關(guān)注掌鏈公眾號(hào)
洞悉物流供應(yīng)鏈
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近年來(lái)，“智能制造”成為制造行業(yè)的熱門(mén)詞匯，也成為推動(dòng)制造物流智能化發(fā)展的重要引擎。與此同時(shí)，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)的發(fā)展，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化和智能化為主要特征的智能制造與智慧物流成為發(fā)展方向。在今年的全國(guó)“兩會(huì)”上，“人工智能”被寫(xiě)入政府工作報(bào)告，“智能+”成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵詞，面向制造領(lǐng)域的智慧物流再次掀起蓬勃發(fā)展新浪潮。
一、聚焦一個(gè)系統(tǒng)：信息物理系統(tǒng)CPS
什么是“智能+”，我個(gè)人認(rèn)為“智能+”是智能基礎(chǔ)設(shè)施，把智能制造和智慧物流在新的智能化的基礎(chǔ)設(shè)施上重構(gòu)，用智能化的基礎(chǔ)設(shè)施支撐制造業(yè)與現(xiàn)代物流智慧變革，就是“智能+”。
那么，就智能制造與物流系統(tǒng)而言，智能基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)體系如何搭建?智能化基礎(chǔ)設(shè)施有那些特征?這是需要大家深入思考的問(wèn)題。今天我拋磚引玉，提出“智能+”的基礎(chǔ)架構(gòu)，我個(gè)人認(rèn)為制造業(yè)“智能+”的系統(tǒng)架構(gòu)可以用：一個(gè)系統(tǒng)、兩個(gè)聯(lián)網(wǎng)、三個(gè)集成來(lái)概括。
一個(gè)系統(tǒng)指的是信息物理系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)非常重要，如果把智能制造視作制造業(yè)的“大熔爐”，那么，最具點(diǎn)石成金魔力的智能化技術(shù)就是CPS(信息物理系統(tǒng))。無(wú)論是德國(guó)工業(yè)4.0、美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、還是中國(guó)制造2025的兩化深度融合戰(zhàn)略，其共同的核心均是CPS信息物理系統(tǒng)。
信息物理系統(tǒng)是支撐信息化和工業(yè)化深度融合的一套綜合技術(shù)體系，以“一硬、一軟、一網(wǎng)、一平臺(tái)”為核心技術(shù)要素，打造了狀態(tài)感知、實(shí)施分析、科學(xué)決策、精準(zhǔn)執(zhí)行的數(shù)據(jù)閉環(huán)。CPS的建設(shè)應(yīng)圍繞資源優(yōu)化是目標(biāo)、數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)是關(guān)鍵、工業(yè)軟件是核心、新型能力培育是主線(xiàn)、系統(tǒng)解決方案是重點(diǎn)，構(gòu)成了智能制造基礎(chǔ)設(shè)施的基石!
