當(dāng)前有幾個(gè)熱詞，按時(shí)間順序來(lái)講，分別是“互聯(lián)網(wǎng)+”、“工業(yè)4.0”、“兩化深度融合”、“智能制造”和“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”。“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”這個(gè)概念由美國(guó)提出，其核心是發(fā)揮數(shù)據(jù)采集、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的作用，為工業(yè)企業(yè)節(jié)約至少1%的成本，而“工業(yè)4.0”則由德國(guó)提出，已上升至德國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略高度。中國(guó)作為制造業(yè)大國(guó)，需要走自己的路，發(fā)揮中國(guó)的特色，這樣才能把制造業(yè)大國(guó)變成制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，在世界制造市場(chǎng)中占有更大的份額，并獲得足夠的話(huà)語(yǔ)權(quán)。
何為“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”？
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”可以理解為工業(yè)制造業(yè)的改革創(chuàng)新模式，按照公式來(lái)列可以這么描述：
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+” ={（工業(yè)+）+（互聯(lián)網(wǎng)+）}+
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”不僅包含工業(yè)的升級(jí)，也包括互聯(lián)網(wǎng)的升級(jí)，在工業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合后，還要進(jìn)一步地發(fā)展，基于原有工業(yè)基礎(chǔ)進(jìn)行升級(jí)改造，形成利用互聯(lián)網(wǎng)思維、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全新工業(yè)生態(tài)。這種生態(tài)以需求引領(lǐng)、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和制造升級(jí)為核心，從而促進(jìn)制造業(yè)走出微笑曲線(xiàn)的谷底，實(shí)現(xiàn)制造與創(chuàng)新、營(yíng)銷(xiāo)的三足鼎立，在經(jīng)濟(jì)收益、利潤(rùn)空間和重要性方面獲得明顯改善。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)＋”不僅包含工業(yè)的升級(jí)，也包括互聯(lián)網(wǎng)的升級(jí)，在工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)深度融合后，還要進(jìn)一步發(fā)展。
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”有什么特色？
人口規(guī)模稟賦。制造業(yè)在一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)中占有非常重要的地位。制造業(yè)的提升對(duì)于國(guó)家的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)走勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)力有著非常大的影響，因此各國(guó)大都根據(jù)自己的稟賦基礎(chǔ)來(lái)針對(duì)制造業(yè)制定國(guó)家戰(zhàn)略。美國(guó)在計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面優(yōu)勢(shì)明顯，而德國(guó)在裝備制造業(yè)、控制系統(tǒng)和管理軟件等方面具備較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)，所以分別提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“工業(yè)4.0”。筆者認(rèn)為我國(guó)最大的基礎(chǔ)就是擁有巨大的人口規(guī)模，這種人口優(yōu)勢(shì)應(yīng)該是我國(guó)發(fā)展工業(yè)制造業(yè)的核心。從制造模式分析，在未來(lái)的制造業(yè)中，個(gè)性化定制、小批量定制會(huì)在經(jīng)濟(jì)總量中占有越來(lái)越高的比例。從產(chǎn)品角度來(lái)分析，可以把產(chǎn)品與工藝的關(guān)聯(lián)性按高低來(lái)分，而工藝也可以按照成熟度分出高低，顯然對(duì)于工藝成熟度低的產(chǎn)品，以及產(chǎn)品與工藝關(guān)聯(lián)性高的產(chǎn)品，都離不開(kāi)大規(guī)模的人口介入。我國(guó)需要在這樣的產(chǎn)品領(lǐng)域加大投入，從而進(jìn)一步挖掘中國(guó)人口稟賦的價(jià)值。
