五十个工业4.0经典术语点评

更新时间:2023-05-22 02:06:28 阅读: 评论:0

五⼗个⼯业4.0经典术语点评
正在中国⼯业界产⽣神秘的化学酶反应,成为⼀种全民情感综合症。犹如⽯激千层浪,它溅起的既有对传统⼯业成⾊的反思,⼜有对新⼯业要素的分析。我们要⽤⼀种历史的视⾓去审视各种概念的今世来⽣,才能更好地认识当下发⽣的⼀切。
本⽂精选了五⼗个词汇,进⾏简单导读和分析。⼀家之⾔,未必全然准确。不同看法,尽管评论和指正。
如何酿造葡萄酒1.Industrie 4.0⼯业4.0
点评⼀个最为耀眼的⼯业概念,似乎成为⼀切⼯业发展、信息化和互联⽹的概念总和。它将数字世界与物理实体进⾏⽆缝连接和互操作体系,形成数字的全流程回路,从⽽产⽣全新的数据增值体系。⼀向不擅长营销的德国⼈这次抢到了头彩,也引起了中国异乎寻常的追捧热情。德国⼯业似乎决定不仅仅墨守“德国制造”这个质量标签,⽽决⼼⾛向另外⼀个世纪。然⽽,这个概念除了成为著名的⾃⼰之外,真正的科技突破点并不是很⼤。这个⾛红概念的下⾯,是近⼏⼗年的设计、⽣产、制造、运维等先进管理思想和实践的综合。借助于中国政府的“互联⽹+”“中国制造2025”这样的⾦⼿指,⼯业4.0正在中国⼯业界产⽣神秘的化学酶反应,成为⼀种全民情感综合症。
2.CPS
Cyber-Physical System
赛博系统;或信息物理融合系统点评美国⼈2006 提出来的概念,当时并没有⽕起来,倒是被德国⼈改头换⾯,换成了⼤放异彩的“⼯业4.0”的核⼼理念。其基本核⼼是,虚拟与实体之间,也就是数字空间与物理实体之间,产⽣了连接、互动和映射。重要的是,⼆者之间可以互看见、互操作。
3.第三次⼯业⾰命
The Third Industrial Revoluton
点评
这⾥不是存⼼给⼯业4.0添堵,⽽是因为这个概念很重要。虽然它当下似乎并没有成为主流,但美国著名学者⾥夫⾦的这个概念的主要观点在西⽅发达国家的政府是⼤有市场的。其核⼼思想就是可再⽣能源与互联⽹相结合产⽣的共享经济模式。⽽在他后续的⼀本书中,⾥夫⾦对每⼀种伟⼤的经济模式提出都要具备三个要素:通信媒介、能源与运输系统。毫不费⼒地,你也可以对应出:通信互联⽹、能源互联⽹和物联⽹是新经济模式的核⼼。它最让⼈瞠⽬结⾆的结论是,将来分布式能源的成本⼏乎为零,这将颠覆⽣产制造的模式。
笔者推崇这个词有两个原因,⼀是中国制造2025不可能绕开能源互联⽹的问题,⽽⼯业4.0对能源⼏
乎缺乏考量;⼆是由于⾥夫⾦为欧盟德国政府和⾼企论坛,多次讲述第三次⼯业⾰命。德国学者听多了之后,难免⼼⽣启发,顺势+1提出第四次⼯业⾰命I4.0。这么腹⿊的想法,也不多说;但我们需要明确,⼯业4.0只是⼯业升级的⼀块⽯头。摸着往前⾛,河⾥或许还有很多。
4. APS
Advanced Planning and Scheduling⾼级计划与排程
点评这是⼀种典型的实时资源管理系统,其特点是同步、最优和实时化。当⽣产计划需求变化的时候,APS 就会同时检查能⼒约束、原料约束、需求约束、运输约束和资⾦约束等,这就保证了供应链计划在任何时候都有效。它主要是应对多变⽽灵活的需求计划下,如何采⽤最有⽅案来安排⽣产的⽬标。⼏乎接近了⼯业4.0对于个性化⽣产的要求。然⽽,数字化资源基础很差的企业,使⽤APS将会产⽣灾难性的误导。这个错误不在供应商,但可惜责难的板⼦,只能打在供应商⾝上。
5.CIMS
Computer Integrated Manufacturing System计算机集成制造系统
点评中国⼯业的信息化第⼀拨⼤规模的启蒙之路。信息化⾛进⼯业领域,并且似乎风⽣⽔起。但⼯业体系中的数字化表达与基于模型的构建能⼒,却并没有跟上。很⽆奈,这是⼀个失败的早熟⼉,造成
