由新華社《財經(jīng)國家周刊》、工信部國際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作中心主辦的第二屆中國制造2025（深圳）高峰論壇于2017年4月8-9日在深圳舉行。美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）技術(shù)工作組及架構(gòu)任務(wù)組聯(lián)合主席林詩萬出席并發(fā)言。
他表示，數(shù)字化對制造業(yè)的優(yōu)化主要在三個大的方面，第一個方面是對制造流程或者生產(chǎn)流程數(shù)字化的完善和深化。第二個是利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)實現(xiàn)和擴(kuò)大對生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品的連接。第三個是信息物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，計算和通訊技術(shù)在最小的單元組件里面與物理感應(yīng)的效應(yīng)深度融合在一起。
以下為演講實錄
林詩萬：尊敬的李毅中部長、尊敬的鐘志華校長、尊敬的夏林主任、尊敬的吳亮主任、尊敬的吳思康主任，各位尊敬的領(lǐng)導(dǎo)、專家、來賓，大家上午好！剛才李部長、鐘校長和吳主任對智能制造，特別是對深圳智能制造的目標(biāo)、挑戰(zhàn)和措施都做了十分透徹的分析，在政治和經(jīng)濟(jì)政策上做了宏觀的精辟的描述，我是做技術(shù)的，我就不談宏觀的東西，我選了一個比較技術(shù)一點的課題，為各位領(lǐng)導(dǎo)的發(fā)言做一個技術(shù)性的注解。
深圳提出要建立世界級的智能制造高地的目標(biāo)和舉措，我非常認(rèn)同，我也十分相信這個目標(biāo)一定能夠?qū)崿F(xiàn)。要實現(xiàn)這個目標(biāo)，制造業(yè)企業(yè)不僅需要對產(chǎn)品、生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新，并以客戶和市場需求來推動生產(chǎn)，而且也需要提升企業(yè)業(yè)務(wù)經(jīng)營和生產(chǎn)管理水平，優(yōu)化生產(chǎn)運(yùn)營，提高效率和績效，降低成本，保障持續(xù)性的發(fā)展。而數(shù)字化制造是實現(xiàn)智能制造的必由之路，最近工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)得到了廣泛的關(guān)注和重視，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在智能制造和數(shù)字化制造中是一個什么樣的關(guān)系？能起什么樣的作用？我很榮幸今天有這個難得的機(jī)會與他們一起探討這個問題，特別是從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)數(shù)字化進(jìn)程中的作用，及其在生產(chǎn)環(huán)境中的實施，與大家一起交流和磋商，希望能夠起到一個拋磚引玉的作用。所以也特別感謝論壇主辦單位對我的熱情邀請。
我們首先回顧一下工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心理念是什么。正如剛才李部長所強(qiáng)調(diào)的，信息技術(shù)對智能制造的關(guān)鍵作用。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以看作為是計算和通訊技術(shù)在工業(yè)系統(tǒng)環(huán)境更廣泛、更深入的應(yīng)用，也就是我們通常所說的，信息通信技術(shù)和生產(chǎn)運(yùn)營技術(shù)的兩化融合，把實體、信息、業(yè)務(wù)流程和人員連接起來，通過數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化決策，推動生產(chǎn)和運(yùn)營的智能化，高度優(yōu)化對設(shè)備和資源的使用，從而創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)成效和社會價值。
