對中國制造業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)意味著什么？

　　作為“世界制造工廠”的中國，其制造總量早在幾年前便超過美國，成為世界最大的制造國，中國制造的200多種產(chǎn)品位居世界首位。即便近年來世界經(jīng)濟形勢不容樂觀，但中國的制造業(yè)仍然保持穩(wěn)步增長，這背后主要得益于以下4大關(guān)鍵因素：（1）中國制造業(yè)有充足的高質(zhì)量勞動力資源；（2）中國有完善的工業(yè)基礎(chǔ)框架和源源不斷的投資；（3）中國政府頒布了一系列激勵制造業(yè)發(fā)展的政策；（4）中國擁有活躍且龐大的國內(nèi)市場。

　　然而，中國制造業(yè)目前也面臨著諸多挑戰(zhàn)。比如，發(fā)達國家正在轟轟烈烈地開展一場“工業(yè)復興”運動；東盟國家、印度以及拉丁美洲諸國擁有更為低廉的勞動力和資源成本。但與此同時，以工業(yè)4.0為代表的新一輪工業(yè)革命也給中國帶來了很多重要的機遇，特別是在中國制造業(yè)加速技術(shù)發(fā)展和結(jié)構(gòu)升級方面。

　　工業(yè)4.0給中國帶來的關(guān)鍵機會點主要包括：加速從“中國制造”到“中國創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)變；優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級；以及提升中國制造業(yè)的信息化、數(shù)字化和智能化水平。

　　物聯(lián)網(wǎng)中有哪些新鮮“玩意”？

　　物聯(lián)網(wǎng)本身的確沒有什么新鮮“玩意”。傳感器、互聯(lián)、M2M（機器對機器）已經(jīng)使用多年，淪為老生常談了。然而新鮮的是更廉價、更快速、更易用、更好的東西。具體描述如下：

• 傳感器正變得越來越好、越來越便宜，并廣泛應(yīng)用于各種新設(shè)備中。配有傳感器的機器和設(shè)備能夠收集并交互前所未有的更多信息，自動化的數(shù)據(jù)收集逐漸成為常態(tài)。
• 溝通速度大幅提升，同時用于設(shè)備和系統(tǒng)間實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸�寬大幅增加�?/li>
• 一系列優(yōu)化后的標準協(xié)議（諸如OPC UA）相繼推出，使得連接成本更為低廉，也更加可靠。
• 云技術(shù)逐漸嶄露頭角，并和移動設(shè)備配合，實現(xiàn)了在同一網(wǎng)絡(luò)中，隨時隨地向不同搭檔傳遞更加透明、直觀的信息。

　　這一切產(chǎn)生的結(jié)果是：設(shè)備和系統(tǒng)間實現(xiàn)了前所未有的連接，所收集數(shù)據(jù)的規(guī)模也史無前例。

　　面對如此前所未有的連接和數(shù)據(jù)收集規(guī)模，制造行業(yè)能夠做些什么或者能夠取得那些成果？

　　智能、柔性生產(chǎn)：實現(xiàn)最小批量策略和低成本

　　在當代制造業(yè)中，智慧產(chǎn)品或其載體（Carriers）都有唯一標識，此標識通常在生產(chǎn)環(huán)節(jié)一開始的時候就存儲在載體或者產(chǎn)品的RFID芯片中。這樣，從一開始，產(chǎn)品就能夠知道其最終將會如何進一步變形，以及最終攜帶什么樣的序列號。

　　產(chǎn)品（或者更確切地說是后臺的系統(tǒng)）也知道其將會依次經(jīng)歷哪些生產(chǎn)步驟、需要哪些生產(chǎn)參數(shù)，以及使用哪些NC程序。根據(jù)這些信息，產(chǎn)品能夠找到其正確的生產(chǎn)之路。在所經(jīng)過的每一個工作站，產(chǎn)品能夠檢測現(xiàn)用的設(shè)備是否能夠有能力真正完成下一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，是否安裝了正確的工具，以及是否配有正確的模塊。產(chǎn)品還可以通過對比監(jiān)測結(jié)果和預設(shè)值來驗證上一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)是否成功。

　　通過彼此互聯(lián)的各種設(shè)備，可以跟蹤生產(chǎn)中的每一個步驟；可以及時準確地了解哪些產(chǎn)品已經(jīng)完成，植入了哪些部件，通過了哪些機器，處理過哪些流程參數(shù)（比如溫度和震動）。