嚴(yán)格意義上將，把Cyber-Physical Systems翻譯成信息物理系統(tǒng)并不能完全體現(xiàn)原文含義，因?yàn)镃yber源自希臘語(yǔ)單詞Kubernetes，意思是舵手，該詞最初是“控制”的含義，現(xiàn)在該詞匯又具有網(wǎng)絡(luò)、信息、計(jì)算等多種含義。雖然把CPS翻譯成信息物理系統(tǒng)丟失了一些含義，但是翻譯成信息物理系統(tǒng)仍然是目前最好的翻譯了，也只能如此了。
信息物理系統(tǒng)指的是把信息世界與物理世界融合的系統(tǒng)，這個(gè)信息世界與物理世界一軟一硬融合的系統(tǒng)，集成了大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能等信息技術(shù)與機(jī)器人、自動(dòng)化、機(jī)器化、智能物件等物理實(shí)體的硬技術(shù)，二者融合構(gòu)成的系統(tǒng)，作為制造業(yè)底層的基礎(chǔ)支撐，就是智能制造的核心。
早期CPS只是一種技術(shù)思想，近年來(lái)CPS的技術(shù)架構(gòu)逐步成熟，2017年前后，中國(guó)也正式發(fā)布了CPS的白皮書(shū)，提出了中國(guó)關(guān)于CPS的技術(shù)架構(gòu)。大家搞智能制造一定要要關(guān)注這個(gè)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是工業(yè)4.0的核心，是“智能+”的基礎(chǔ)，也是制造業(yè)智慧物流的基礎(chǔ)，我們必須關(guān)注和聚焦這個(gè)系統(tǒng)。
二、推動(dòng)兩個(gè)聯(lián)網(wǎng)：物聯(lián)網(wǎng)與務(wù)聯(lián)網(wǎng)
推動(dòng)兩個(gè)“物聯(lián)網(wǎng)”建設(shè)，有朋友疑問(wèn)，怎么會(huì)有兩個(gè)物聯(lián)網(wǎng)?其實(shí)我講的兩個(gè)“物聯(lián)網(wǎng)”指的是：一個(gè)“IOT物聯(lián)網(wǎng)”和一個(gè)“服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)”。在智能制造中，這兩個(gè)“物聯(lián)網(wǎng)”是重要的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。
先說(shuō)的IOT，就是萬(wàn)物聯(lián)網(wǎng)，這是形成智能工廠里面的物品互聯(lián)，形成整個(gè)工廠的整個(gè)生產(chǎn)流程和整個(gè)物流的過(guò)程，生產(chǎn)的物流，包括供應(yīng)物流和銷(xiāo)售物流，都是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)連起來(lái)，這個(gè)物聯(lián)網(wǎng)非常重要，是制造業(yè)發(fā)展智能制造的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。
我們知道目前在電子商務(wù)領(lǐng)域，電子商務(wù)物流已經(jīng)開(kāi)比較重視IOT物聯(lián)網(wǎng)了，但是真正和最復(fù)雜的物聯(lián)網(wǎng)，我覺(jué)得是制造業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)。大家知道，我提出智慧物流理論，也是基于物聯(lián)網(wǎng)在物流業(yè)應(yīng)用于2009年正式提出的，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及應(yīng)用，推動(dòng)了智慧物流發(fā)展。
另一個(gè)“務(wù)聯(lián)網(wǎng)”指的是服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)。服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)是2007年歐盟在第七框架計(jì)劃(簡(jiǎn)稱(chēng)FP7)中最早提出的，作為未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)化社會(huì)的四大支柱，后來(lái)服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)也作為工業(yè)4.0的重要基礎(chǔ)。我們現(xiàn)在講制造業(yè)服務(wù)化，就需要把制造業(yè)從生產(chǎn)工廠全面延伸到服務(wù)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的全壽命周期管理。在產(chǎn)品的全壽命周期中，從售前的設(shè)計(jì)服務(wù)、定制服務(wù)、生產(chǎn)制造、物流配送等售前服務(wù)，到產(chǎn)品交付、產(chǎn)品安裝、產(chǎn)品使用指導(dǎo)與培訓(xùn)等售中服務(wù)，再到產(chǎn)品的維護(hù)、保養(yǎng)、管理、維修、回收等售后服務(wù)，以及創(chuàng)新出來(lái)的圍繞產(chǎn)品鏈的金融、信息等附加的創(chuàng)新服務(wù)，服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)就是把制造業(yè)的產(chǎn)品服務(wù)鏈接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造的產(chǎn)品全壽命周期管理，這個(gè)過(guò)程從產(chǎn)品一開(kāi)始出生一直到消亡都是通過(guò)服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)鏈接起來(lái)。
