工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

01企業(yè)為什么要數(shù)字化轉(zhuǎn)型20年前，中國企業(yè)開始推進“甩圖紙甩賬本”、“制造業(yè)信息化”、實施企業(yè)資源計劃等，起初很少有企業(yè)感興趣，然而今天幾乎所有成功企業(yè)都受益于信息化，再也不會有人懷疑這些先進技術(shù)。過去幾年，每年我都會拜訪或接待數(shù)百位大中小企業(yè)的高管，讓我感到驚訝的是，幾乎所有企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者都在思考數(shù)字化轉(zhuǎn)型，他們并不是迎合時尚，而是源于企業(yè)內(nèi)在的需求，大家更關(guān)注“如何做”，而不是“要不要做”。過去40年，我一直在學(xué)習(xí)、研究工業(yè)自動化理論和技術(shù)。今天回過頭去想，自動化就是工業(yè)3.0的基礎(chǔ)。在我參與的大量工業(yè)自動化實踐中，我看到我國還大量存在工業(yè)2.0的企業(yè)，特別是離散制造業(yè)，任重道遠(yuǎn)。正因為制造業(yè)大規(guī)模使用自動化裝備和自動化生產(chǎn)線，生產(chǎn)效率大幅度提升，實現(xiàn)了工業(yè)3.0，并獲取了大量工業(yè)數(shù)據(jù)，從而形成了對分析數(shù)據(jù)的迫切需求，極大推動了企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為工業(yè)4.0開啟了大門。如果我們把從工業(yè)1.0到工業(yè)3.0看成是第一次機器革命，那么我們現(xiàn)在開啟的工業(yè)4.0就是第二次機器革命之路。的確，今天我們面臨巨大的挑戰(zhàn)和機會。在過去的五年時間里，人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈、元宇宙、“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”等新概念和新技術(shù)，也在一定程度上推動了制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。02什么是數(shù)字化轉(zhuǎn)型？什么是智能制造？什么是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)？什么是工業(yè)4.0？始終沒有一個令人信服的、準(zhǔn)確的科學(xué)定義或表述，它們應(yīng)該是可操作、可實現(xiàn)的技術(shù)和產(chǎn)品或解決方案。我認(rèn)為，與其說不清，還不如淡化概念，追求內(nèi)涵。其內(nèi)涵就是解決企業(yè)面臨的安全、質(zhì)量、成本、效益、綠色、低碳等問題，這些都涉及企業(yè)的創(chuàng)新能力和競爭力。實現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)、可視化制造，讓工廠變得透明化，把工廠所有與設(shè)備和生產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)全部連接起來，只有這樣我們才能看清安全隱患、質(zhì)量瓶頸、節(jié)能空間、效益來源、管理痛點和改進方向等。隨著傳感技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)信息會越來越多，正如我們今天到醫(yī)院體檢一樣，未來我們也是數(shù)字人、透明人，增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以進入我們體內(nèi)去尋找早期病灶，并予以治療。03制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實現(xiàn)路徑：工廠操作系統(tǒng)在移動互聯(lián)網(wǎng)普及的當(dāng)下，我們通過智能手機及其配套的應(yīng)用程序生態(tài)進入了智能時代。如果我們把一個工廠看作一臺手機，我們就可以把對“智能時代”的理解延伸到工業(yè)領(lǐng)域，把傳統(tǒng)的工廠變成智能工廠或者未來工廠，我們就需要有“工業(yè)應(yīng)用程序”的生態(tài)。我們也不能簡單地把工業(yè)軟件稱為工業(yè)應(yīng)用程序，因為智能時代的“毛”應(yīng)用程序是依附于“皮”移動操作系統(tǒng)之上的。因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)或智能制造應(yīng)該是一個“新工業(yè)生態(tài)”，而且是一個“新工業(yè)軟件生態(tài)”。為此，需要打造一個“工廠操作系統(tǒng)”，其核心是把工廠里生產(chǎn)線上的動設(shè)備、靜設(shè)備、物流、能源流、資金流、人機操作及決策等所有數(shù)據(jù)連接并管理起來，形成一個數(shù)據(jù)底座，構(gòu)建一個“操作系統(tǒng)”的平臺，向下連接所有物理設(shè)備，向上支撐所有應(yīng)用。