Benchmarking Analysis（即對標分析法，學名叫做定標比超分析法），這種方法講究找到與自己業(yè)務(wù)對應(yīng)的競爭對手業(yè)務(wù)，定義KPI進行對比分析。多年來，這項工作一直都非常有效，堪稱市場研究與戰(zhàn)略的基石之一。
但是后來到了2015年前后，發(fā)現(xiàn)越來越做不下去，為什么呢？因為大家的業(yè)務(wù)構(gòu)成越來越復(fù)雜，維度越來越多，縱橫交錯，以至于你根本沒法對標，即是勉強對上了，最后也會發(fā)現(xiàn)，你沒有輸給對標中的任何一個企業(yè)，但你仍然沒有顯著的增長，還在持續(xù)的丟市場份額，整體上越來越無法自恰，甚至到了最后，你連市場定義都很難，因為各領(lǐng)域彼此之間界限，變得越來越模糊，這是跨領(lǐng)域技術(shù)融合的結(jié)果。
數(shù)字化與智能制造加速了跨領(lǐng)域技術(shù)之間的集成與融合，OT領(lǐng)域的玩家向上延伸，IT領(lǐng)域的玩家向下延伸，不管自己原先處于什么位置，都在積極擴展自己的疆域，憑借自己的優(yōu)勢，去搶別人的飯碗。
Phoenix最早期的業(yè)務(wù)是接線端子，到如今已經(jīng)是從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺，到工程組態(tài)集成軟件平臺，再到PLC等工控產(chǎn)品一應(yīng)俱全了。
相比之下，海爾從傳統(tǒng)的家電業(yè)縱身跨越全價值鏈的生態(tài)系統(tǒng)級平臺與大規(guī)模定制化解決方案供應(yīng)商的轉(zhuǎn)變，則更加令人激賞。
被ABB收購的自動化領(lǐng)域隱形冠軍B&R，憑借自己在工業(yè)自動化領(lǐng)域多年的深厚積累，向下探索機器的智能化，例如任意軌跡的長錠子直線傳輸系統(tǒng)，向上則與華為等跨領(lǐng)域合作伙伴共同探索TSN + OPC UA的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

圖| 被ABB收購的B&R仍然以相對獨立的姿態(tài)出鏡漢諾威

華為作為中國民族企業(yè)的驕傲，這些年來更是日行千里，基于5G技術(shù)探索未來工廠通訊、從邊緣到云端，從平臺到應(yīng)用，全面布局工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)，聯(lián)想到前不久任總發(fā)布的總裁辦電子郵件中所提到的“從系統(tǒng)工程角度出發(fā)規(guī)劃華為大生產(chǎn)體系架構(gòu)，建設(shè)世界一流的先進生產(chǎn)體系”，華為進一步跨界無非只是時間早晚的問題。

圖| 華為重點展出了基于OceanConnect的車聯(lián)網(wǎng)解決方案、eLTE互聯(lián)工廠、TSN + OPC UA Testbed、5G技術(shù)的應(yīng)用等

雖然西門子在二十余年來持續(xù)迭代，一路走來，從傳統(tǒng)自動化硬件制造商，到如今縱向貫穿企業(yè)層、管理層、操作層、控制層直至現(xiàn)場層、橫向全面跨越從產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)執(zhí)行直至增值服務(wù)完整價值鏈但是在友商們的加速進步面前，仍然倍感壓力，因此也始終未敢止步。TSN、邊緣計算、人工智能、甚至對于區(qū)塊鏈在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，都在積極的探索之中。
筆者認為，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)智能制造，并向工業(yè)4.0愿景邁進的未來之路上，跨領(lǐng)域之間技術(shù)的融合，仍將不斷深化，并且是最可能產(chǎn)生或引發(fā)變革的源頭。
從追求無人化到科技以人為本
從工業(yè)4.0誕生伊始，“無人化”的喧嘩與躁動就從未停止，時至今日，筆者很欣喜地看到，“人”再次被提升到智能制造的核心位置。顯而易見，無論是今天的數(shù)字化，還是明天的智能化，都是為了更好地輔助人，而不是取代人。
展會現(xiàn)場上“爭奇斗艷”的協(xié)作機器人們，有效佐證了這一趨勢，高端玩家甚至已經(jīng)開始將人工智能技術(shù)融入其中。
Festo仿生機器人的現(xiàn)場秀固然搶眼，但在我眼里，更強大的其實是他們基于仿生學的理念，借助強大的傳感技術(shù)、電驅(qū)技術(shù)，結(jié)合虛擬現(xiàn)實與人工智能，打造的能夠跟隨模仿學習操作人員工作的運動軌跡完成生產(chǎn)作業(yè)的協(xié)作機器人，這種解決方案，遠比在預(yù)編程的情況下僅能完成固定路徑作業(yè)的機械手，高出不止一個段位。
Rethink的智能協(xié)作機器人Sawyer也毫無懸念的再一次震撼了我，同樣無需編程，能夠根據(jù)操作人員的手把手作業(yè)，在系統(tǒng)中自動形成編程程序，同時系統(tǒng)對機器人作業(yè)進行實時仿真，并對數(shù)據(jù)進行監(jiān)測與可視化，從而打造數(shù)字化雙胞胎。

