工業4.0時代--大生產體系架構

工業4.0時代的大生產體系架構。如何搭建一個穩定，無限可擴展的架構，是智能製造和工業4.0的關鍵問題。

我分為WHY, HOW, WHAT三個方面展開介紹。

一、首先是WHY? 為何智能工廠對製造業企業和西門子都具有戰略重要性？

前面的專家講得很好，數字化改變一切，改變了研發模式，改變了生產模式，改變了產品使用模式，黃博士總結了“18般兵器”，總結得很好，我這裡列的是9般，不再贅述。

最近有三條新聞值得注意：

1、2月24日華為備受尊敬的任正非總裁就工業4.0和智能製造發表講話。根據華為一貫的風格，在熱炒時冷靜觀察，大量調研，深思熟慮之後發表觀點。西門子和華為有20多年的合作關係，包括近期和西門子舉辦歐洲數字化的未來研討等等，以及研發和製造的數字化融合項目等等，我們有機會近距離觀察。任總的講話對華為以及廣大製造業企業都應該有一些借鑑意義。

任總指出，面向工業4.0和智能製造，要從系統工程出發，商業模式，

供應模式，製造模式和生產方式，在新時代都有重要變化，要重新設計，大生產體系架構要重構。

任總指出了方向，以精益生產為基礎，以德國的工藝流程和工業軟件為主體。我們也很榮幸地注意到，任總用西門子舉例，“比如說西門子，將機械、電氣、電子、工藝、結構、材料、熱能等多學科能力集成到了一個統一的軟件平臺上，產品和工藝的設計、開發、試製驗證都可以在這個平臺通過數字化手段完成，節省大量重複性工作。並且在西門子數字化轉型過程中得到了充分檢驗，我們就可以借鑑德國的工藝流程，直接應用其工業軟件。”

2、3月29好，阿里雲宣佈5年連接設備100億。我和他們溝通對接過，個人認為阿里雲連接供應鏈和物流可能比較擅長，要連接車間、連接產品研發部分，沒有類似西門子數字化技術，是不可能的。

3、3月24日，“兩會”後展開的中國發展高層論壇上，西門子全球CEO凱撒先生髮言，“提高“中國製造”的質量可能會在中國乃至全世界產生巨大的積極影響。而提高質量的唯一方法就是實現數字化製造。”他特別強調“唯一”，因為在人工成本提高了之後，向數字化要精益，向數字化要質量，是唯一途徑。

因此，西門子數字化的策略，就是利用西門子強大的電氣化、自動化、工業數字化背景，協助製造業客戶，在設計、製造、使用價值鏈的全部環節融合虛擬和現實世界，為客戶創造價值，更快的創新，更好的質量，更高的效率，永恆的主題。

二、HOW？西門子的應對製造業數字大勢的戰略舉措

西門子十多年前就認識到製造業數字化的大勢，積極佈局，從2007年開始，展開了一系列併購，10年投入100億美元，併購機械、電子、軟件、電磁、復材、工藝設計、仿真和數據管理工具，

形成了世界最全，最大，最強的工業軟件技術組合。

並且，作為一個製造業企業，西門子自身積極推進數字化轉型。西門子的成果和效果在安貝格工廠，成都工廠樹立了全球標杆，估計大家都注意到了，沒有看到的話，請網上搜”西門子安貝格工廠“視頻，我也把鏈接發到會議的微信群中了。

西門子數字化背後是一個大生產體系架構，用”四梁八柱“的說法，她有一根大梁，三根柱子，一個基座。

”一根大梁“就是以客戶為中心的交互系統。西門子雖然戰略上退出了B2C業務，專注於2B業務，我們也為2B用戶提供以線上線下相結合的用戶體驗，並以此重構我們的商業模式。

”三根柱子“，是新研發模式，新精益生產，新管理決策模式。新研發模式，就是大量採用建模和仿真，利用多物理場（機械，熱，電子，電氣，電磁等等），多層次（從有限元網格，零件部件，系統，整機，系統之系統等）數字化雙胞胎。新精益生產，就是Lean@Digital，全面從數字化要精益；新管理角色模式，在公司各個層面各個職能，大力推進基於實踐，基於數據的自動決策。

”一個基座“是新工藝。在延續西門子傳統優勢，高端數控之外，西門子大力投資先進機器人，和清華大學合作打造機器人開放平臺；併購了英國增材製造公司Materials Solutions，並且在我們自己的工廠，如燃氣輪機葉片，得到廣泛應用。

有了這個大生產體系架構之後，我們如何向智能製造和工業4.0的願景演進？開個玩笑，做為”工業4.0“”原教旨主義者“，我堅持”工業4.0“的狀態，是2013年德國發布的白皮書上定義的社會化大生產網絡生態的一個狀態。我們至少需要三個階段的努力，才能達到。

第一階段，預測性維護。這是現在做得比較多的，也是容易落地的，出效益的。

還是基於賣產品的模式，對售後維修維護，利用數字化技術進行增強，優化。例如3D維修互動作業指導書，數字化診斷，數字化維修調度等等。

在此階段，西門子也實踐了20多年，例如燃氣輪機，高鐵，連鑄連軋，風電場的維修維護和調度等等。

第二階段，結果經濟階段。俗稱”賣產品變賣服務“，”對賭“業務模式。

只有你對你的產品運行情況，什麼時候失效，什麼時候需要維護，瞭如指掌之後，你才有信心去承諾服務水平，和你的客戶”對賭“，簽署所謂PBC，Performance Based Contract。西門子部分業務已經給客戶這樣的選擇，例如CT，高鐵，燃氣輪機等。

只有社會主流工業企業都開始採用PBC，進入結果經濟時代，才有可能開始”工業4.0“的狀態，軟件工程SOA的思路可以應用於製造業，軟件定義製造業，就是服務化，就是產品運行都變成了一個個”服務“，可以用軟件的方式進行編排orchestrate，一個自運轉，自由化的工業大生產才有可能帶來，進入理想的第三階段——工業4.0生態網絡。

第三階段，工業4.0，工業互聯網正式全面鋪開，成為社會主流。

這樣的工業社會，想象空間很大，但是我無法預測。只能猜測。如何暢想？我這裡提一個方向。

估計大家都讀過兩本經典泰勒的《科學管理》和KK的《失控》。

如果你把兩本書一起讀，就能感覺到這個轉型的力度之大，整個工業體系需要重新設計。為什麼這麼講？

因為，傳統工業體系是建立在社會分工，專利，技術秘密的基礎之上，而互聯網是建立在開放，開源，自由的基礎上。例如，滴答只有18元人民幣，就能策反用戶從滴滴改用滴答，但是工廠和設計數據，你倒貼也未必有人願意分享出來，這需要觀念，體系的巨大變化，需要時間，一個一個產品，一個一個行業來推進。

但是，一旦建成，可以想象，“雙創”，萬眾創業，大眾創新的大好局面就會真正到來。

三、WHAT？關鍵技術

要實現前面的三個階段，相應地，需要從點，線，面三個層次的技術，

點的層面，數字化雙胞胎。豐富產品系統和生產系統的建模和仿真，逐步提高置信度fidelity。大數據和人工智能可以在專業層面開始應用。

線的層面，數字神經。聯通產品和工廠到研發部分，全面掌控產品的運行數據。大數據和人工智能可以在企業層面開始應用，商業模式的創新，支持結果經濟。

面的層面，工業雲。全社會層面應用大數據和人工智能。

西門子，和願意和大家一道，共同邁進工業4.0時代！