　　這種產(chǎn)品生產(chǎn)模式實現(xiàn)了小批量策略（lot size）和低成本——我們常稱為單產(chǎn)品的規(guī)模生產(chǎn)。

　　SAP公司已經(jīng)在2014舉行的兩大盛會中充分證實：物聯(lián)網(wǎng)以及其對智能、柔性生產(chǎn)的影響已經(jīng)不再是一種愿景，而成為了切切實實的現(xiàn)實。其中2014年4月舉行的漢諾威工業(yè)博覽會被視為全球最具影響力的工業(yè)技術(shù)盛會之一，會上SAP公司高調(diào)展示了與Festo Didactic聯(lián)合創(chuàng)新的基于SAP Manufacturing Execution（SAP ME）系統(tǒng)的生產(chǎn)模式；另外一個盛會是2014年11月舉行的中國國際工業(yè)博覽會（被公認為中國最具影響力的國際工業(yè)品牌展之一），會上SAP公司設(shè)立了工業(yè)4.0展廳，展示了開放式集成工廠中的生產(chǎn)方式。

　　智能分析：從海量數(shù)據(jù)中挖掘“智慧”

　　智能設(shè)備同時為“智能分析”帶來了機遇。收集的大量數(shù)據(jù)能夠幫助我們分析、優(yōu)化制造流程，讓我們知道怎樣才能更好地組合流程配置，從而實現(xiàn)更高的產(chǎn)能和更好的質(zhì)量。同時也能夠使我們了解到生產(chǎn)中所面臨的最具影響力的問題和挑戰(zhàn)，比如分析成本居高不下或者交付延遲的具體原因。當然，倘若我們不能具備如下的能力，這一切將會成為天方夜譚：（1）在度量體系中添加業(yè)務(wù)情景或者業(yè)務(wù)信息；（2）引入技術(shù)和業(yè)務(wù)流程相關(guān)的專門技能；（3）充分利用能夠在規(guī)定時間內(nèi)通過最佳的數(shù)學和統(tǒng)計算法進行海量數(shù)據(jù)處理的高性能數(shù)據(jù)庫（比如SAP HANA）。

　　其中一個顯而易見的例子就是預測診斷，比如預測性維護或預測質(zhì)量控制。通過分析歷史數(shù)據(jù)，我們能夠查明是哪些因素導致了機器故障或者質(zhì)量問題。根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)，我們能夠?qū)崟r預測何時此問題會重現(xiàn)，從而在問題出現(xiàn)前提前采取維護措施或者其它糾正措施。

　　讓我們深究一下預測性維護這個話題。根據(jù)ConMoto的研究表明（Wertorientierte Instandhaltung，2011），歐洲在2010年全年的維護成本高達4500億歐元，其中大約700億歐元的成本是由于低效的維護手段所導致的，另外大約3000億歐元的成本可以通過改進措施來避免。傳統(tǒng)的維護方法依賴于專家的經(jīng)驗知識，而且通常是基于規(guī)則和系統(tǒng)閾值的。這些方法準確度不高，而且無法與時俱進。然而到了“工業(yè)4.0”時代，超過500億的設(shè)備會彼此互聯(lián)，數(shù)據(jù)也會達到ZB級別。屆時，預測性維護將顛覆低效的維護手段，帶來實實在在的業(yè)務(wù)回報，比如提高質(zhì)量、提升可視化運作、降低成本、增強可靠性。具體來說，預測性維護可以充分利用先進的機器學習（machine learning）和人工智能（artificial intelligence）手段，以確定數(shù)據(jù)模式并從數(shù)據(jù)中獲取知識。

　　SAP預測性維護和服務(wù)解決方案（SAP Predictive Maintenance & Service solution）基于SAP HANA平臺，充分利用IoT和M2M技術(shù)來革新現(xiàn)場服務(wù)和資產(chǎn)管理。通過部署這一解決方案，用戶能夠?qū)崟r分析海量的運營數(shù)據(jù)并充分運用預測洞察能力，從而提升資產(chǎn)可用性和客戶滿意度。此解決方案的亮點包括：利用遠程的機器傳感器來“7×24小時”不間斷監(jiān)控設(shè)備運作狀態(tài)、提前預測機器和設(shè)備故障，以及優(yōu)化資產(chǎn)維護和服務(wù)能力，實現(xiàn)自動化運作。