通過開源開放，打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“工業(yè)軟件新生態(tài)”，構(gòu)建基于“工廠操作系統(tǒng)+工業(yè)應(yīng)用程序”的智能制造解決方案和途徑，助力企業(yè)將全面信息和精準(zhǔn)決策有機互動、多重要素協(xié)同賦能。以前信息化做得越好的企業(yè)，就會產(chǎn)生越多的垂直式數(shù)據(jù)煙囪和信息孤島，因為沒有這樣的數(shù)據(jù)底座或工廠操作系統(tǒng)。這給企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來巨大困難，更難以實現(xiàn)數(shù)字孿生、數(shù)字工廠和透明工廠。例如，某大型石化化工企業(yè)原先有170多個企業(yè)信息化系統(tǒng)，因為彼此獨立，很多數(shù)據(jù)難以打通和共享，成為該企業(yè)新的痛點。我們通過“工廠操作系統(tǒng)+工業(yè)應(yīng)用程序”的方式，把該企業(yè)原先孤島化的信息化系統(tǒng)根據(jù)所面向的不同業(yè)務(wù)域設(shè)計出專業(yè)的應(yīng)用程序，實現(xiàn)生產(chǎn)和管理、工廠和市場的智能連接，從集團、基地到工廠都已部署在工廠操作系統(tǒng)上，實現(xiàn)了全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型。有了工廠操作系統(tǒng)這樣的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)底座，我們就可以構(gòu)建面向生態(tài)體系的開放平臺，利用移動互聯(lián)網(wǎng)思維和生態(tài)理念，整合社會資源，特別是工業(yè)軟件的開發(fā)資源。我國有約40萬家規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)，還有數(shù)百萬家規(guī)模以下制造業(yè)企業(yè)。如何通過“工廠操作系統(tǒng)+工業(yè)應(yīng)用程序”的方式實現(xiàn)低成本、大規(guī)模推廣應(yīng)用，是需要我們認(rèn)真研究的問題，也是中國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要探索。04工業(yè)軟件是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的靈魂和核心驅(qū)動力中國有句古話，“皮之不存，毛將焉附”。開放的平臺和工業(yè)軟件生態(tài)是智能制造的未來，缺一不可。沒有自動化哪來的數(shù)字化？沒有數(shù)字化哪來的智能化？我認(rèn)為，工業(yè)4.0就是由工業(yè)軟件驅(qū)動的工業(yè)革命，也就是說，第二次機器革命的智能化就是由工業(yè)軟件、人工智能、交互技術(shù)、工業(yè)“元宇宙”、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等構(gòu)成的技術(shù)集成。現(xiàn)在的工業(yè)軟件不僅是一般意義上的管理軟件，如企業(yè)資源計劃、客戶關(guān)系管理等，而是可以從事如芯片、新藥、新材料、新工藝、新設(shè)備等產(chǎn)品的設(shè)計；可以進行生產(chǎn)過程設(shè)計與仿真，如流程模擬、數(shù)字仿真、工業(yè)工程設(shè)計、計劃排產(chǎn)等；還可以進行生產(chǎn)過程高效運營與管理，如安全生產(chǎn)、節(jié)能降耗、操作優(yōu)化、降本增效、提高產(chǎn)品質(zhì)量等。可以說，未來的制造業(yè)完全是架構(gòu)在各種各樣的工業(yè)軟件基礎(chǔ)上的，硬件也是由軟件設(shè)計和制造的。我們今天的移動互聯(lián)網(wǎng)時代以及未來可能出現(xiàn)的“元宇宙”時代不正是如此嗎？我國工業(yè)門類齊全，因此所需要的工業(yè)軟件種類繁多。我們不僅需要基礎(chǔ)性的工業(yè)軟件，也需要大量應(yīng)用型的工業(yè)軟件。未來一個可能的發(fā)展方向就是大型工業(yè)軟件的碎片化、應(yīng)用程序化，可裁剪、可組態(tài)、可組裝，而不是非要用一個大型軟件去一個個做定制化開發(fā)，那樣成本很高，效果也不一定好。工業(yè)軟件不是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)品，它是一個工業(yè)品、軟裝備，更是制造業(yè)的靈魂。大力發(fā)展我國的工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)，不僅可以推動我國高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，更有助于促進我國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，提升我國制造業(yè)的國際競爭力。發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的根本目的，毫無疑問就是要解決制造業(yè)企業(yè)的本質(zhì)需求。如果未來的制造業(yè)真的架構(gòu)在各種各樣的工業(yè)軟件基礎(chǔ)上，那從工業(yè)3.0到工業(yè)4.0的過程中，數(shù)字化轉(zhuǎn)型是