兩個(gè)“物聯(lián)網(wǎng)”是智能工廠架構(gòu)的基礎(chǔ)，如下圖所示：
總之，我們智能制造兩個(gè)最重要的聯(lián)網(wǎng)，一個(gè)是物聯(lián)網(wǎng)IOT，一個(gè)是服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)。服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)在發(fā)展最重要的趨勢(shì)，其中智能制造最重要的趨勢(shì)是制造業(yè)的服務(wù)化聯(lián)網(wǎng)趨勢(shì)，這就是我說(shuō)的兩個(gè)聯(lián)網(wǎng)。
三、實(shí)現(xiàn)三個(gè)集成：橫向集成、縱向集成與端到端集成
我認(rèn)為智能制造有三個(gè)集成，這三個(gè)集成是完全把產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，或者是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連起來(lái)的三個(gè)集成，主要是指縱向集成、橫向集成和端到端集成。
橫向集成指的是從客戶(hù)需求到完成產(chǎn)品生產(chǎn)和交付的橫向價(jià)值鏈流程的集成，涉及到供應(yīng)鏈，產(chǎn)品生命周期，財(cái)務(wù)等多個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的貫通。而這些集成在常規(guī)制造企業(yè)里面來(lái)看，本身又是圍繞ERP核心系統(tǒng)展開(kāi)的。核心仍然是在計(jì)劃，供應(yīng)鏈，財(cái)務(wù)，資產(chǎn)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
縱向集成指的是從ERP的計(jì)劃核心轉(zhuǎn)移到下次的執(zhí)行層，在轉(zhuǎn)移到底層以智能機(jī)器設(shè)備為主的物聯(lián)網(wǎng)控制層。實(shí)現(xiàn)計(jì)劃-》執(zhí)行-》控制的縱向集成打通。因此要實(shí)現(xiàn)這個(gè)可以看到核心已經(jīng)變化為PLM，MES，WMS，CIM，智能機(jī)臺(tái)控制程序間的數(shù)據(jù)集成和打通。而這些打通本身核心又是圍繞智能工廠展開(kāi)。
這兩個(gè)集成本身不是孤立的，而是橫向和縱向需要完全打通，縱向集成可以理解為我們橫向集成中的關(guān)鍵活動(dòng)節(jié)點(diǎn)，而這個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)本身最終落地執(zhí)行完成又需要縱向集成的密切配合。計(jì)劃需要傳達(dá)到執(zhí)行控制程序，而最終執(zhí)行控制的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息又必須實(shí)時(shí)的反饋回計(jì)劃系統(tǒng)，以進(jìn)行后續(xù)計(jì)劃的監(jiān)控和調(diào)整。
所謂端到端集成就是把所有該連接的端頭(點(diǎn))都集成互聯(lián)起來(lái)，通過(guò)價(jià)值鏈上不同端口的整合，實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、物流配送、使用維護(hù)的產(chǎn)品全生命周期管理和服務(wù)。通過(guò)端到端集成，客戶(hù)的需求和反饋可以直接與研發(fā)設(shè)計(jì)端相連，形成以產(chǎn)品為核心的互聯(lián)互通的業(yè)務(wù)閉環(huán)流程。過(guò)去，產(chǎn)品交付到用戶(hù)手上以后，產(chǎn)品的使用狀況、維修管理等環(huán)節(jié)與生產(chǎn)制造是分離的，信息是不及時(shí)不透明的。
我認(rèn)為，把信息物理系統(tǒng)作為底層基石，建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)，并以智能制造為核心實(shí)現(xiàn)縱向集成、橫向集成、和端到端集成，就構(gòu)建成了智能制造與智慧物流的基礎(chǔ)設(shè)施“智能+”
四、建設(shè)四化生態(tài)：數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化、智能化
關(guān)于“智能+”的生態(tài)，我個(gè)人認(rèn)為要通過(guò)四化來(lái)實(shí)現(xiàn)智能制造和智慧物流的生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)。
第一化，數(shù)字化。