　　作為全球最大的空壓機系統(tǒng)和咨詢服務(wù)提供商之一，Kaeser Kompressoren公司部署了SAP預測性維護和服務(wù)解決方案。通過此方案，該公司能夠?qū)崟r監(jiān)控各空壓站點的關(guān)鍵參數(shù)（比如能耗、運作狀態(tài)、安全狀態(tài)以及空壓質(zhì)量），檢測參數(shù)值是否在閾值范圍之內(nèi)。此外，還能實現(xiàn)維護規(guī)劃更好地匹配維護需求，包括計劃內(nèi)或計劃外需求（這些需求取決于各空壓站點特定的運營條件），比如能夠根據(jù)壓縮機這一維度對機器健康狀況進行預測。

　　在監(jiān)測機器運作過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)實現(xiàn)了大數(shù)據(jù)存儲。基于這些數(shù)據(jù)，Kaeser Kompressoren 能夠進一步優(yōu)化其業(yè)務(wù)流程，并有的放矢地投入到下一代設(shè)備的研究和開發(fā)中。

　　SAP預測維護和服務(wù)解決方案之所以能夠走在科技的前沿是因為其計算的復雜性和規(guī)模。通過部署此解決方案，Kaeser Kompressoren能夠從空壓站點收集成千上萬的實時數(shù)據(jù)流，實現(xiàn)了TB水平的大數(shù)據(jù)演進能力，并能夠在日常運作中收集、分析海量數(shù)據(jù)并根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果迅速采取相應(yīng)措施。

　　數(shù)字對象內(nèi)存：讓小產(chǎn)品提供更加透明的信息

　　在將來，小產(chǎn)品也能擁有數(shù)字對象內(nèi)存（Digital Object Memory），這樣不僅在生產(chǎn)過程中，而且在整個生命周期，都能跟蹤到小產(chǎn)品相關(guān)的信息——我們可以很容易地識別其由哪些部件組成、經(jīng)歷過哪些運輸環(huán)節(jié)、進行過哪些維修、在什么環(huán)境下存儲過。倘若將云技術(shù)運用到此場景中，將會更容易地向所有各方（包括從產(chǎn)品生產(chǎn)商到個人消費者）提供更加可視化、更加透明的信息。

　　以Kaeser Kompressoren為例，服務(wù)工程師可以實時分析其產(chǎn)品的關(guān)鍵參數(shù)而無需拜訪客戶現(xiàn)場，此方式加速了問題解決的速度，使得客戶相關(guān)操作更為可靠、高效。通過系統(tǒng)門戶提供的全面視圖，客服人員會變得更加積極主動、更加以客戶為導向，最終提升Kaeser Kompressoren的市場競爭力。此外，通過SAP HANA生成的空壓站點性能報告能夠傳送給客戶，客戶可以根據(jù)服務(wù)水平協(xié)議（SLA）來監(jiān)督Kaeser Kompressoren的服務(wù)表現(xiàn)。

　　開放、互聯(lián)時代下的物聯(lián)網(wǎng)

　　除了給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了巨大變化外，物聯(lián)網(wǎng)在其它制造領(lǐng)域的潛力也是不可限量的。

　　倘若我們擴展一下加工制造的概念范疇，想象一下建筑公司“制造”的具體施工現(xiàn)場，就會發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)以及相關(guān)技術(shù)能夠幫助我們解決之前曾未考慮的問題。這一點在建筑業(yè)市場龐大的中國尤其重要。

　　比如建筑工程中普遍使用的混凝土是在工廠中生產(chǎn)（工廠中配備了能夠?qū)⒃�材料按照一定比例進行混合的各種存儲設(shè)施和設(shè)備），然后裝入攪拌車派送到目的地�？紤]到混凝土的性質(zhì)，混凝土必須在規(guī)定的時間內(nèi)生產(chǎn)，并及時送達目的地，因此大部分混凝土生產(chǎn)地靠近目的地。

　　在混凝土生產(chǎn)環(huán)節(jié)，建筑公司面臨的主要挑戰(zhàn)包括：（1）由于沒有對混凝土進度以及需求變化進行實時監(jiān)控，造成能源和資源浪費；（2）沒有對儲存設(shè)施和設(shè)備進行預測性維護；（3）不能有效地收集、存儲和傳遞工地（包括混凝土泵和攪拌車）的海量數(shù)據(jù)；（4）無法可靠地檢測現(xiàn)場潛在的風險。

