未来的工厂

　　在未来的工厂中，一切都将被科技之光所照耀。在那里设计缺陷与停机事故、资源浪费与耗时怠工等状况都将成为历史，转而是技术与制造开发的绝对顶峰，囊括高新技术工具与高知人才们的完美协作。管理者与CIO们将数据与生产流程以无缝化方式加以结合；IT与制造部门的紧密协作也将为每台设备的每一次操作、每款刀具的每一次切割、每个组件的每一次运行，带来如同舞蹈般精妙的全局配合，和谐的画面会一扫过去制造业给我们心中留下的混乱印象。

　　这是个美好的梦想，也是对未来的期待。然而与幻想不同，智能化美梦实现的脚步远比我们预想的要更快。

　　位于德国安贝格的西门子电器车间就是智能化梦想的直观体现。在占地108000平方英尺、一尘不染的高科技设施当中，高效且高度数字化的智能生产设备通过协作为公司生产Simatic控制设备——这是一套定制化按需生产流程，产品本身拥有16亿个部件，且每年的衍生产品制造数量超过五万台。为了顺利完成生产任务，西门子公司需要采购来自250家供应商的约10000种原材料，并将它们在车间中制造成950种不同类型的产品。

　　面对几乎无穷无尽的参数指标以及难以处理的复杂供应链，传统工厂的生产水平远远达不到标准。而根据Gartner工业研究部门在2010年的调查显示，安贝格工厂中每一百万件产品中的残次品数量只有十五件，而且整条天价生产线的可靠性达到99%、可追溯性更高达100%。

　　西门子达成这一奇迹性成果的关键，同时也是指导未来智能化工厂运转的要诀，在于创建一套将大量技术方案整合在内、并以智能高效方式加以实现的严密体系。

　　智能化制造的决胜点

　　“智能化制造的未来取决于今朝。”西门子北美分公司工业部门CEO Helmuth Ludwig表。

　　“原先，工业生产流程中所包含的产品设计、生产规划、生产工程、生产执行以及服务等要素是以互不相关的方式独立进行，但今日新技术已将这些要素统一起来，并以令人振奋的方式整合成极为高效的生产能力。”他解释道。

　　在Ludwig看来，令安贝尔车间取得辉煌成功的主要原因在于将三种关键性制造技术集中在一起——产品生命周期管理（简称PLM）、制造执行系统（简称MES）以及工业自动化。“无论现代商用飞机、燃料型汽车还是效果出色的高尔夫球杆，PLM、MES以及工业自动化所使用的技术都能帮助制造厂商通过提升生产力并削减风险来最终实现顶级生产流程的发展目标。”

　　Ludwig补充道：“利用这些系统，成功的企业能够专注于如何缩短创新周期、提高运营透明度、通过推广知识储备改进个体生产效率并在动态环境中创建猜测机制以降低生产风险，”

　　具体来讲，西门子工业自动化部门总裁Raj Batra指出，制造业的发展方向在于从众多技术当中寻找完美的切入点，并最终将其整合为一套完整的生产系统。

　　要做到这一点，并不容易。Batra说道：“真正的问题在于如何在三种技术当中准确定义切入点，这是推动制造行业获得更高生产效率的关键所在。而要想实现这一目标，制造厂商需要根据自身实际需求从各类高科技工具中做出选择。”

　　物联网锦上添花

　　如今设备当中蕴含着大量嵌入式信息，但在Batra在看来，关键的问题在于是否能够获取这些信息，并利用信息将生产效率提升至超越过去的高度？是否能以实时方式获取诊断数据、中继器或者继电器的运行状态指标？

　　这个问题的答案就是物联网，过去十年来它正缓慢但却坚定地进入我们每个人的生活与工作环境。Zebra技术公司CEO Anders Gustafsson将其称为“接入设备的指数级爆炸式增长”。

　　根据Gustafsson的表述，物联网“基本上相当于来自物理资产的数字化反馈或者是虚拟反馈。如果经过合理运用，这些交互式设备将在物理世界与数字化环境之间形成新的结合点，从而允许软件应用程序。

