變革：工業(yè)“智造”升級

　　“問渠哪得清如許，為有源頭活水來”。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向工業(yè)領(lǐng)域的深度滲透，正如源頭活水，激發(fā)了工業(yè)體系的創(chuàng)新活力，讓生產(chǎn)、運(yùn)營、管理、服務(wù)、上下游合作等各環(huán)節(jié)變得更加智慧化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化和節(jié)能化，實(shí)現(xiàn)了提高生產(chǎn)力、提升效率、增強(qiáng)靈活性等多方面的變革，并將進(jìn)一步促進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域的新增長。

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是全球工業(yè)系統(tǒng)與高級計(jì)算、分析、感應(yīng)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)連接融合的結(jié)果，強(qiáng)調(diào)人、數(shù)據(jù)和機(jī)器的彼此連接，是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動的智能互通平臺，有力地驅(qū)動了交通、能源、醫(yī)療等傳統(tǒng)工業(yè)及新興領(lǐng)域的發(fā)展。特別是整合了工業(yè)大數(shù)據(jù)之后，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更是重構(gòu)了生產(chǎn)模式和組織形式，帶來豐富多彩的想象空間。

　　一是生產(chǎn)管理，實(shí)現(xiàn)定制化大規(guī)模生產(chǎn)。借助產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和制造流程的重構(gòu)，運(yùn)用現(xiàn)代化信息技術(shù)、新材料技術(shù)、柔性制造技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)按訂單定制化生產(chǎn)，以大規(guī)模生產(chǎn)的成本和速度，滿足單個或小批量客戶的個性化需求。比如在現(xiàn)代化的汽車工廠里，一條生產(chǎn)線上可以同時(shí)生產(chǎn)不同車型、不同顏色、不同功能的汽車，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為柔性生產(chǎn)提供更加高效、可靠、經(jīng)濟(jì)的解決方案。二是資產(chǎn)和供應(yīng)鏈管理，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動優(yōu)化。工業(yè)生產(chǎn)中的生產(chǎn)工具、零部件等資產(chǎn)的庫存和使用信息能夠得以實(shí)時(shí)監(jiān)控；在龐大的供應(yīng)鏈體系中，優(yōu)化產(chǎn)品規(guī)劃、生產(chǎn)流程和庫存管理，避免出現(xiàn)供應(yīng)瓶頸、設(shè)備停機(jī)等危機(jī)。比如整合大數(shù)據(jù)分析的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，可提供虛擬供應(yīng)鏈管理，并與供應(yīng)商等供應(yīng)鏈上各環(huán)節(jié)形成聯(lián)動，縮短從用戶下單到商品交付的時(shí)間，降低每個供應(yīng)商、每個供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)的成本和庫存，有效地組織生產(chǎn)，更快地實(shí)現(xiàn)交付。三是流程管理，實(shí)現(xiàn)全程數(shù)字跟蹤和溯源。對于每個產(chǎn)品或組件進(jìn)行無縫跟蹤和數(shù)字溯源。比如物料從入廠、加工，到出廠，再到消費(fèi)者手中，每個節(jié)點(diǎn)組成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的鏈條，這對于食品監(jiān)管等意義重大。

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦予冷冰冰的機(jī)器以“智慧”，乃至“情感”，重構(gòu)了生產(chǎn)模式和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，還將醞釀出更多新模式與新業(yè)態(tài)。企業(yè)的“智造”轉(zhuǎn)型，是時(shí)代浪潮下的必然抉擇。

　　實(shí)踐：讓機(jī)器更智慧

　　在全球工業(yè)系統(tǒng)與開放的計(jì)算和通信系統(tǒng)彼此融合的大趨勢下，為了讓機(jī)器與機(jī)器、機(jī)器與人彼此連接和“對話”，西門子工業(yè)通訊和工業(yè)識別技術(shù)讓機(jī)器擁有了“生命”，賦予其思考、交流和識別的能力，從而讓機(jī)器更智慧，讓制造更智能。

　　工業(yè)通訊：機(jī)器的通用“語言”

　　工業(yè)通訊是工業(yè)的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，是機(jī)器之間對話的通用“語言”。在現(xiàn)代工廠中，借助有線和無線通訊手段，機(jī)器也可以“開口說話”，從而實(shí)現(xiàn)自動化、智能化、協(xié)同化的生產(chǎn)進(jìn)程。其中無線通訊方式包括3G/4G（移動通信技術(shù)）、WiMax（全球微波互聯(lián)技術(shù)）、NFC（近距離無線通訊技術(shù)）、WiFi(無線局域網(wǎng))、藍(lán)牙等技術(shù)。