了⼯业化和信息化两个轮⼦严重不匹配,⼯业化落后了。在当今两化深度融合的主题中,⼯业化似乎仍然不得不要向信息化融合——然⽽信息化本来是为了解决⼯业化的效率⽽引⼊的。CIMS在上世纪九五和⼗五制造业规划的闪亮明星,⽰范项⽬遍地开花并被⼈寄予厚望——然⽽,它辜负了厚望。CIMS在德国进⾏的也不顺利,为此德国⼈进⾏了深刻的反思,然⽽我们似乎有点漫不经⼼地抹掉这段历史;在这⼗三五开局之年,同样闪红的烟⽕,⼜⼀次照亮当空。这个词语当下并⽆太多探讨的价值。但它的存在,本当是⼀⾯镜⼦,成为当下热炒智能制造的历史参照物。
6.GT Group Technology 成组技术点评早在1950s俄罗斯⼈提出,最后由德国发扬光⼤的⼀种技术,它成为有效解决⼩批量⽣产和⽣产最优化的⼯业⼯程理论。在当年制造业有着明确分管的机械部的带头组织下,我国GT技术曾经在80年代迎头跟上,⼀点不弱于国外的实践。成组技术⽆疑是柔性制造、定制化⽣产的基础核⼼,这⼀点在波⾳公司近年来最为浩⼤的数字化制造实践中被再次确认。中国成组技术研究曾经有过巨⼤的进展,但最近却是没落不堪的⼆⼗年。中国成组技术分会安静地位于⾸体南路⼩楼中⼀间拥挤的房间。黄⾦被埋在了尘⼟⾥,成组技术的研究和实践都被边缘化了。迟早有⼀天,我们需要回头重来——这是中国智能制造必须重新补上的⼀堂课。无线网关
7.MBD
Model-Bad Definition基于模型的产品定义
点评 MBD使得各种制造信息和设计信息共同定义到产品的三维数字化模型中。它不仅仅是三维尺⼨标注,更重要的是规范地定义了各种制造信息和产品结构关系(零件表)。美国是领头⽺,中国在这⼀⽅⾯,不能选错了突破⼝,德国不是这⽅⾯的先驱。
8.MBSE
Model-Bad System Engineering基于模型的系统⼯程
点评 MBSE是系统⼯程领域发展的⼀种基于模型表达和驱动的⽅法。实际上,这是解决复杂系统问题的唯⼀解决之道。它可以看成是模型驱动原则、⽅法、⼯具、语⾔的指导规范,从⽽实现学科交叉和规模化的复杂系统的实施。美国制造业的MBSE概念,从飞机制造开始扩散,正在逐渐成为企业的标配。这是数字化制造的全局思维,需要中国制造业好⽣消化和琢磨。
9.MBE Model-bad Enterpri基于模型的企业点评⼀个企业只有全部采⽤数字化解构的⽅式,重新梳理所有的资源,才能成为真正的数字化企业。这才是数字化⼯⼚、智能⼯⼚最为重要的考核体系。⽬前MBE在国外的发展,已经有了成熟度的衡量标准,⽽国内对此的认识仍然是刚刚开始。如果不能理解MBE,数字化⼯⼚就会被全⾃动化⼯⼚偷换概念,错失发展良机。
10.MRO Maintenance, Repair & Operations 维护、维修、运⾏
PHM Prognostics and Health Management 健康预测管理
点评 MRO通常是指在实际的⽣产过程不直接构成产品,只⽤于维护、维修、运⾏设备的物料和服务;PHM则更加强调资产设备管理中的软件监控,预测设备健康状况,提⾼运维效率。⼆者有很⼤的渊源。主动性运营和维护其实已经成为⼀些先锋企业的重要利润来源。事实上在⼯业4.0的体系中,这个价值表达得并不明显;⽽如果从⼯业互联⽹的⾓度去看待设备的运营,MRO、PHM都重新戴上“⼯业⼤数据”的光环,⼀时间成为⼤热点。⼤家会惊异地发现,这⾥是⼯业数据最容易流出来的地⽅。失联马航370的发动机,意外地成为MRO在线运维数据的焦点。GE未来15年内,将要向市场投放4万台发动机,这其中巨⼤的在线数据,将形成⽆垠的数据蓝海。
11.服务型制造业
点评这是从制造业⽣态系统的⾓度⽽发展出来的⼀个概念。其实就是⽤全⽣命周期的观点,重新审视了制造业的全过程,将以前跟⽣产相割裂的制造也前端、后端的售后服务重新进⾏连接。以前⼀般观点认为,产品的价值是在⼯⼚中创造出来的。然⽽随着制造业⽣态价值链的发展,前端的设计,后期的运营维护,甚⾄报废和回收,都呈现了全新的商业盈利模式。这个词本⾝,对国外会很陌⽣;但它所代表的含义,他们已经⾛得很远了,在Prognostic(预防性维护)和PHM(健康预测管理)领域,国外已经从数字化运维服务,发现了盈利颇丰的商业模式。⽽这些话题,对中国制造,还