　　这正是Ludwig与Batra所提到的获取那些一直隐藏在历史记录或者数据库当中的信息，并利用它们给生产流程带来改进。这类数据不仅会促进系统的智能化发展，更会加快真实世界中的状况反馈速度、进而提高决策效率。

　　“物联网是利用创新及协作手段推动尖端制造产业的典型代表，甚至是工业史上的一次颠覆性变革。”Ludwig说：“真实制造世界开始与数字化制造环境相融合，从而帮助企业以数字化方式制定规划、推进项目，最终准确掌控产品的整个生命周期以及生产设施。”

　　在安贝格车间中，这种数字与现实的融合使得产品与生产成为数字化制造流程的核心组成部分。正如Gartner报告中所描述的，“设施中广泛采用触控式人机交互界面（简称HMI），从而帮助用户以时间为指标衡量单一产品生产线甚至单一组件生产线中的生产效率。在这套机制的帮助下，管理者不仅能够准确把握生产绩效、同时也能通过超过四百个自动数据收集点对当前状况进行深入分析。”

　　这或许就是就是物联网的在制造业的真正价值所在。不过要将这套机制在智能化工厂当中全面铺开，从而真正实现生产效能在数字化领域的提升、让创新方案与数字化反馈成为推动生产效率的助力，还需要一套更为智能且足以承受新任务的坚实平台。“这就是工业互联网所扮演的角色。”Gustafsson表示。

　　时代的主旋律

　　最近有一篇《工业互联网：拓展思维与设备疆界》的报告引起了广泛的议论热潮，通用电气CEO Jeff Immelt在报告中陈述了工业互联网在未来工业世界及制造演变过程中将要扮演的重要角色，由此也将通用电气推向智能化设施决策的风口浪尖之中。

　　报告解释称，工业互联网将两大颠覆性革命的优势结合到了一起，即催生出无数设备、设施、方案组合以及网络体系的工业革命，以及近来刚刚兴起的将计算、信息以及通信系统加以整合的互联网革命。

　　综合各种议论来看，大多数人认为，“第三波工业革命就此拉开了序幕，这一轮“提高生产力、削减低效机制与浪费并强化人工生产体验的新浪潮”很可能给全球经济带来总值达十万亿甚至十五万亿美元的收益。”

　　据了解，工业互联网的全部潜力将在三大主要数字化元素——智能设备、智能系统以及智能自动化——与物理设备、设施、方案组合以及网络体系的融合过程中体现出来。当这一切成为现实，由生产力提升、成本下降以及浪费削减所带来的收益将迅速普及到整个工业经济体系当中。“保障生产力环节中的每一个细化领域将给个人与整体经济带来显著成效。”通用电气首席经济学家、这份报告的联合作者之一Marco Annunziata说。

　　如今，制造产业正在发生重大的变革，资产和设备变得愈发智能。“不仅仅是通用电气，所有工业企业不再只是由大型设备堆砌起来的机械巨兽。”Immelt表示，“我们每一个人都需要找到能够与分析、数据以及软件等以产品为核心衍生的数字化方案相对接的方式。这一切就发生在今天，整个工业产业都在向前挺进。”

　　回顾过去，制造业软件曾经经历了孤立系统时代，那时候各类系统彼此之间不存在交互活动，它们不会沟通、不会建立关系，这样的结构导致每位车间管理者根本无法将自己的当前绩效与其他管理者进行横向比较。通用电气智能平台部门制造业软件总经理Don Busiek表示，“随着工业互联网的出现，车间立刻拥有了与其它车间进行数据交互的能力，甚至可以通过便携式设备随时通过网络进行查看。如此一来，我们终于能够了解并比较不同企业以及不同生产线设备之间的绩效指标，能够通过各种智能化方式对车间进行日程结构调整，甚至能够在智能方案的帮助下对运行中的流水线实施变更。”

　　“对我来说，这就是智能化工厂的未来。——所有设备都将作为数据生成的端点，通过拆分在合适的时间根据用户的角色为其提供合适的信息。”

　　Travis Hessman

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