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“工業(yè)4.0”是制造業(yè)基于大數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)型
德國(guó)在去年就提出了工業(yè)4.0的概念。他們認(rèn)為，18世紀(jì)引入機(jī)械制造設(shè)備的工業(yè)是1.0時(shí)代，20世紀(jì)初的電氣化與自動(dòng)化是 2.0時(shí)代，20世紀(jì)70年代開始的信息化是3.0時(shí)代，現(xiàn)在正在進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代，即實(shí)體物理世界和虛擬網(wǎng)絡(luò)世界融合的時(shí)代。但是德國(guó)業(yè)界對(duì)工業(yè) 4.0的響應(yīng)者不多，原因之一是所謂虛擬網(wǎng)絡(luò)-實(shí)體物理系統(tǒng)(Cyber-PhysicalSystem,CPS)融合的主要思想，美國(guó)早在若干年前就提出來(lái)了。
美國(guó)白宮召開了第一次CPS成員會(huì)議。李杰教授作為專家組成員參加了會(huì)議。他們要討論的事情，與德國(guó)的工業(yè)4.0其實(shí)是一樣的內(nèi)容。雖然德國(guó)先提出了概念，但他們剛剛起步、著手轉(zhuǎn)型，而美國(guó)一直在做以CPS為概念的先進(jìn)制造。
對(duì)于CPS的概念，李杰認(rèn)為可以用日常生活中常見(jiàn)事物來(lái)解釋。正如人們?cè)趂acebook里建立的各種關(guān)系，在物理世界里是不可見(jiàn)的，但卻可以得出這個(gè)人的生活社群、行為習(xí)慣、過(guò)往經(jīng)歷等等。同樣，任何產(chǎn)品都有虛擬和實(shí)體兩個(gè)世界(譬如蘋果手機(jī)是實(shí)體，但是APPs是虛體)，如何將虛擬世界里的關(guān)系透明化，正是工業(yè)4.0時(shí)代需要做的產(chǎn)品。未來(lái)產(chǎn)品例如機(jī)床、飛機(jī)、汽車等都應(yīng)該會(huì)有實(shí)與虛的價(jià)值接合。這樣的道理，是德國(guó)人提出概念的依據(jù)，但是李杰團(tuán)隊(duì)在美國(guó)已經(jīng)自2001年開始積累大量和工業(yè)界合作建立成功案例。
需要強(qiáng)調(diào)的是，德國(guó)提出的工業(yè)4.0和美國(guó)的CPS，核心要義就是制造業(yè)能基于數(shù)據(jù)分析的轉(zhuǎn)型。
傳統(tǒng)制造的5M系統(tǒng)
傳統(tǒng)的制造可以描述為一個(gè)5M系統(tǒng)，它包含了材料(Material，特性和功能)、機(jī)器(Machine，精度和加工能力)、方法(Methods，效率和產(chǎn)能)、測(cè)量(Measurement，探測(cè)和改進(jìn))以及建模(Modeling，預(yù)測(cè)、優(yōu)化和防范)。增量制造，通俗叫3D打印，也是運(yùn)用集成的5M方法來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品的一個(gè)新范例，當(dāng)然它的生產(chǎn)范圍現(xiàn)階段限于特定的低產(chǎn)量或者定制領(lǐng)域(比如國(guó)防或者醫(yī)療)的應(yīng)用產(chǎn)品上。
為使制造商更具競(jìng)爭(zhēng)力，將先進(jìn)的計(jì)算和信息物理融合系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，以適應(yīng)或者利用最近的大數(shù)據(jù)環(huán)境是今天的制造業(yè)所需要的。隨著智能傳感器技術(shù)，如 RFID技術(shù)的發(fā)展，收集數(shù)據(jù)已經(jīng)變得很簡(jiǎn)單，但仍然存在的問(wèn)題是，這些器件及數(shù)據(jù)是否在正確時(shí)間、為正確的目的、提供了正確的信息。除非數(shù)據(jù)被處理后可為需要者提供內(nèi)容和意義，否則這些數(shù)據(jù)也是無(wú)用的。單純將傳感器連接到設(shè)備上或者將一臺(tái)設(shè)備與另一臺(tái)進(jìn)行連接，是不會(huì)給用戶提供足以做出更好決策所需信息的。
制造信息系統(tǒng)的6C功能
制造信息系統(tǒng)的基本定義可以用6C功能來(lái)進(jìn)一步強(qiáng)化說(shuō)明，它包含連接(Connection，傳感器和網(wǎng)絡(luò))、云(Cloud，任何時(shí)間及需求的數(shù)據(jù))、虛擬網(wǎng)絡(luò)(Cyber,模式與記憶)、內(nèi)容(Content，相關(guān)性和含義)、社群(Community，分享和交際)與客制化(customization，個(gè)性化服務(wù)與價(jià)值)?，F(xiàn)有的制造系統(tǒng)需要對(duì)制造設(shè)備本身的以及制造過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行更深入的分析。
現(xiàn)在講大數(shù)據(jù)的很多，但講工業(yè)大數(shù)據(jù)的很少。工業(yè)大數(shù)據(jù)是由一個(gè)產(chǎn)品制造流程或者一個(gè)工業(yè)體系帶出來(lái)的數(shù)據(jù)，健康管理、地震救治、銀行運(yùn)營(yíng)等都會(huì)帶來(lái)大數(shù)據(jù)，但是很少落地，不被人感覺(jué)到。工業(yè)4.0時(shí)代要做的產(chǎn)品，不光要有功能，還要有價(jià)值，而價(jià)值是通過(guò)處理數(shù)據(jù)得來(lái)的。有了這些，工業(yè)大數(shù)據(jù)就可以落地，產(chǎn)生實(shí)用價(jià)值。（文章來(lái)源：北京德?tīng)栁髀黽ww.520xhm.cn）