　　工業(yè)通訊環(huán)境復(fù)雜、苛刻、多變，要求在安全、高效、穩(wěn)定、節(jié)省成本的同時(shí)，滿足傳統(tǒng)和新興產(chǎn)業(yè)的各種個性化創(chuàng)新需求。工業(yè)通訊方案主要應(yīng)用于如下領(lǐng)域：第一，現(xiàn)代工廠自動化通訊，需考慮作業(yè)溫度、電磁干擾等因素；第二，連接辦公網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)，這里起到承上啟下的作用；第三，煤礦、石化等危險(xiǎn)作業(yè)場所以及移動、旋轉(zhuǎn)等不便布線的環(huán)境，需更加靈活、穩(wěn)定、可靠的無線通訊技術(shù)。

　　機(jī)器之間的交流和“對話”，即數(shù)據(jù)的交換和傳輸，可以產(chǎn)生超乎想象的作用和價(jià)值。比如在現(xiàn)代化的汽車工廠的焊裝車間里，機(jī)械臂固定好頂蓋準(zhǔn)備焊接，需要通過工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)和電纜（工業(yè)有線通訊）“告訴”同伴，可以開始激光焊接了；到了總裝車間，吊具抓握車身到達(dá)指定位置后，軌道通過工業(yè)無線交換機(jī)（工業(yè)無線通訊）“通知”吊具，可以下降與底盤相連了。工業(yè)無線WIFI能解決移動設(shè)備不適合有線通訊的難題，當(dāng)工廠環(huán)境復(fù)雜，鋼架、墻壁等對無線信號有影響，沿移動設(shè)備鋪設(shè)漏波電纜，能保證信號穩(wěn)定強(qiáng)健，并避免與其他信號相互干擾。當(dāng)信號接收設(shè)備離開接入點(diǎn)覆蓋范圍，聯(lián)入新的接入點(diǎn)需要一定的切換時(shí)間。西門子快速漫游技術(shù)能夠在極短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)漫游切換，保證通訊暢通。

　　再比如在現(xiàn)代舞臺控制和游樂園等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)通訊方案的需求更為豐富嚴(yán)苛。于2014年12月20日成功首演的“漢秀”劇場憑借獨(dú)特的舞臺設(shè)計(jì)、宏大的工程規(guī)模和復(fù)雜的技術(shù)，已經(jīng)當(dāng)之無愧地成為世界頂級劇場。舞臺上三塊巨型屏幕，每塊面積超過70平方米，重約8噸，在巨型機(jī)械臂的控制下可以靈活舞動。與表演的內(nèi)容相配合，三塊屏幕可以在舞臺上的各個位置實(shí)現(xiàn)各種翻轉(zhuǎn)角度——有時(shí)是落地背景墻，有時(shí)是懸空屏，有時(shí)是天花板——而且能夠快速協(xié)同運(yùn)動。在極限狀態(tài)下，機(jī)械臂可以水平伸出近28米，轉(zhuǎn)眼間把大屏幕從舞臺后端推送到觀眾席跟前，其規(guī)模、幅度和速度只能用“震撼”來形容。在舞臺對面，是世界最大的室內(nèi)移動觀眾座椅臺。演出進(jìn)行到一定階段時(shí)，有2000個座席的觀眾座椅臺會拆分、旋轉(zhuǎn)、升降，從影院式觀眾席變成從三面圍抱原本隱藏在座椅臺下的水池，水上表演隨后展開。而連通控制器和驅(qū)動系統(tǒng)，支持大數(shù)據(jù)快速、穩(wěn)定傳輸?shù)恼腔诠I(yè)以太網(wǎng)的西門子PROFINET通訊網(wǎng)絡(luò)，其可做到25微秒的實(shí)時(shí)通訊，并且更為穩(wěn)定和抗干擾。

　　工業(yè)識別：機(jī)器的“火眼金睛”

　　隨著科技進(jìn)步，通過無線射頻識別技術(shù)（RFID）等，每個機(jī)器和設(shè)備都有自己的“身份證”，在機(jī)器之間進(jìn)行通訊和交互時(shí)，就可以識別與追蹤藏于其中的“身份”和“履歷”等信息。

　　創(chuàng)新識別技術(shù)，對于企業(yè)安全、高效生產(chǎn)具有重要意義，企業(yè)可獲得明顯競爭優(yōu)勢。工業(yè)識別技術(shù)的主要作用，一是識別移動數(shù)據(jù)存儲，在生產(chǎn)與分配鏈上獲得數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息流和物流的完善控制與優(yōu)化。二是驗(yàn)證識別，可對產(chǎn)品整個生命周期進(jìn)行追蹤、追溯。