PHM(健康预测管理)领域,国外已经从数字化运维服务,发现了盈利颇丰的商业模式。⽽这些话题,对中国制造,还存在着巨⼤的认识鸿沟。
三坊七巷简介值得⼀提是,服务型制造业已经成为中国制造2025的⼀个专项之⼀。这⾥⾯需要探讨的理论和实践,都是极具诱惑⼒的空间。
12.PDM
Product Data Management
产品数据管理点评所有企业都熟悉的⼀个概念,但⼏乎⼜被最⽆辜地被忽视。⽬前PDM就好⽐计划经济下的公社的粮仓,产品数据被混乱不堪地堆放在这⾥,其真正的魅⼒,从来没有被中国制造业所重视,如果PDM和BOM物料表的数字化特性不被唤醒,⼯业4.0没有机会得以实现。
13.PLM
Product Lifecycle Management产品⽣命周期管理
点评⼴义PLM系统(包括CAX)⽀持产品开发,是指从需求管理、产品设计、⼯艺仿真到制造的产品全程数据管理。这个概念被设计软件公司推⼴了很久,但实施起来仍然存在着很⼤的困难。⼤量信息
孤岛⽆法解决。这类技术,⼏乎全部掌控在国外三⼤软件公司⼿中;这还不是关键问题,要想管理好产品,企业⾃⾝必须有很好的⼯业表达式,⽽这不是软件所能解决的。要想实现⼯业4.0,如果PLM都不能打通,则可以说基本不及格。
14.BOM:Bill of Materials 物料清单表点评 BOM并不是简单指物料清单,⽽是包含⼀定的母⼦结构关系。BOM是制造业真正的DNA,其管理⽔平才区分先进制造业企业竞争⼒的核⼼指标。可惜的是,每个企业都熟练⽽低效地应⽤它,它的实际价值⼜被令⼈惊诧地忽视——⼤量的BOM表的流通,基本是割裂式处理,伴随着⼤量的⼿⼯处理,巨⼤的⼯业⼤数据财富藏在其中却动弹不了,好像⾦⼦镶嵌在砂岩⽯上。
15. SSPD Single Source of Product Data(逻辑相关的)单⼀数据源产品数据点评将被镶嵌在岩⽯⾥的数据黄⾦抠下来的唯⼀⼿段。波⾳公司1997年提出的信息化概念,随后⼗年的实践和推动,使得波⾳从2D图纸⽂档,彻底⾛向基于模型驱动的数字化企业。单⼀数据源受到的重视程度,除了航空业,并不是很⾼。
16.SysLM:System Lifecycle Management系统⽣命周期管理点评德国学者的新提法,为了强化系统管理的重要性,意在唤醒全系统的意识。传统的设计软件,往往都是孤⽴地管理机械、电⼦,嵌⼊式软件;⽽SysLM意在打通这些不同⼦系统的关系,更着眼于将产品的使⽤和运维的数据,进⾏实时反馈和统⼀化管理。这个提法⾜够强悍,但⽬前反响不够⼤。
17.Digital Thread 数字主线
点评最令⼈着迷的词语之⼀。作为⼏乎包办美国制造业创新发展的最⼤推⼿,美国国防部将数字主线做为数字化制造最重要的基础技术。其实波⾳公司已经在全⼒推进数据源的单⼀逻辑和前后交互的数字主线技术。可惜的是,这个技术⽬前国内探讨的太少。⼯业4.0过于耀眼的光芒,遮掩了中国数字化制造很多需要做的基础⼯作。
18.NNMI:National Network Manufacturing Innovation美国制造创新⽹络
点评 NNMI尼⽶是美国再⼯业化的真正战略发⼒点。它符合美国⼀贯的做法,那就是着眼于领先未来的竞争⼒。NNMI 最⼤的⽬的,就是要实现从科研到⽣产技术的成功转化,防⽌⼤量科研成果沦⼊死亡之⾕,以⾄于⽆法实现商业盈利。⽬前已经在能源、数字化制造、3D打印、轻型⾦属、⾰命纤维等各个领域展开,成为美国最⼤的产学研研究项⽬。以中国制造2025的跨度,NNMI尼⽶是⼀个更具有对标意义和贴⾝学习的好标杆。
19.GCE Global Collaborative Environment全球协同环境点评美国波⾳公司研制新机型的数字化⽹络协同框架,这是波⾳早在2004年就提出的全球协同研发制造的框架。⼗年后,波⾳⽤这种⽅法管理上万家供应商。在⼯业4.0的横向价值⽹络的体系中,没有⽐波⾳更了解供应商的价值了。