團(tuán)制模式。團(tuán)制模式這個(gè)概念為筆者所提出，其不同于近些年興起的大規(guī)模定制，也不同于個(gè)性化定制。相對(duì)而言，個(gè)性化定制在經(jīng)濟(jì)總量中的比例還比較小，比例更高的仍然是規(guī)模化生產(chǎn)。然而與傳統(tǒng)的規(guī)模化生產(chǎn)不同，以往的規(guī)模化生產(chǎn)是生產(chǎn)庫(kù)存然后銷(xiāo)售，而團(tuán)制模式更強(qiáng)調(diào)是形成具有經(jīng)濟(jì)規(guī)模的采購(gòu)，去掉中間渠道，直接向工廠(chǎng)采購(gòu)。這種模式具有經(jīng)濟(jì)的集約性，避免了庫(kù)存積壓，提高了資源利用率，也促進(jìn)了企業(yè)創(chuàng)新，因此其必將在總體經(jīng)濟(jì)中占有越來(lái)越大的比例，成為制造業(yè)發(fā)展的一種趨勢(shì)。
微費(fèi)經(jīng)濟(jì)。微費(fèi)經(jīng)濟(jì)指消費(fèi)者的支付是一個(gè)非常低的值，這種值遠(yuǎn)較以往的小。形成這種模式必然需要一系列的轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變需要包括剝離無(wú)效的不增值部分，例如銷(xiāo)售渠道，更需要生產(chǎn)制造的專(zhuān)業(yè)性，利用專(zhuān)業(yè)性、規(guī)模化降低成本。此外還可以利用高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)，對(duì)信息不對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象進(jìn)行革命性改進(jìn)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”的核心技術(shù)
基于CPS系統(tǒng)的業(yè)務(wù)管理可視化。有了CPS系統(tǒng)，在設(shè)備、物流，以及產(chǎn)品的屬性、性能、狀態(tài)發(fā)生變化后，企業(yè)需要針對(duì)這些變化進(jìn)行相應(yīng)的作業(yè)、管理和決策，這就需要采取一系列先進(jìn)的模式。對(duì)于業(yè)務(wù)可視化管理的框架，筆者并不贊同能看到所有信息，企業(yè)的管理者面對(duì)的應(yīng)該是一個(gè)行為導(dǎo)向的展示，根據(jù)業(yè)務(wù)需要來(lái)展示數(shù)據(jù)。所展示的數(shù)據(jù)基本是對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行裁剪、運(yùn)算和提煉而成，具體形式包括：歷史性、統(tǒng)計(jì)性數(shù)據(jù)展示框架；監(jiān)控型展示框架；基于交互式分析的展示模式；基于全業(yè)務(wù)、全數(shù)據(jù)的菜單式展示等。
虛擬技術(shù)。目前在CPS系統(tǒng)上，我們可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)與虛擬之間的變換，例如多年前我們就提出虛擬主機(jī)的概念，通過(guò)虛擬的樣機(jī)進(jìn)行模擬分析，例如強(qiáng)度、剛度和動(dòng)力學(xué)等，通過(guò)這樣的分析，可以在構(gòu)建實(shí)物之前，發(fā)現(xiàn)缺陷，優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而提高一次成功率。3D打印技術(shù)更可以利用增料技術(shù)，快速生成零部件，實(shí)現(xiàn)虛擬向現(xiàn)實(shí)的轉(zhuǎn)化。更長(zhǎng)遠(yuǎn)地來(lái)看，核心技術(shù)應(yīng)不僅于此，還要把時(shí)間和空間進(jìn)一步納入進(jìn)來(lái)，從而形成一個(gè)更為廣泛的CYBER空間，從而促進(jìn)制造業(yè)形成一個(gè)前所未有的世界。在這個(gè)空間里，我們可以實(shí)現(xiàn)虛擬基礎(chǔ)上的進(jìn)一步虛擬，可以利用虛擬來(lái)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，從而實(shí)現(xiàn)革命性的創(chuàng)新。
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”的實(shí)現(xiàn)路徑