把設(shè)備連接起來，收集數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析，洞察設(shè)備和裝備的運(yùn)行狀況，并據(jù)此對設(shè)備的運(yùn)維進(jìn)行優(yōu)化，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價值的實例，在過去幾年已經(jīng)報道得很多，大家也非常熟悉，我這里列了幾個比較典型的案例，比如說采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，對石油開采設(shè)備實施遠(yuǎn)程監(jiān)測，避免停機(jī)和生產(chǎn)損失。又比如通過數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化風(fēng)葉的運(yùn)行，增大風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電量。還有通過數(shù)據(jù)分析確定輪船發(fā)電機(jī)的最佳工作模式，降低能耗等等。顯然這些都是在對生產(chǎn)出來的大型裝備部署以后的運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化的一些例子，但是同樣的方式也應(yīng)該適用于在工廠環(huán)境里面。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對設(shè)備的連接是基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)收集和分析是關(guān)鍵手段，而把分析所得到的信息用于做出最佳決策，優(yōu)化生產(chǎn)和運(yùn)營是最終的摩擦。所以我們講工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，很多時候談到連接、數(shù)據(jù)，但是很關(guān)鍵的一點是，我們必須對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從中得到有價值的信息，來幫助我們優(yōu)化生產(chǎn)過程。
數(shù)據(jù)分析包括大數(shù)據(jù)分析，在傳統(tǒng)的商務(wù)行業(yè)，比如金融、保險、市場分析，特別是電子商務(wù)中，已經(jīng)有多年的應(yīng)用和實踐，在消費者市場的營銷中已成了必不可少的技術(shù)。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造的興起和發(fā)展，工業(yè)分析也相當(dāng)于國內(nèi)通常所說的工業(yè)大數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)分析在工業(yè)產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，一些先進(jìn)的數(shù)據(jù)算法，比如說機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和AI在工業(yè)環(huán)境里面的應(yīng)用也具有加速發(fā)展之勢。
去年年底，德國的數(shù)字分析協(xié)會和物聯(lián)網(wǎng)分析機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布了一個對工業(yè)數(shù)據(jù)分析的調(diào)查報告，調(diào)查結(jié)果表明，大多數(shù)分析家和工業(yè)企業(yè)的決策者都很清晰地認(rèn)識到工業(yè)數(shù)據(jù)分析的重要性，認(rèn)為工業(yè)分析在未來的5年對其業(yè)務(wù)的發(fā)展極為重要，同時他們還認(rèn)為，設(shè)備的預(yù)測性維護(hù)是最重要的工業(yè)分析應(yīng)用，甚至超過有關(guān)客戶市場分析的應(yīng)用。
工業(yè)數(shù)據(jù)分析對產(chǎn)品使用和維護(hù)支持的應(yīng)用也排名前列，接近60%的被訪者認(rèn)為工業(yè)數(shù)據(jù)分析對產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)管和生產(chǎn)流程的自動化也十分重要。
在我們對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的理念、技術(shù)和關(guān)注點，以及工業(yè)大數(shù)據(jù)在數(shù)字化或者智能化制造環(huán)境里面的作用有了一個初步的了解之后，現(xiàn)在讓我們回到數(shù)字化制造這個課題。
利用計算和通信技術(shù)，優(yōu)化生產(chǎn)操作流程，如果從數(shù)字化控制開始算起，也起碼有了四五十年的時間，所以也不是什么新鮮事，而對生產(chǎn)業(yè)務(wù)、管理的數(shù)字化也起碼有30年左右的歷史，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以看作是這個制造業(yè)數(shù)字化發(fā)展過程中的新階段。粗略來看，我們可以把目前通過數(shù)字化對制造業(yè)進(jìn)行優(yōu)化的過程分為三個大的方面，第一個方面是對制造流程或者生產(chǎn)流程數(shù)字化的完善和深化，主要的流程包括企業(yè)資源管理、計劃（也就是我們通常說的ERP）為首的業(yè)務(wù)管理流程，以及產(chǎn)品生命周期管理（也就是通常所說的POM）這兩個流程。