　　建筑工地混凝土生產(chǎn)場所的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

　　如下頁圖所示，有了物聯(lián)網(wǎng)，所有的機器、設(shè)施和水泥攪拌車都配有傳感器，并組成一張互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)能夠收集數(shù)據(jù)和信息流，并進行實時分析。此外，通過與SAP ERP系統(tǒng)集成，能夠快速實施相關(guān)行動，比如調(diào)整生產(chǎn)計劃、優(yōu)化配送路線。

　　在中國，這可以帶來3大好處：

• 首先，實現(xiàn)即時生產(chǎn)（Just-In Time production）。具體而言，混凝土生產(chǎn)計劃能夠根據(jù)建筑工地的需求變化實現(xiàn)動態(tài)制定。通過數(shù)據(jù)流分析，倘若發(fā)現(xiàn)攪拌車里的混凝土攪拌異常，系統(tǒng)會降低攪拌速率，從而導致需求變更。收到需求變更信息，混凝土廠對生產(chǎn)計劃進行相應(yīng)調(diào)整。與此同時，配送計劃也會進行相應(yīng)刷新，從而最大化地利用資源。
• 其次，實現(xiàn)了混凝土廠內(nèi)的各種設(shè)施的能源管理，包括混凝土攪拌機、攪拌車以及攪拌站。能夠?qū)�廠內(nèi)各設(shè)備的能耗水平進行可視化管理，并根據(jù)原因分析結(jié)果，提供相應(yīng)的能耗改進措施。與此同時，可以優(yōu)化攪拌車的配送路線，從而降低能耗。
• 最后，實現(xiàn)現(xiàn)場安全管理。不僅可以根據(jù)專家經(jīng)驗，還可以基于傳感設(shè)備采集的歷史數(shù)據(jù)制定各種安全規(guī)范。對于工地來講，傳感數(shù)據(jù)是一個更好的信息來源。與此同時，建立實時監(jiān)控系統(tǒng)，更好地指導操作員規(guī)避潛在風險。

　　總而言之，這些新技術(shù)可以為制造業(yè)帶來非凡的價值，包括能夠?qū)ι�產(chǎn)計劃進行實時監(jiān)控并動態(tài)調(diào)整、減少能源和資源浪費、提高建筑行業(yè)的安全性、并通過預測性維護減少停工期等。通過智能地使用這些技術(shù)，可以顯著地提高生產(chǎn)效率、靈活性，并降低成本。

　　服務(wù)中國

　　在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，SAP的愿景是提供基于SAP HANA的全面的物聯(lián)網(wǎng)云平臺，而不僅僅局限于提供單個的解決方案。

　　互聯(lián)設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過具備物聯(lián)網(wǎng)能力的SAP HANA云平臺上運行的服務(wù)進行采集。該平臺同時也提供其它能力，比如高性價比的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)（涵蓋熱數(shù)據(jù)、冷數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以及大數(shù)據(jù)）和預測分析。在此平臺之上，SAP公司提供開放的云應(yīng)用平臺，從而實現(xiàn)設(shè)備注冊、信息傳遞、事件處理、部件重用，以及設(shè)備管理等其它功能。系統(tǒng)支持SAP ERP以及非SAP應(yīng)用相關(guān)的數(shù)據(jù)和流程集成功能。

　　SAP公司積極推動物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0在中國制造業(yè)中生根發(fā)芽，比如利用預測性維護和物聯(lián)網(wǎng)解決方案來打造全新的建筑工地，幫助企業(yè)優(yōu)化制造流程，為企業(yè)帶來真正的價值，為此也得到了中國制造圈的廣泛認可。2014年，SAP全球研發(fā)網(wǎng)絡(luò)總裁、快速增長戰(zhàn)略市場總裁 Clas Neumann被授予“中國IT思想領(lǐng)導者”稱號，旨在表揚其在中國市場上推動工業(yè)4.0所做出的努力。正是由于Clas Neumann積極與政界、學術(shù)界和工業(yè)界的同仁們廣泛且十分有見地的交流和交談，使得工業(yè)4.0在中國市場上名聲大振。

　　SAP公司將在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域持續(xù)投入，并不遺余力地與中國政府、制造業(yè)以及整個合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)通力合作，從而更好地普及物聯(lián)網(wǎng)，并通過開發(fā)新應(yīng)用推廣物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新平臺。