1.关于服务型制造
制造业是分享经济向纵深发展的重要领域,分享经济在制造领域的创新正成为制造业变革资源配置的方式、提升资源配置效率的有效方式。
推动制造业与互联网融合,有利于形成叠加效应、聚合效应、倍增效应,将从分享消费资料向分享生产资料,从消费环节的分享经济走向生产环节的分享经济,从为个人消费者服务到为企业服务,从提高交易效率到提高生产率。
以服务型制造提升产业价值链,是信息化时代一个企业乃至一个国家赢得这场竞争的关键。以服务化引领高端化将成为我国实现制造强国的必由之路。
服务型制造发展的动力机制:市场需求正在从产品导向向产品服务系统转变,高价值环节从制造环节为主向服务环节为主转变,竞争优势从规模化供给能力向个性化供给能力转变,客户交易正在从短期交易向长期交易方式转变。
从服务形态看,我国服务型制造的类型:基于产品设计、效能提升、交易便捷化和整合的增值服务。
数字经济时代服务型制造新特征:转型主体的广泛化,服务业态的多元化,产业竞争的新焦点。
制造范式的迁移,通过构建制造业快速迭代、持续优化、数据驱动的新方式,重建制造效率、成本和质量管理体系。
树立服务型制造的发展观:产业融合观、生态系统观和创新引领观。
虚拟制造大致分为三个阶段:局部、静态、动态虚拟组织。
制造系统演进过程经历三个阶段:从部门级协同到企业级协同,从企业级协同到产业链协同,从产业链协同到构筑产业生态。
制造业正在迈向体系重构、动力变革、范式迁移的新阶段,加速向数字化、网络化、智能化方向延伸拓展,万物互联、数据驱动、软件定义、平台支撑、组织重构、智能主导正在构建制造业的新体系。
网络化协同制造、个性化定制、服务型制造及制造业分享经济,是制造业与互联网深度融合催生的典型制造新模式。
智能制造的本质就在于以数字的自动流动化解复杂系统的不确定性,提高制造资源配置效率;企业竞争的本质就是优化资源配置效率的竞争。
01.关于不确定性
人类社会的发展史就是一部应对不确定性、寻求确定性的历史,克服对不确定性的恐惧是人类认知深化的重要动力,对客观世界的理解、预测、控制是人类化解不确定性恐惧的三部曲。信息的价值在于减少认知的不确定性。
人类一直在努力提高认识世界的水平,终极目的在于提升认知水平以提高驾驭不确定性的能力。人类社会一直伴随着对确定性的追求,确定性是行为能被预测的前提,也是我们安全感的来源。
企业竞争的本质就是在不确定性市场环境下企业资源配置效率的竞争。企业面对不确定性的增加主要来自四个方面:产品本身的不确定性、生产过程的复杂性、市场需求的复杂性、供应链协同的复杂性。p13
无论是巫术、宗教、哲学还是科学,都试图构建一套对自然和社会演进的解释体系、预测体系和控制体系。
数据驱动可从三个方面理解:资源优化是目标,数据流动是关键,工业软件是核心。人类认识和改造世界的方法正从传统的理论推理、试验验证向模拟择优和大数据分析转变。构建数据自动流动体系的重点是构建一套完备的数据采集、传输、分析和决策体系。
个性化定制、产品智能化、产业分工深化及竞争格局加剧不断提升制造系统的复杂性及复杂系统的不确定性。
在实际生产过程中,企业生产运营时间损失、生产制造资源浪费情况十分严重,通过全面优化企业生产全流程、各环节资源配置,提高企业生产效率,提高生产有效可用时间的潜力巨大。
02.制造业智能化转型的趋势
万物互联,数据驱动,软件定义,平台支撑,组织重构。
03.关于CPS(信息物理系统)
信息物理系统(CPS)是一种非生物智能与生物智能的集成系统,其本质是通过信息化手段实现数据自动流动,以信息流带动技术流、资金流、人才流、物质流,进而解决复杂制造系统的不确定性问题。
智能制造的本质是构建一套数据自动流动的运行体系。
CPS的技术要素:一硬,感知和主动控制;一软,工业软件;一网,工业网络;一平台,工业互联网平台。(新四基)
CPS层级体系,可以分为单元级、系统级和系统之系统级(SoS级)个层级和状态感知、实时分析、科学决策和精准执行四个过程。
认识CPS需要坚持五个统一:继承性与创新性、理论性与引导性、阶段性与演进性、层次性与系统性、实体制造与系统制造。
围绕五个方面建设CPS:资源优化是目标、数据自动流动是关键、工业软件是核心、新型能力培育是主线、系统解决方案是重点。
基于”物理实体+数字孪生”的资源优化配置体系将成为信息化发展的终极模式。
04.关于软件定义
软件的本质是构建一套数据自动流动的规则体系,软件定义实现了软硬件的解耦分离,与重构生产流程和控制模式。软件正在定义未来工业——定义产品功能(主要体现在:定义产品功能,增强产品效能,扩展产品边界)、产品结构(功能结构的重构,性能结构的优化,价值结构的再造)、企业管理流程(软件体系+数据主线->实现数据自由流动)组织架构、生产方式、新型能力、产业生态。
软件定义制造的本质是研发设计、生产制造、经营管理、运维服务等全生命周期业务环节规律的模型化、代码化、工具化,从本质上优化制造业产品装备、生产方式、组织管理和产业生态。
软件定义的研发方式:在研发主体上,企业的研发设计将从依托企业内部研发部门为主向多主体合作演进;在研发流程上,从串行方式向并行方式演进;在研发手段上,从物理试验为手段的试错法向以数字仿真为手段演进。
软件定义的企业经营管理主要体现在三个方面:支撑管理思想落地,推动管理流程优化,服务企业科学决策。
软件定义企业新型能力:产品研发创新能力,精益及柔性生产能力,市场需求实时响应能力,全生命周期服务能力。
