制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型最好的選擇是什么

制造企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型應(yīng)該從哪里開始？是從已經(jīng)數(shù)字化程度已經(jīng)比較高的管理部分開始，還是從數(shù)字化程度較低的車間設(shè)備、物料、操作端開始？

顯然，如果僅僅在管理端實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，相對(duì)于原有的ERP，MES等管理軟件不會(huì)有太大的變化，數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)際上也就無(wú)法深入下去。

只有從工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的人機(jī)料法環(huán)等最基本的生產(chǎn)要素入手，將這些生產(chǎn)要素?cái)?shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化，才能真正促進(jìn)工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和未來(lái)工業(yè)互聯(lián)的實(shí)現(xiàn)。

生產(chǎn)要素網(wǎng)絡(luò)化的難點(diǎn)

對(duì)于工業(yè)基本生產(chǎn)要素的網(wǎng)絡(luò)化，目前很多工業(yè)企業(yè)在大多數(shù)場(chǎng)景下都采用網(wǎng)關(guān)將它們接入網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。這種方式看起來(lái)確實(shí)是將基本的生產(chǎn)要素聯(lián)網(wǎng)了，但是這些數(shù)采的信息也只能用于管理層，頂多算是讓管理層多了解了一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的信息。所以，本質(zhì)上這些連接的目標(biāo)仍然是管理層軟件。

而且由于采用設(shè)備直接聯(lián)網(wǎng)的方式接入管理層，往往帶來(lái)很多副作用，比如設(shè)備網(wǎng)絡(luò)必須與管理網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)采時(shí)間間隔的確定很難有明確的依據(jù)等等。

行之有效的管控一體化系統(tǒng)模型

真正將基本生產(chǎn)要素聯(lián)網(wǎng)的方法是直接進(jìn)行CPS的物理世界與信息世界的映射。

信息模型與物理模型之間應(yīng)該實(shí)現(xiàn)雙向互動(dòng)，既可以從設(shè)備獲取數(shù)據(jù)，也可以對(duì)物理設(shè)備進(jìn)行控制。這樣的系統(tǒng)才能真正實(shí)現(xiàn)工廠的數(shù)字化。

當(dāng)然，完整的信息模型可能是非常復(fù)雜的，稱為數(shù)字雙胞胎。如果每個(gè)生產(chǎn)要素都要對(duì)應(yīng)一個(gè)完整的數(shù)字雙胞胎，先不說(shuō)目前的技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)，增加的成本也是工業(yè)企業(yè)肯定無(wú)法接受的。所以能夠?qū)崿F(xiàn)的信息模型必然是不完整的，僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)中基本的功能。

那么系統(tǒng)中最基本的功能是什么呢？就是要同時(shí)完成對(duì)物理設(shè)備的管理和控制，稱為管控一體化系統(tǒng)模型。

傳統(tǒng)工業(yè)走向智能化的橋梁：智能執(zhí)行層

如果只能實(shí)現(xiàn)管理模型，那么它的應(yīng)用也就僅限于管理層，如果僅實(shí)現(xiàn)控制模型或測(cè)量模型，那么它的應(yīng)用就僅限于執(zhí)行層。只有管控一體化系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)管理層和執(zhí)行層的對(duì)接，真正融合IT與OT系統(tǒng)。

這一層次應(yīng)該在傳統(tǒng)管理層與執(zhí)行層之間，是傳統(tǒng)工業(yè)走向智能化的橋梁，可以稱為智能執(zhí)行層。簡(jiǎn)單的網(wǎng)關(guān)或邊緣控制器很難實(shí)現(xiàn)這一目的，采用邊緣云平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方式是較為合理的。

它是以網(wǎng)絡(luò)化分布式系統(tǒng)為基礎(chǔ)的車間級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。這個(gè)邊緣云平臺(tái)應(yīng)該以同時(shí)具有實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)特性的物聯(lián)網(wǎng)為核心，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)外連接。由于它本身已經(jīng)是云平臺(tái)，容易與云端（公有云或私有云）連接，如果在云端帶有基于智能網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同生產(chǎn)系統(tǒng)，就可以真正實(shí)現(xiàn)跨車間、跨部門、跨地域，甚至跨企業(yè)的生產(chǎn)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