20.Horizontal Value Network横向价值⽹络Vertical Value Network 垂直价值⽹络
银饰氧化End to End Integration 端对端的集成
点评⼯业4.0的重要内涵,主要是对⼯⼚的边界提出全新的定义。德国⼯业4.0计划中提及的三个集成(横向集成、端到端集成和纵向集成),其本意就是要实现⽣产车间和⼯⼚边界的突破。纵向集成主要基于管理域和⽣产现场结合,这样可以⼤⼤提⾼⽣产的效率和柔性,更多基于内部⼯⼚资源的整合;⽽横向集成则是跨越了供应商的边界进⾏融合,形成了新的价值体系。在这⼀点上,跟波⾳打造供应商价值链的GCE(全球协同环境)⼀致,但波⾳已经在⼗年的实践中实现了这⼀价值的追求;端到端集成需要跨越⽣产资料供应商和销售⽹络的边界,甚⾄直接进⼊到消费者环节,⽤户可以获得更好的体验和服务。这是以⽤户需求驱动单元⽣产线(甚⾄单元机器)的巨⼤挑战。
21.TQCTotal Quality Control全过程质量控制点评⼤规模的引⼊,提⾼质量稳定性是⾮常重要的原因。在⼯业4.0时代,靠着机器⼈和智能终端的精准控制,TQC或将不再是成为棘⼿的问题。但中国制造业的当下,这却仍然是核⼼问题。对于德⽇制造⽽⾔,质量已经是过去式;⽽对于中国制造2025,这个问题还是烦恼源之⼀。
22.CE Concurrent Engineering 并⾏⼯程DFM Design for Manufacturing⾯向制造的设计
DFA Design for Asmbly⾯向装配的设计
不是风动不是幡动仁者心动
点评并⾏⼯程是⽬前国际上制造⼯程领域中重要的研究⽅向,它是⼀种思想和系统⽅法,以集成的、并⾏的⽅式,⼀开始的设计,就充分考虑制造过程,从⽽打破设计⾯与制造⾯,相互分离的局⾯。这种思路,对于理解CPS中虚拟与物理世界的交互,⾮常重要。
为什么说⼯业4.0本⾝其实包装了很多⼯业实践的概念?因此从并⾏⼯程的⾓度来看CPS,数字仿真替代物理试机,是⼀件很⾃然的事情。
中国英雄人物事迹
个人思想工作小结23.CDO Chief Digital Officer ⾸席数据官点评⼤名⿍⿍的CDO当然是GE的Ruh。这个从思科挖过来的副总裁,是GE寄予厚望的数字事业部的统率。他见证了⼯业互联⽹概念的提出和GE⼀系列数字化改造的⼤⼿笔动作。另外⼀个⼤名⿍⿍的耐克新设⽴了这个职务。他的名字并不重要,重要的是,做为最懂消费者之⼀的耐克公司,已经为⾃⼰的未来设定了布局。
当然,这并不是⼀个过热的职务,⽬前还显得过于前卫了。根据思略特公司2015年12⽉中⽂版报告,全球500强企业,2015年仅6%的企业设⽴CDO职位。
为什么将这样⼀个词⼊选,就是为了提醒“数字思维”的重要性。当然,中国的CIO发挥过多⼤的真正作⽤?CDO⼜当如何?
沙漠之恋24.Cognitive Computation 认知计算点评认知计算,是IBM给我们推出来的⼀个略有拗⼝的新概念。
跟以前其他⼤名⿍⿍的“电⼦商务”“智慧地球”相⽐较⽽⾔,理解这个词还是有门槛的,⾄少⽆法望⽂⽣义。它是深度学习、⾃然语⾔处理、云计算能⼒的结合,相对简单的参考词是语义计算,但它决不是AI⼈⼯智能。IBM这次决⼼⼀开始就把新概念商业化,沃森已经成为认知计算的代⾔⼈和商业⼯具。⽽认知物联⽹,俨然正在成为第⼆代物联⽹。
25.平⾏系统
点评这是中科院⾃动化所王飞跃教授在⼀直推⼴的⼀个概念,极具哲学意义。它的背景理论是很⾼深的,但表现却是平易近⼈地多样化。“未来⼀定有多个平⾏的你” ,听起来够不够刺激?然后你就⼤概能明⽩这个词的含义了吧。就⼯业4.0的⾓度来看待这个问题,既然数字世界能够重构⼀个物理世界,那么⼀个物理世界为什么不能被重构⼏次?这就给CPS 带来全新⽆限的可能性。

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