構(gòu)建智能的人和智能的組織。人的智能包括“智”，指的是認(rèn)知能力，又進(jìn)一步分為認(rèn)識(shí)與知道，而“能”強(qiáng)調(diào)的是技能和行為習(xí)慣。目前在一些工廠(chǎng)，機(jī)器人已經(jīng)開(kāi)始代替工人從事一些生產(chǎn)勞作。出現(xiàn)這種情況的主要原因包括企業(yè)招不到合適的員工、員工的素質(zhì)難以達(dá)到要求以及過(guò)高的人工成本。筆者以為更大的原因是生產(chǎn)的效率與質(zhì)量。企業(yè)利用自動(dòng)化設(shè)備，尤其是通過(guò)使用機(jī)器人，可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)能力的大幅提升。對(duì)企業(yè)而言還有一個(gè)潛在問(wèn)題，那就是人的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，這恐怕也是很多企業(yè)用機(jī)器人代替工人的一個(gè)深層次原因，機(jī)器不會(huì)主觀犯錯(cuò)誤，而人可能帶來(lái)難以預(yù)料的風(fēng)險(xiǎn)。企業(yè)需要加大對(duì)工人知識(shí)和技能的培養(yǎng)，不僅需要傳授“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”的相關(guān)技術(shù)，還要加強(qiáng)心理素質(zhì)的培養(yǎng)。智能的組織則是在原先的金字塔、矩陣式等組織結(jié)構(gòu)形式上，根據(jù)企業(yè)的情況、客戶(hù)的需求來(lái)構(gòu)建更有效率的組織架構(gòu)模式，例如“不為我有但為我用”、一專(zhuān)多能、復(fù)合人才培養(yǎng)等。
實(shí)施車(chē)間執(zhí)行系統(tǒng)（MES）。車(chē)間應(yīng)該成為我國(guó)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”最重要的實(shí)施主體，提升這個(gè)主體的綜合實(shí)力是重中之重。車(chē)間的構(gòu)成可分為三個(gè)層面：智能裝備、由智能裝備構(gòu)建的智能生產(chǎn)線(xiàn)和多條不同智能生產(chǎn)線(xiàn)構(gòu)建的智能車(chē)間。MES軟件則是這個(gè)主體最重要的軟件應(yīng)用，其上接ERP系統(tǒng)，下接硬件設(shè)備的中樞，可以提升車(chē)間的自動(dòng)化、智能化。通過(guò)MES系統(tǒng)的實(shí)施，可以對(duì)車(chē)間的設(shè)備、人員、工具、量具、能源、生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行、質(zhì)量等方方面面進(jìn)行統(tǒng)籌管理，進(jìn)而有效地在執(zhí)行層面提升企業(yè)的制造實(shí)力，優(yōu)化資源配置。
實(shí)現(xiàn)車(chē)間的自動(dòng)化與智能化升級(jí)改造。通過(guò)實(shí)施MES系統(tǒng)，企業(yè)可以采集各種數(shù)據(jù)，從全生命周期、全流程的角度來(lái)分析研究企業(yè)的生產(chǎn)執(zhí)行情況，從中發(fā)現(xiàn)車(chē)間的短板，進(jìn)行升級(jí)、優(yōu)化和改進(jìn)，從而提升車(chē)間的綜合能力，帶來(lái)生產(chǎn)率的大幅提升。需要注意的是，自動(dòng)化、智能化的處理對(duì)象不僅是物理層面的對(duì)象，例如原料、半成品，還包括對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化和智能化處理，企業(yè)在此方面需要統(tǒng)籌規(guī)劃，重點(diǎn)突破。
構(gòu)建系統(tǒng)化網(wǎng)絡(luò)體系。構(gòu)建系統(tǒng)化的網(wǎng)絡(luò)體系不僅是傳遞物理信息，還包括信息安全、數(shù)據(jù)協(xié)議、業(yè)務(wù)協(xié)議等內(nèi)容。利用這樣的網(wǎng)絡(luò)體系，可以組建車(chē)間、工廠(chǎng)、供應(yīng)鏈上下游、行業(yè)、地區(qū)乃至國(guó)家的互聯(lián)網(wǎng)體系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳遞、存儲(chǔ)、分析、應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)設(shè)備級(jí)的聯(lián)通，例如M2M的交互、遠(yuǎn)程操控等，包括冷交換、熱交換、互聯(lián)互通，直到互操作的級(jí)別。
建設(shè)企業(yè)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算中心。在工業(yè)企業(yè)的數(shù)據(jù)中，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)較多，就技術(shù)層面而言，數(shù)據(jù)本身的復(fù)雜性非常高，因此企業(yè)需要構(gòu)建工業(yè)數(shù)據(jù)圖譜，規(guī)范企業(yè)的術(shù)語(yǔ)、構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的集成，這就需要企業(yè)建立大數(shù)據(jù)中心，以及跨地域的云計(jì)算中心，實(shí)現(xiàn)輕客戶(hù)端、重服務(wù)端的應(yīng)用模式，實(shí)現(xiàn)高效、正確和精益。同時(shí)企業(yè)內(nèi)部的信息平臺(tái)還需要與各種社會(huì)化平臺(tái)建立廣泛深入的集成聯(lián)系。