　　近年來，我國各類食品安全問題廣受關(guān)注，毒奶粉、地溝油等社會事件嚴(yán)重?fù)p傷了消費(fèi)信心。比如奶制品，消費(fèi)者寧愿不遠(yuǎn)萬里地代購，如何讓消費(fèi)者放心購買奶制品成為困擾我國奶企的重要問題。而應(yīng)用RFID技術(shù)，可以追溯到奶制品的生產(chǎn)全程，讓消費(fèi)者清楚地看到每一步生產(chǎn)過程，可有效幫助消費(fèi)者建立信心。對于解決我國食品、藥品安全等問題不失為一計(jì)良策。再比如，在傳統(tǒng)的汽車生產(chǎn)工廠，利用標(biāo)簽和讀寫器，RFID使機(jī)械臂能識別不同型號車身，為其安裝不同的車門，使柔性“混線生產(chǎn)”成為可能，滿足消費(fèi)者的個性化需求，加速生產(chǎn)交付進(jìn)程。

　　打造智能化、數(shù)字化、自動化的工業(yè)通訊與交互，讓機(jī)器更智慧、更善交流、更具洞察力，可以幫助企業(yè)進(jìn)行工業(yè)“智造”全流程、全生命周期管理，創(chuàng)建更加靈活、高效的生產(chǎn)模式，并有效提升和延伸自我價(jià)值。

　　未來：安全、競爭和融合是主旋律

　　在智慧城市、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等快速發(fā)展的催化下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)描繪了可持續(xù)發(fā)展的廣闊前景。未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還將呈現(xiàn)三個發(fā)展趨勢：第一，信息安全。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整合了很多數(shù)據(jù)，需要強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)安全和系統(tǒng)方案，用來管理漏洞、敏感信息及知識產(chǎn)權(quán)，這是非常重要的方向。第二，競爭激烈。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)越來越普及，將有更多供應(yīng)商跟進(jìn)，產(chǎn)品也將更豐富，價(jià)格將隨之下降。第三，技術(shù)融合。有線、無線、工業(yè)識別、WiMax等各技術(shù)之間彼此融合，帶來更多、更具想象力的產(chǎn)品和應(yīng)用。

　　西門子將在三個方面持續(xù)發(fā)力，保持自身的領(lǐng)先優(yōu)勢。首先，在產(chǎn)品和技術(shù)方面始終引領(lǐng)創(chuàng)新。比如遠(yuǎn)程無線維修技術(shù)，利用遠(yuǎn)程無線（如3G、4G）技術(shù)，可通過手機(jī)聯(lián)入控制器，遠(yuǎn)程進(jìn)行機(jī)械臂故障排查和維修，使其他機(jī)械臂的通訊不受影響。再比如在2015年漢諾威工業(yè)博覽會（Hannover Messe 2015）上，西門子將展示創(chuàng)新項(xiàng)目——“輕松通訊”（Effortless Communication），其可簡化機(jī)器和工廠網(wǎng)絡(luò)的安裝、測試與升級。該項(xiàng)目成果可能被納入未來生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建與運(yùn)行中。其次，提供更高性價(jià)比的解決方案，滿足客戶多樣化的應(yīng)用需求，不只提供硬件，而是提供整個架構(gòu)和服務(wù)。最后，持續(xù)的資金投入、人力培養(yǎng)和資源整合。在各個區(qū)域和行業(yè)適應(yīng)和帶動行業(yè)，聚集工業(yè)和IT跨界人才，并整合第三方企業(yè)組織、大型集成商等資源，更好地為最終用戶服務(wù)。

　　在人們生活日漸富裕，而經(jīng)濟(jì)增長壓力、環(huán)境污染、食品安全等問題日漸凸顯的當(dāng)下，通過“智造”引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)升級，重組生產(chǎn)模式趨勢愈加顯現(xiàn)。無論重工業(yè)還是輕工業(yè)，大型企業(yè)還是中小企業(yè)都面臨著轉(zhuǎn)型及相應(yīng)軟硬件升級投入，但是中國制造向中國“智造”的華麗蛻變，將帶來效率提高、成本降低、節(jié)能減排等諸多益處，帶來幾何量級的業(yè)績增長，并帶動整個工業(yè)經(jīng)濟(jì)和工業(yè)競爭力的跨越式發(fā)展。

　　文/姚峻 程皞

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