软件定义生态产业:构建以软件平台为支撑,应用智能制造技术,形成互生、共生、再生的生态共同体。
05.关于工业4.0
工业4.0的核心是连接(数据),要把设备、生产线、工厂、供应商、产品、客户紧密地连接在一起。
工业4.0将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过CPS形成一个智能网络,使人与人、人与机器、机器与机器及服务与服务之间能够互联,从而实现纵向、横向和端对端的高度集成。
工业设备上云急需突破的四大瓶颈:数据采集汇聚难,机理模型沉淀少,高端服务水平低,数据安全风险大。从私有云到公有云的部署发生了四个本质性变化:开发主体、开发内容、平台用户、运营机制。
突破数据采集瓶颈的思路:一、通过协议兼容、转换实现多元设备、异构体系的数据可采集、可交互、可传输;二、通过边缘计算等技术在设备层进行数据预处理,进而大幅提高数据采集、传输效率,以降低网络接入、存储、计算等成本,提高现场控制反馈的及时性。
创新引领主要体现三个方面:一、“云计算+边缘计算”成为计算能力的新组合;二、微服务架构知识经验封装的新模式;三、工业APP成为新型软件模式。
微服务是一种将复杂应用,拆分成多个单一功能组件,通过模块化组合方式实现“松耦合”应用开发的软件架构,也称微服务架构。
07.关于工业互联网平台
工业互联网平台的核心是PaaS,PaaS的核心的数字化模型。
1.工业PaaS平台将大量工艺技术原理、行业知识、基础工艺、模型工具规则化、软件化、模块化,并封装为可重复使用的微服务组件。
2.工业云平台向工业互联网平台的演进经历了成本驱动(研发设计类工具上云)、集成应用(核心业务系统上云)、能力交易(底层设备和产品上云)、创新引领(制造业架构体系变革)、生态构建导向五个阶段。
3.工业APP面向特定工业应用场景,通过调用微服务,推动工业技术、经验、知识和最佳实践的软件化,构建起工业知识创造、传播、复用的新体系。未来的工业APP、微服务组件将会构造新的资产,是新的价值来源。
4.工业互联网平台是面向制造业数字化、网络化、智能化需求,构建基于云边协同的海量数据采集、汇聚、分析服务体系,进而支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的载体。
5.工业互联网平台体系架构包括四个方面:数据采集(边缘层)是基础、IaaS是支撑,工业PaaS(平台层)是核心、工业APP(应用层)是关键。P163
6.数据采集云端汇聚三个问题:不敢传(数据安全),不需传(本地和实时),不能传(协议标准不统一)。P161
7.数据采集产业供应侧主要有:工业自动化企业,工业网络服务企业,工业数据采集解决方案企业。
//工业互联网平台供给能力的不足,主要表现在以下七个方面:设备连接、工业机理模型不足、云化工业软件、解决方式能力、生态构建能力和安全保障能力。
//认识和定位工业互联网平台有五个视角:工业云、解决方案、操作系统、经济学等。
//工业互联网平台的发展分成五个阶段:成本驱动导向、核心业务系统上云(集成应用)、设备和产品上云(能力交易导向)、创新引领、生态构建。
//工业互联网平台本质上是一套基于云平台的数字化、网络化、智能化解决方案(经历了基于传统IT架构、私有云、公有云三个阶段),是一个可拓展的工业操作系统,是通过提高工业知识复用水平(一些大型软件系统65%的编程代码不需要重复开发),构筑工业知识创造、传播和应用新体系,即重构工业知识新体系。
8.工业互联网平台本质上是一套面向制造业数字化,网络化,智能化的解决方案,该解决方案基本逻辑为:数据+模型=服务。
9.PaaS最核心的要素组件是基于微服务架构的数字化模型。
工业互联网平台的价值在于其加快了从基于产品的分工,向基于知识的分工演进,构建了新的产业分工体系,推动了经济增长。
工业互联网平台建设的着力点:一、打造两类工业互联网平台(跨行业跨领域,企业级),二、建设三类工业APP(基础共性APP资源池、行业通用APP资源池、企业专用APP),三、开展四类试验测试(跨行业跨领域、特定行业、特定区域、特定工业场景),四、完善四大支撑体系(健全标准、检测分析、新型服务、安全保障体系)。
新一轮产业***的基本认知
各国对2008年金融危机的深刻反思,增强了各界应对新一轮产业***的危机感和紧迫感;
消费互联网***并非简单地将线下产品迁移至线上,而是***性地改变工业知识的生产、交易方式。
新一代信息技术的蓬勃发展,及与传统工业技术的融合创新,是新一轮产业***的产业技术基础;高端装备产业的战略地位更加凸显,智能制造成为新一轮产业***的主攻方向;构建跨领域、协同化、网络化国家制造业创新体系,成为发达国家的共同选择。
数据在流动过程中产生知识,知识成为信息,信息成为决策,决策优化资源配置。
信息化推动经济增长的机理:信息技术推动生产工具的智能化,降低了生产成本,提高了生产效率;促进社会分工的精细化,降低了交易费用,改善了交易效率。
产业发展经历了五个阶段的专业化分工:部门、产品、零部件、工序和生产服务。
IP的本质:是工业技术、经验、知识的代码、模块化、软件化封装,其形态是参数代码。
知识承载主体经历了由意识人体迁移到物理实体,再到赛博虚体的过程,承载方式也在不断演进,软件最终成了知识的新载体。
企业组织架构呈现三大趋势:企业功能平台化、运营决策小型化、多部门协同化。