它也可以比較容易地與ERP，MES等管理軟件連接，甚至作為管理軟件的基礎(chǔ)運(yùn)行平臺(tái)。所以顯而易見(jiàn)，這個(gè)邊緣云平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)和部署是已存在的大量管理平臺(tái)和軟件實(shí)現(xiàn)賦能工業(yè)的基礎(chǔ)。

工業(yè)未來(lái)航標(biāo)：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣云平臺(tái)

軟件的互聯(lián)有很多困難，尤其在工業(yè)軟件類型較多，又沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的情況下。為了避免信息孤島，邊緣云平臺(tái)應(yīng)采用模型化方式表示數(shù)據(jù)。模型化的數(shù)據(jù)的描述能力和表達(dá)能力較強(qiáng)，可以比較容易地與各種軟件系統(tǒng)對(duì)接。模型化應(yīng)該是這個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣云平臺(tái)的核心概念。所有的設(shè)備、軟件、人、操作、數(shù)據(jù)等在邊緣云平臺(tái)中都應(yīng)該以模型的形式存在。可以說(shuō)，這個(gè)建立在工廠車間的邊緣云平臺(tái)是在模型化的基礎(chǔ)上建立的智能化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，與傳統(tǒng)的自動(dòng)化平臺(tái)不同。它采用在開放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)獨(dú)立工作流程的方式，采用模型構(gòu)建虛擬生產(chǎn)線，并采用生產(chǎn)線管控的方法對(duì)虛擬生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)管理和控制。通過(guò)CPS系統(tǒng)的物理世界與信息世界的對(duì)應(yīng)關(guān)系，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)實(shí)世界的設(shè)備和生產(chǎn)流程。

因此它采用共享的平臺(tái)外加模型或多個(gè)模型的不同組合的方式實(shí)現(xiàn)實(shí)際的生產(chǎn)、管理、控制、監(jiān)控系統(tǒng)，由于共享平臺(tái)和大量已經(jīng)存在可以復(fù)用的模型，未來(lái)將會(huì)不斷降低實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)本身的成本。而應(yīng)該是基本免維護(hù)的，而且有利于非軟件人員編寫程序，將不同行業(yè)的知識(shí)數(shù)字化。

平臺(tái)的五個(gè)方面

概括起來(lái)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能邊緣云平臺(tái)可以從以下五個(gè)方面去理解：

一個(gè)目標(biāo)：

實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

二面提高：

采用軟件技術(shù)提高工業(yè)的集成度和柔性

采用工業(yè)生產(chǎn)的方式提高軟件的生產(chǎn)力

三方融合：

融合IT的先進(jìn)技術(shù)

融合工業(yè)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)

融合IOT的智能連接

四步循環(huán)：

將生產(chǎn)要素?cái)?shù)字化，將數(shù)據(jù)模型化，將模型網(wǎng)絡(luò)化，將網(wǎng)絡(luò)智能化

五像六不像：

像自動(dòng)化系統(tǒng)一樣實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)。不像自動(dòng)化系統(tǒng)一樣封閉，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣云平臺(tái)是可以擴(kuò)展，可以互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

像工廠車間老師傅一樣具有個(gè)性化的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。不像老師傅一樣難找難培養(yǎng)。

像數(shù)控系統(tǒng)一樣可以控制驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備。不像數(shù)控系統(tǒng)那樣追求高速度高質(zhì)量，而是采用網(wǎng)絡(luò)化的方式先實(shí)現(xiàn)基本控制功能，然后再逐步演化逐步發(fā)展。

像計(jì)算機(jī)和軟件系統(tǒng)一樣可編程。不像軟件系統(tǒng)以代碼為核心，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣云平臺(tái)以知識(shí)為核心。

像云平臺(tái)一樣提供服務(wù)和APP。不像云平臺(tái)的運(yùn)行和發(fā)展由IT團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)，而應(yīng)該是基本免維護(hù)的，而且有利于非軟件人員編寫程序，將不同行業(yè)的知識(shí)數(shù)字化。

不像IT系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程，邊緣云平臺(tái)模型化的開發(fā)方式是增量式，可發(fā)展的。