在物聯(lián)網(wǎng)的時代，制造業(yè)會如何轉(zhuǎn)型應(yīng)對？

在眾多的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，毋庸置疑其中一個很大的受益行業(yè)是制造業(yè)。在 2017年8月15日的IHS Markit物聯(lián)網(wǎng)研討會上，IHS Markit資深分析師Wilmer Zhou跟大家分享了題目為 ”制造業(yè)轉(zhuǎn)型： 一個全新的數(shù)字化制造世界”的演講，助您更好的了解制造業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)的時代的機(jī)會與挑戰(zhàn)。

制造業(yè)革命可以分成從1.0到4.0的四個階段。從工業(yè)1.0，以英國的紡織制造業(yè)為代表；到工業(yè)2.0：代表性的行業(yè)是汽車制造業(yè)；再到工業(yè)3.0：自動化和信息化的融合，自動化代表性的產(chǎn)品是工業(yè)機(jī)器人和PLC等自動化產(chǎn)品，信息化代表性的方案是ERP和MES等；再演變到現(xiàn)在的工業(yè)4.0： 代表性的 概念是CPS。不管是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還是工業(yè)4.0，都在探索未來的制造業(yè)發(fā)展路徑，比如從大規(guī)模制造向大規(guī)模定制發(fā)展， 從集中式的制造向分布式制造發(fā)展，還有制造業(yè)的服務(wù)化等等。我們不應(yīng)該被工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的定義所束縛，凱文凱利說過，屬于20年后最偉大的產(chǎn)品還沒有被發(fā)現(xiàn)。 同樣，我們目前對工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的所知估計(jì)也不超過20年后真實(shí)的工業(yè)4.0的5%。

工業(yè)4.0 時代的一些特征：

1. 更多更智能的傳感器被加裝到設(shè)備上；

2. 更緊密的連接：從工廠現(xiàn)場總線，工業(yè)以太網(wǎng)的連接到工業(yè)云的鏈接：

3. 工業(yè)大數(shù)據(jù)：工業(yè)大數(shù)據(jù)比消費(fèi)大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量更大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，實(shí)時性和精確性要求更高

4. 人機(jī)界面更加友好，更加人性化，很多消費(fèi)電子產(chǎn)品，比如PAD，智能手機(jī)和Google眼鏡在工廠得到應(yīng)用；

5. 人機(jī)協(xié)作：機(jī)器人從籠子里解放出來，與人一起協(xié)作；

前三次工業(yè)革命都是后來人總結(jié)的，而工業(yè)4.0是正在發(fā)生的現(xiàn)實(shí)。從技術(shù)上來說，從3.0 到4.0 更像是進(jìn)化而不是革命。設(shè)備更智能，連接更緊密，數(shù)據(jù)量更大，更加人性化， 更加友好等等，并沒有殺手級的應(yīng)用和顛覆性的技術(shù)。

只緣身在此山中，我們對正在發(fā)生的工業(yè)4.0 革命只感受到量變沒感受到質(zhì)變是非常正常的。工業(yè)3.0 向工業(yè)4.0的進(jìn)化，雖然技術(shù)上只是原有技術(shù)的融合和演化，但20年之后再回頭看實(shí)際效果，我們可能會發(fā)現(xiàn)工業(yè)4.0 是一場正在發(fā)生的革命。

傳統(tǒng)的工廠架構(gòu)和4.0時代的工廠架構(gòu)的區(qū)別：

1. 傳統(tǒng)自動化工廠的架構(gòu)是金字塔架構(gòu)；從底層傳感器，執(zhí)行器到各種設(shè)備，再到控制器，PLC，IPC，再上層是SCADA系統(tǒng)，最上層是工廠管理層，包括ERP和生產(chǎn)制造MES系統(tǒng);

2. 簡化來看，工業(yè)自動化可以分成三層架構(gòu)：現(xiàn)場設(shè)備層，控制通訊層和工廠管理層，這個三層架構(gòu)和物聯(lián)網(wǎng)的感知層，傳輸層和應(yīng)用層其實(shí)是類似的。在這個金字塔架構(gòu)中，各種器件通過PLC進(jìn)行控制，PLC再通過現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)，將信息和數(shù)據(jù)傳到云端。

目前，這樣的傳統(tǒng)架構(gòu)正在發(fā)生變化，第一個變化就是傳統(tǒng)的金字塔架構(gòu)正在網(wǎng)絡(luò)化和云化，一些功能比如SCADA已經(jīng)開始被集成到云端，這就是云計(jì)算在工業(yè)上的應(yīng)用。另外一個變化就是邊緣計(jì)算，越來越多的終端設(shè)備具備更強(qiáng)的計(jì)算能力；一些開放的協(xié)議，比如OPCUA和IO-LINK也開始大量運(yùn)用。

工業(yè)的工廠架構(gòu)從工業(yè)3.0到工業(yè)4.0的變化：

1．工業(yè)3.0時代，現(xiàn)場設(shè)備層計(jì)算資源有限，主要的計(jì)算資源集中在控制器端和工廠管理端， 而工業(yè)4.0時代，分布式控制的嵌入式系統(tǒng)，CPS系統(tǒng)有了更多的智能計(jì)算資源和邊緣計(jì)算能力；

2．控制層：3.0時代，流程工業(yè)由中央集中控制型的SCADA控制，而不同設(shè)備有廠商專屬的的通訊協(xié)議，設(shè)備之間有不同陣營的通訊協(xié)議，設(shè)備之間，產(chǎn)線之間的互操作性很差；工業(yè)4.0 時代有更加開放的總線協(xié)議， 比如OPC UA和 IO Link， 支持實(shí)時的，互操作性更強(qiáng)的， 更加安全的傳感器和云連接；

3．工廠管理層： 3.0時代數(shù)據(jù)收集上來需要人再做判斷和決策，而4.0 時代，數(shù)據(jù)收集上來后，因?yàn)樵O(shè)備和系統(tǒng)具備自適應(yīng)，自決策，自判斷等能力，人工智能可以對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析判斷；工業(yè)3.0時代的 IT 和OT 是分開的， 很難連接的， 設(shè)備之間是信息孤島，工序之間的數(shù)據(jù)流動有斷層， 部門之間信息也很難共享。 從投入方式來看，工業(yè)3.0 主要是固定資產(chǎn)投入，工業(yè)4.0轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)營投入。

IHS Markit對于工業(yè)云和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在用戶端的使用情況作了一些調(diào)查?？蛻糇畲蟮膽n慮是網(wǎng)絡(luò)安全問題。比如，客戶會問公司的生產(chǎn)制造等重要數(shù)據(jù)信息放在第三方會安全嗎？客戶擔(dān)心的第二個問題是新瓶裝舊酒。 客戶會認(rèn)為所謂的工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和產(chǎn)品都是舊的，只是換了一個吸引眼球的新詞匯而已。廠商的目的只是換一種方式買產(chǎn)品，買設(shè)備，買解決方案而已。 這樣的想法有一定道理，對于我們正在進(jìn)行的智能制造項(xiàng)目和所謂的示范工程我們的確需要三思而后行。