第二個是通過數(shù)字化對制造業(yè)的優(yōu)化，是利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)實現(xiàn)和擴(kuò)大對生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品的連接。無論是在生產(chǎn)過程或者是在物流過程，還是在產(chǎn)品的使用過程，大量的收集數(shù)據(jù)，通過工業(yè)數(shù)據(jù)分析，進(jìn)一步優(yōu)化制造業(yè)的生產(chǎn)和運(yùn)營。
第三個是信息物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，計算和通訊技術(shù)在最小的單元組件里面與物理感應(yīng)的效應(yīng)深度融合在一起，實現(xiàn)虛擬核物理空間的交互映射，將計算、通訊和控制融為一體，為設(shè)備自動化控制提供了嶄新的能力。
這三個方面的發(fā)展是互相關(guān)聯(lián)的，并且是互相推動和支持的。今天由于時間有限，我們就只聚焦在前面兩個方面：制造業(yè)流程數(shù)字化管理的完善和深化，以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)對制造業(yè)數(shù)字化的作用。對信息物理系統(tǒng)，工信部信息化和軟件服務(wù)司在3月初發(fā)表了信息工業(yè)系統(tǒng)白皮書，在座的安司長專門為其做了序，對信息物理系統(tǒng)以及在智能制造的重要和廣泛的應(yīng)用中做了深入的研究和闡述，很值得慘嗥和學(xué)習(xí)。
在我們說明了基本的概念，在不同的方面來闡述數(shù)字化的作用，下一步可以做一個更詳細(xì)的討論。
在制造業(yè)不同的企業(yè)，這些流程都會有所不同，有一定的差異，我這里只是做了一個概括，可能會對有些企業(yè)的具體情況不是很正確地反映在這里。在這一頁我們對制造業(yè)管理流程的數(shù)字化做了一個基本的概括，把重要的流程分為三大鏈。
第一鏈就是垂直的這一鏈，是以ERP為首的價值鏈，回答生產(chǎn)什么、什么時候生產(chǎn)，生產(chǎn)多少的問題，包括產(chǎn)品訂單、生產(chǎn)計劃、材料與供應(yīng)、制造、交付與分銷、客戶支持這一系列，整個業(yè)務(wù)流程關(guān)注如何優(yōu)化這些環(huán)節(jié)，為企業(yè)創(chuàng)造價值。這個管理流程所要關(guān)注的問題除了保障成本、效率、質(zhì)量這些傳統(tǒng)的生產(chǎn)要素之外，還必須縮短交付周期，提高資源效率和保障可持續(xù)性，實現(xiàn)多種產(chǎn)品小批量、柔性制造，快速響應(yīng)市場需求的變化。
對大型或者是高價值裝備的制造商，在這個價值鏈的下游，現(xiàn)在有這樣一個機(jī)會，就是如何利用企業(yè)對產(chǎn)品內(nèi)部技術(shù)的深度把握，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，比如在預(yù)測性維護(hù)和資產(chǎn)績效管理方面的專長，為客戶提供增值服務(wù)，不僅可以為企業(yè)創(chuàng)造新的利潤來源，也可以為企業(yè)的業(yè)務(wù)模式提升、轉(zhuǎn)型，從單一的產(chǎn)品銷售模式向服務(wù)模式，甚至是成效型模式過渡。在這個垂直的流程里邊，我們需要繼續(xù)把依賴于報表式的手工管理方式逐漸提升為完全數(shù)字化的過程，而且還要關(guān)注如何把不同的環(huán)節(jié)之間進(jìn)行無縫的整合，讓他們可以自動交互，動態(tài)響應(yīng)市場或者是客戶的需求。
第二鏈?zhǔn)撬降倪@一條，是以PLM為主的知識產(chǎn)權(quán)鏈，回答的是怎么樣生產(chǎn)的問題，關(guān)注如何優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計到流程設(shè)計、生產(chǎn)工程和制造創(chuàng)新的管理流程，注重在越來越短的周期里推出更多樣、更復(fù)雜的產(chǎn)品。
位于價值鏈和知識產(chǎn)權(quán)鏈交差點的制造環(huán)節(jié)，也就是我們通常說的MES，是如何將知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)為業(yè)務(wù)價值的樞紐，它的管理對象是生產(chǎn)能力和資源，是制造業(yè)企業(yè)資產(chǎn)的核心，對實現(xiàn)企業(yè)的價值起著舉足輕重的作用。MES的功能是什么呢？它是統(tǒng)籌生產(chǎn)計劃的執(zhí)行，生產(chǎn)過程的追憶，設(shè)備正常運(yùn)行的高效使用，還有對產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)控、檢測、工人排班等等多個維度，對生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行集成管理。由于它的管理對象是生產(chǎn)能力的資源，它跟工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實施相互配合，可以互相增強(qiáng)。