全程數(shù)字化又稱(chēng)全產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)字化，做不到數(shù)字化我們談不到智能+，談不到整個(gè)行業(yè)發(fā)展。全程的數(shù)字化，起點(diǎn)是通過(guò)數(shù)字卵生技術(shù)，也有的叫數(shù)字雙胞胎技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)物理世界的數(shù)字化，這個(gè)大體上也有幾個(gè)過(guò)程：
第一個(gè)就是全程把硬件通過(guò)數(shù)字化實(shí)現(xiàn)物理硬件虛擬化，然后再用數(shù)字讓它可視化，可視化之后再進(jìn)行場(chǎng)景化，最后實(shí)現(xiàn)全程的數(shù)字化。然后再實(shí)現(xiàn)數(shù)字世界與物理世界融合，通過(guò)數(shù)字世界的優(yōu)化、計(jì)算、分析、預(yù)測(cè)，與全流程無(wú)縫銜接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字對(duì)制造與物流的賦能。用一句話(huà)概括就是一切流程數(shù)字化，一切數(shù)據(jù)流程化。
對(duì)制造業(yè)物流系統(tǒng)，我們可以把物流的技術(shù)裝備做數(shù)字虛擬化，進(jìn)行可視化物流，然后實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景化，最后實(shí)現(xiàn)全程數(shù)字化，賦能智慧物流。
第二化，網(wǎng)絡(luò)化。
這個(gè)網(wǎng)絡(luò)化一定是虛實(shí)結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)，具體是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把互聯(lián)網(wǎng)向物理世界延伸，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)，推動(dòng)AIOT在智能制造與智慧物流中的落地應(yīng)用;然后再大力推進(jìn)產(chǎn)品全壽命周期服務(wù)聯(lián)網(wǎng)，推動(dòng)制造業(yè)服務(wù)化，建立一個(gè)虛實(shí)結(jié)合，智能互聯(lián)的產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，推動(dòng)智能制造與智慧物流的信息傳輸體系建設(shè)。具體不再贅述。
第三化，自動(dòng)化。
做到網(wǎng)絡(luò)化之后，我們就需要通過(guò)物理世界的自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能制造與智慧物流的自動(dòng)執(zhí)行。我們講制造業(yè)，講無(wú)人化和自動(dòng)化，其實(shí)這些技術(shù)很早就實(shí)現(xiàn)了，制造業(yè)的無(wú)人化自動(dòng)化發(fā)展的非常早，不算新的技術(shù)。但是，在上述我所講的“智能+”基礎(chǔ)設(shè)施上在重構(gòu)自動(dòng)化系統(tǒng)，自動(dòng)化發(fā)展就進(jìn)入了新階段，即：自動(dòng)化執(zhí)行了系統(tǒng)的智能指令，裝上了“智能+”大腦，進(jìn)入了智能化階段。
“智能+”這個(gè)時(shí)代的自動(dòng)化首先強(qiáng)調(diào)的是柔性自動(dòng)化，柔性自動(dòng)化非常重要。傳統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)，雖然也能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和無(wú)人化作業(yè)，但是系統(tǒng)非常剛性，缺乏智能，極有可能物流場(chǎng)景有一些變化就不能適應(yīng)，甚至系統(tǒng)中某個(gè)電動(dòng)機(jī)故障就需要全系統(tǒng)停下來(lái)檢修，這樣的剛性自動(dòng)化系統(tǒng)，企業(yè)物流場(chǎng)景變化即不適應(yīng)，一個(gè)局部故障就帶來(lái)系統(tǒng)癱瘓，客戶(hù)把這種所謂智能化物流系統(tǒng)稱(chēng)之為這是智障物流。
目前，很多制造系統(tǒng)與物流系統(tǒng)，還沒(méi)有到智能化階段，應(yīng)該先追求柔性自動(dòng)化，這是是我們現(xiàn)在搞自動(dòng)化最重要的工作。
第四化，智能化。
我們做到了全程的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性自動(dòng)化，最后才能實(shí)現(xiàn)智能化，這個(gè)也是我們智慧物流的發(fā)展路徑，我們需要通過(guò)四化來(lái)搭建我們的智能制造與智慧物流系統(tǒng)生態(tài)。
我們通過(guò)一個(gè)系統(tǒng)，兩個(gè)聯(lián)網(wǎng)，三個(gè)集成把“智能+”搭起來(lái)，再通過(guò)“四化”把生態(tài)建起來(lái)，最后就能實(shí)現(xiàn)大會(huì)確定的主題“智能+生態(tài)”。
