当这样的智能、连接、数据都无处不在时,设备和设备之间、人和人之间、物和物之间、人和物之间的联系就会越来越紧密。最终必然会出现一个系统连接另一个系统、小系统组成大系统、大系统构成更大系统的情况。对智能制造而言,这就是系统的系统。
我们该如何理解“系统的系统”呢?
以智能手机为例,每一台智能手机都是一个系统,而智能手机之间的互联又会形成更大的系统。智能手机的生产环节是一个集研发、生产、物流、销售、服务为一体的系统。当然,每台智能生产设备所组成的生产线、手机的供应商,以及主持手机生产制造的企业,也都是一个系统。而我们每一位使用智能手机的客户,把所有的信息都存储在企业的客户管理系统中。它能够实时感知、获取、评估、遴选、转化客户的需求……这些还只是与智能手机相关的众多庞杂系统的一部分,而智能制造,则是由这些不同系统所组成的大系统,即系统的系统。
在德国乃至全球,一个超复杂的巨大系统正在形成。车间里的机器(如一部智能手机),通过更新操作系统实现功能升级,通过工业应用程序实现各种功能即插即用,通过应用程序编程接口(API)不断扩展制造生态系统。
对于智能制造这个大系统,我们可以从智能产品、智能装备、智能生产、智能管理和智能服务这五个维度来认识和理解。
智能产品—与传统产品不同,智能产品是将传感器、处理器、存储器、通信模块、传输系统融入产品,使产品具备动态存储、感知和通信的能力,进而实现产品的可追溯、可识别、可定位。
例如,计算机、智能手机、智能电视、智能机器人、智能穿戴设备,都是物联网的“原住民”。这些产品自诞生起便是网络终端。而传统的空调、冰箱、汽车、机床、风机等则是物联网的“移民”。它们也正排着队等待连接网络世界。
智能装备—通过先进制造、信息处理、人工智能等技术的集成与融合,可以形成具有感知、分析、决策、执行、自主学习等自组织、自适应功能的智能生产系统,以及网络化、协同化的生产设施。
在工业4.0时代,装备智能化的进程可以在两个维度上进行:单机智能化,以及单机设备的互联而形成的智能生产线、智能车间、智能工厂。这一进程将会随着信息通信技术创新应用的演进而不断深化。
智能生产—事实上,这是一种理想的生产系统。它能够智能地编辑产品特性、成本、物流管理、安全性、生产时间等要素,从而实现为不同客户进行最优化的产品制造。当生产过程中的每一个环节,都实现了传感、连接、计算、服务无所不在时,就意味着生产组织方式全面变革的时代来临了。
智能管理—如今,不同国家、不同行业、不同规模的企业都在不断探索个性化定制、极少量生产、服务型制造以及云制造等新业态、新模式。随着企业内部所有生产、运营环节信息纵向集成的不断深入,智能管理将不断提高企业数据的及时性、完整性、准确性。
智能服务—这部分是智能制造的核心内容。它可以通过捕捉客户的原始信息,在后台积累丰富的数据,为企业提供构建需求结构模型的基础;还可以进一步挖掘与身份、工作生活状态相关的隐性需求,从而主动为客户提供精准、高效的服务。
现在,越来越多的制造型企业已经意识到,从生产型制造向服务型制造转型的重要性。服务的智能化,既体现在企业如何高效、准确、及时地挖掘客户潜在需求并实时响应上,也体现在产品交付后对产品实施线上、线下的服务,并实现产品的全生命周期管理上。
中国版的工业4.0
无论听别人如何描绘风景的美丽,都不如自己实地去感受一番。工业4.0所带来的美好愿景,我们也不能仅停留在理论之上。作为中国建设制造强国的总体战略,“中国制造2025”也开始实施了,并确定“以体现信息技术与制造技术深度融合的数字化、网络化、智能化为主线”,开始实现由要素驱动向创新驱动转变,由低成本竞争优势向质量效益竞争优势转变,由生产型制造向服务型制造转变。
然而,向工业强国转型并没那么容易,需要具备雄厚的产业规模、优化的产业结构、良好的质量效益,以及持续的发展能力。根据最新数据显示,在主要工业化国家的制造业综合指数分布中,中国还处在第三方阵。
在目前国际政治格局不发生重大变化的前提下,综合考虑工业发达国家在其工业化进程各阶段的综合指数,以及中国的GDP增长率,我们要完全实现工业强国,还有很长的一段路,但我们可以先从地方切入。