第三鏈?zhǔn)琴Y產(chǎn)鏈，主要關(guān)注的是裝備設(shè)備投產(chǎn)以后如何優(yōu)化其運(yùn)營和維護(hù)，以最低的成本產(chǎn)生最佳的成效，這也是在制造業(yè)外，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要場景。如剛才所提到的風(fēng)力發(fā)電機(jī)等等的案例，都是屬于這個范圍。
正如價值鏈一樣，知識產(chǎn)權(quán)鏈各環(huán)節(jié)之間也需要無縫的整合，讓數(shù)據(jù)按照需要在產(chǎn)品生命周期的過程中順暢的流動，從設(shè)計到制造一直到運(yùn)維，簡單來說這樣一個使能數(shù)據(jù)流動的框架就是數(shù)據(jù)線的概念，如在離散制造的MBE的過程里面，完全實現(xiàn)基于三維設(shè)計、仿真驗證、工業(yè)設(shè)計、制造運(yùn)維產(chǎn)品的全生命周期的管理。
在數(shù)字線各個環(huán)節(jié)所收集的有關(guān)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)，如設(shè)計規(guī)格、描述其幾何形狀、材料組件、工程模型、仿真的結(jié)果等等，每一個產(chǎn)品實體在制造過程中獨有的人、機(jī)、料、法、質(zhì)量檢驗的數(shù)據(jù)，還有部署、調(diào)試、使用、維護(hù)的數(shù)據(jù)，構(gòu)成了產(chǎn)品實體的數(shù)據(jù)模型，這也是通常所說的數(shù)據(jù)原生，用數(shù)據(jù)原生的數(shù)據(jù)模型可以在其生命周期內(nèi)通過仿真更有效地評估當(dāng)前和未來的性能，這對預(yù)測性維護(hù)和根據(jù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)使用的改進(jìn)非常有價值。另外一方面數(shù)據(jù)原生對產(chǎn)品的追憶，特別是當(dāng)產(chǎn)品有質(zhì)量要召回的時候，能追溯到每個產(chǎn)品的質(zhì)量因素，可以精確地決定召回的范圍，減少召回的成本。
有了這個業(yè)務(wù)價值管理鏈和創(chuàng)新知識產(chǎn)權(quán)管理鏈，我們可以對整個制造進(jìn)行很好的管理，這樣可以提高我們的績效。
現(xiàn)在回到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在數(shù)字化制造環(huán)境里面的作用。我們可以利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，在生產(chǎn)環(huán)境里邊收集覆蓋操作情況、運(yùn)行狀態(tài)、工況狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)，反映出這個產(chǎn)品和設(shè)備實況的數(shù)據(jù)，并通過分析進(jìn)一步對這個過程進(jìn)行優(yōu)化，這些優(yōu)化包括對制造設(shè)備的實時監(jiān)控、故障檢測診斷、預(yù)測性維護(hù)、整體設(shè)備效率、質(zhì)量檢測、能耗管理、人員安全監(jiān)控等等。
對這些數(shù)據(jù)的分析也越來越多基于機(jī)理模型和機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、AI等高級分析方法，提供更準(zhǔn)確的分析結(jié)果。在另外一方面，把這些實時分析結(jié)果反饋回制造管理系統(tǒng)，比如說MES、ERP等等，以及設(shè)備的現(xiàn)狀，對生產(chǎn)過程進(jìn)行必要的調(diào)整。同樣的，分析結(jié)果可以用于裝備運(yùn)維，在他們已經(jīng)部署完以后，分析的方法也可以在物流過程里面創(chuàng)造價值。
我們在生產(chǎn)流程里面收集了海量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)蘊(yùn)含著大量的價值，我們需要對這些數(shù)據(jù)做時間縱向的和跨域性的大數(shù)據(jù)挖掘，突破生產(chǎn)過程中績效的瓶頸，比如說確定不良率的工藝參數(shù)和操作工序等數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，生產(chǎn)計劃和排期目標(biāo)的實際差異的因素分析等等，由此產(chǎn)生價值。
由于時間關(guān)系，我今天就講到這里，希望通過這個簡單的介紹，大家能理解到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)或者是工業(yè)大數(shù)據(jù)在智能制造環(huán)境里面的作用?？偟膩碇v它們是相輔相成的，都是能夠為實現(xiàn)智能制造發(fā)揮它們自己的作用。