圖| Rethink的智能協(xié)作機器人Sawyer

然而，出乎筆者意料的是，以往只存在于幻想中的智能協(xié)作機器人，居然出現(xiàn)在西門子的展臺上——西門子與KUKA聯(lián)合打造的Autonomous協(xié)作機器人。
這個表面看似稀松平常的解決方案，強大之處在于：機器人作業(yè)不但不需要編程，甚至不用人工手把手試教，而是由人直接對系統(tǒng)發(fā)布指令（例如：組裝某款產(chǎn)品），機器人可以通過機器視覺所“看到”的零部件的位置，自主規(guī)劃最優(yōu)工作路徑完成作業(yè)，在這個過程中，如果有人干擾了作業(yè)，比如更換了零件的位置，機器人會根據(jù)實際情況自主判斷，并重新規(guī)劃路徑，整個過程系統(tǒng)自動形成編程程序，數(shù)字化雙胞胎技術(shù)，實現(xiàn)虛實精準映射，持續(xù)積累數(shù)據(jù)，以便為未來系統(tǒng)進一步優(yōu)化做準備……
怎么樣？有沒有感覺“狀多智而近妖”？別害怕，它的存在，依然是為了根據(jù)人提出的指令，更好地輔助人工作業(yè)。脫離了人，機器甚至連存在的意義都會失去。
五從數(shù)據(jù)采集與可視化到
基于第五大能源的價值鏈延伸
針對于工業(yè)大數(shù)據(jù)，筆者清楚地記得去年圈內(nèi)廣泛熱議的話題是如何有效地完成數(shù)據(jù)采集，而如今已經(jīng)有一半以上的解決方案供應(yīng)商開始了數(shù)據(jù)可視化解決方案，不少高端玩家已經(jīng)開始嘗試利用數(shù)據(jù)為客戶創(chuàng)造價值，少數(shù)終極玩家甚至已經(jīng)給出了基于數(shù)據(jù)分析的高附加值服務(wù)。
顯而易見，無論是傳感器領(lǐng)域、工業(yè)自動化領(lǐng)域，還是互聯(lián)網(wǎng)、IT、通訊領(lǐng)域的玩家，都清楚地意識到“數(shù)據(jù)”這一被譽為世界第五大能源的價值所在，于是紛紛來此競技，希望通過數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)自身在價值鏈上的延伸，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的助力之下，這種價值鏈延伸的半徑被進一步拉長。

圖| 西門子、ABB、IBM + Mitsubishi、KUKA等多家廠商，均可基于設(shè)備數(shù)據(jù)監(jiān)測，提供預(yù)測性維護

事到如今，要么莫談大數(shù)據(jù)，一旦提起這個話題，如果你只給大家看幾個屏幕、幾頁PPT，那么無疑會被嗤之以鼻，甚至諸如設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與預(yù)警、預(yù)測性維護等服務(wù)，都已經(jīng)成為比較常規(guī)的“數(shù)字化服務(wù)”，基于數(shù)據(jù)的機器學習雖然被冠以人工智能的帽子，但單機效率的優(yōu)化，早已不算是獨門絕學，至少已經(jīng)通過SIDRIVE IQ將此付諸于實踐的西門子，并不將其視為自己的競爭優(yōu)勢。
在數(shù)字化服務(wù)方面，西門子已經(jīng)開始嘗試更高階的玩法，例如基于對自己的工廠積累的海量數(shù)據(jù)進行分析，實現(xiàn)整個電裝生產(chǎn)流程的過程診斷、改善點發(fā)掘與優(yōu)化，用數(shù)字化的技術(shù)手段來主推精益生產(chǎn)的實現(xiàn)。
李杰教授曾經(jīng)說過，傳統(tǒng)的大數(shù)據(jù)是發(fā)散的，而工業(yè)大數(shù)據(jù)是收斂的，重在聚焦。筆者認為，大數(shù)據(jù)在工業(yè)領(lǐng)域的下一步發(fā)展，將出現(xiàn)在基于對縱深行業(yè)工藝與知識的深度理解，針對具體目標定向精準抓取關(guān)鍵數(shù)據(jù)后，通過對特定KPI的分析，創(chuàng)造商業(yè)洞察。
仍然不足夠
制造業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化連接，促進了更廣泛的企業(yè)間協(xié)作，使智能制造生態(tài)系統(tǒng)不斷走向成熟，智能制造的多元性、復(fù)雜性與系統(tǒng)性，為跨領(lǐng)域技術(shù)的加速融合提供了溫床，人本理念讓智能化回歸本源，為冰冷的科技找回應(yīng)有的溫情，而在整個過程中，數(shù)據(jù)為我們源源不斷地提供動力。
凡此過往，皆為序章。
在可以預(yù)見的未來，制造業(yè)將在這五大趨勢的彼此融通與交互作用中羽翼漸豐，但與此同時，筆者仍然認為變數(shù)無疑是存在的，事實上眼下就已經(jīng)有很多黑應(yīng)用正在醞釀，例如可能打破傳統(tǒng)生產(chǎn)線概念的可重構(gòu)制造系統(tǒng)，仿生學與機器人、人工智能的結(jié)合，以及當前被市場廣泛熱議的工業(yè)區(qū)塊鏈，而這也恰恰是最具趣味與令人滿懷憧憬的，不是么？