構(gòu)建“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”的標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議
在“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”模式下，企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息的記錄、傳遞、存儲(chǔ)、分析和應(yīng)用等，都離不開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議。在產(chǎn)品層面，產(chǎn)品、零部件的質(zhì)量、互換性也離不開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。在德國(guó)的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略中，標(biāo)準(zhǔn)成為其關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容之一。制造業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將直接影響到市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，涉及到市場(chǎng)利益和技術(shù)壁壘，可以帶來(lái)巨大的標(biāo)準(zhǔn)紅利。目前PLC編程語(yǔ)言的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61131-3（PLC Open）主要都來(lái)自德國(guó)企業(yè)；通信領(lǐng)域普及的CAN、Profibus以及EtherCAT也全都誕生于德國(guó)。我國(guó)需要圍繞智能工廠(chǎng)促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作，構(gòu)建生態(tài)鏈上各個(gè)環(huán)節(jié)的合作機(jī)制，確定哪些信息可被用來(lái)交換，哪些屬于標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件等，從而將先進(jìn)的信息模式、生產(chǎn)模式和商業(yè)模式形成標(biāo)準(zhǔn)推廣到國(guó)際市場(chǎng)，進(jìn)而促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新。
開(kāi)展“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”的跨界合作
實(shí)施“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”的模式，必須突破傳統(tǒng)的思維慣性，實(shí)現(xiàn)多主體、多形式、多內(nèi)容的各種合作。對(duì)于這種合作，互聯(lián)網(wǎng)是載體，大數(shù)據(jù)是內(nèi)容，分析應(yīng)用是工具，產(chǎn)品創(chuàng)新是結(jié)果，從而形成覆蓋全流程、全生命周期的生態(tài)鏈。在生態(tài)鏈中，實(shí)現(xiàn)各種集成，例如基于供應(yīng)鏈的縱向集成（突破工業(yè)4.0的企業(yè)內(nèi)部縱向集成）。而在具體表現(xiàn)上，可以改變傳統(tǒng)的集團(tuán)宏觀管控，構(gòu)建集團(tuán)云計(jì)算中心，促進(jìn)集團(tuán)各企業(yè)的深度交流與合作，例如可以構(gòu)建行業(yè)數(shù)據(jù)中心或基于地區(qū)的產(chǎn)業(yè)集群。
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”所帶來(lái)的工業(yè)革命，不僅僅是一次技術(shù)革命或金融革命，更是一次思維革命，無(wú)論是政府的決策者、制造型企業(yè)的負(fù)責(zé)人或管理者，還是一線(xiàn)員工，都需要優(yōu)化、創(chuàng)新，通過(guò)技術(shù)改進(jìn)、實(shí)施MES系統(tǒng)，提升自動(dòng)化和智能化水平，促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算深度應(yīng)用，從而打造出具有中國(guó)特色的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”。