對(duì)中國(guó)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(guó)，其制造總量早在幾年前便超過(guò)美國(guó)，成為世界最大的制造國(guó)，中國(guó)制造的200多種產(chǎn)品位居世界首位。即便近年來(lái)世界經(jīng)濟(jì)形勢(shì)不容樂(lè)觀，但中國(guó)的制造業(yè)仍然保持穩(wěn)步增長(zhǎng)，這背后主要得益于以下4大關(guān)鍵因素：（1）中國(guó)制造業(yè)有充足的高質(zhì)量勞動(dòng)力資源；（2）中國(guó)有完善的工業(yè)基礎(chǔ)框架和源源不斷的投資；（3）中國(guó)政府頒布了一系列激勵(lì)制造業(yè)發(fā)展的政策；（4）中國(guó)擁有活躍且龐大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。
然而，中國(guó)制造業(yè)目前也面臨著諸多挑戰(zhàn)。比如，發(fā)達(dá)國(guó)家正在轟轟烈烈地開(kāi)展一場(chǎng)“工業(yè)復(fù)興”運(yùn)動(dòng)；東盟國(guó)家、印度以及拉丁美洲諸國(guó)擁有更為低廉的勞動(dòng)力和資源成本。但與此同時(shí)，以工業(yè)4.0為代表的新一輪工業(yè)革命也給中國(guó)帶來(lái)了很多重要的機(jī)遇，特別是在中國(guó)制造業(yè)加速技術(shù)發(fā)展和結(jié)構(gòu)升級(jí)方面。
工業(yè)4.0給中國(guó)帶來(lái)的關(guān)鍵機(jī)會(huì)點(diǎn)主要包括：加速?gòu)?ldquo;中國(guó)制造”到“中國(guó)創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)變；優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)；以及提升中國(guó)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(méi)有什么新鮮“玩意”。傳感器、互聯(lián)、M2M（機(jī)器對(duì)機(jī)器）已經(jīng)使用多年，淪為老生常談了。然而新鮮的是更廉價(jià)、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(lái)越好、越來(lái)越便宜，并廣泛應(yīng)用于各種新設(shè)備中。配有傳感器的機(jī)器和設(shè)備能夠收集并交互前所未有的更多信息，自動(dòng)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(shí)用于設(shè)備和系統(tǒng)間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挻蠓黾印?/li>
- 一系列優(yōu)化后的標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)設(shè)備配合，實(shí)現(xiàn)了在同一網(wǎng)絡(luò)中，隨時(shí)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(shí)現(xiàn)了前所未有的連接，所收集數(shù)據(jù)的規(guī)模也史無(wú)前例。
面對(duì)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(shí)現(xiàn)最小批量策略和低成本
在當(dāng)代制造業(yè)中，智慧產(chǎn)品或其載體（Carriers）都有唯一標(biāo)識(shí)，此標(biāo)識(shí)通常在生產(chǎn)環(huán)節(jié)一開(kāi)始的時(shí)候就存儲(chǔ)在載體或者產(chǎn)品的RFID芯片中。這樣，從一開(kāi)始，產(chǎn)品就能夠知道其最終將會(huì)如何進(jìn)一步變形，以及最終攜帶什么樣的序列號(hào)。
產(chǎn)品（或者更確切地說(shuō)是后臺(tái)的系統(tǒng)）也知道其將會(huì)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(guò)的每一個(gè)工作站，產(chǎn)品能夠檢測(cè)現(xiàn)用的設(shè)備是否能夠有能力真正完成下一個(gè)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(guò)對(duì)比監(jiān)測(cè)結(jié)果和預(yù)設(shè)值來(lái)驗(yàn)證上一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)是否成功。
通過(guò)彼此互聯(lián)的各種設(shè)備，可以跟蹤生產(chǎn)中的每一個(gè)步驟；可以及時(shí)準(zhǔn)確地了解哪些產(chǎn)品已經(jīng)完成，植入了哪些部件，通過(guò)了哪些機(jī)器，處理過(guò)哪些流程參數(shù)（比如溫度和震動(dòng)）。
這種產(chǎn)品生產(chǎn)模式實(shí)現(xiàn)了小批量策略（lot size）和低成本——我們常稱(chēng)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(huì)中充分證實(shí)：物聯(lián)網(wǎng)以及其對(duì)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(shí)實(shí)的現(xiàn)實(shí)。其中2014年4月舉行的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)被視為全球最具影響力的工業(yè)技術(shù)盛會(huì)之一，會(huì)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(gè)盛會(huì)是2014年11月舉行的中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)（被公認(rèn)為中國(guó)最具影響力的國(guó)際工業(yè)品牌展之一），會(huì)上SAP公司設(shè)立了工業(yè)4.0展廳，展示了開(kāi)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(shí)為“智能分析”帶來(lái)了機(jī)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(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)能和更好的質(zhì)量。同時(shí)也能夠使我們了解到生產(chǎn)中所面臨的最具影響力的問(wèn)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(dāng)然，倘若我們不能具備如下的能力，這一切將會(huì)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(zhuān)門(mén)技能；（3）充分利用能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)通過(guò)最佳的數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)算法進(jìn)行海量數(shù)據(jù)處理的高性能數(shù)據(jù)庫(kù)（比如SAP HANA）。
其中一個(gè)顯而易見(jiàn)的例子就是預(yù)測(cè)診斷，比如預(yù)測(cè)性維護(hù)或預(yù)測(cè)質(zhì)量控制。通過(guò)分析歷史數(shù)據(jù)，我們能夠查明是哪些因素導(dǎo)致了機(jī)器故障或者質(zhì)量問(wèn)題。根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)，我們能夠?qū)崟r(shí)預(yù)測(cè)何時(shí)此問(wèn)題會(huì)重現(xiàn)，從而在問(wèn)題出現(xiàn)前提前采取維護(hù)措施或者其它糾正措施。
讓我們深究一下預(yù)測(cè)性維護(hù)這個(gè)話題。根據(jù)ConMoto的研究表明（Wertorientierte Instandhaltung，2011），歐洲在2010年全年的維護(hù)成本高達(dá)4500億歐元，其中大約700億歐元的成本是由于低效的維護(hù)手段所導(dǎo)致的，另外大約3000億歐元的成本可以通過(guò)改進(jìn)措施來(lái)避免。傳統(tǒng)的維護(hù)方法依賴(lài)于專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，而且通常是基于規(guī)則和系統(tǒng)閾值的。這些方法準(zhǔn)確度不高，而且無(wú)法與時(shí)俱進(jìn)。然而到了“工業(yè)4.0”時(shí)代，超過(guò)500億的設(shè)備會(huì)彼此互聯(lián)，數(shù)據(jù)也會(huì)達(dá)到ZB級(jí)別。屆時(shí)，預(yù)測(cè)性維護(hù)將顛覆低效的維護(hù)手段，帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的業(yè)務(wù)回報(bào)，比如提高質(zhì)量、提升可視化運(yùn)作、降低成本、增強(qiáng)可靠性。具體來(lái)說(shuō)，預(yù)測(cè)性維護(hù)可以充分利用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)（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(shí)。
SAP預(yù)測(cè)性維護(hù)和服務(wù)解決方案（SAP Predictive Maintenance & Service solution）基于SAP HANA平臺(tái)，充分利用IoT和M2M技術(shù)來(lái)革新現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)和資產(chǎn)管理。通過(guò)部署這一解決方案，用戶(hù)能夠?qū)崟r(shí)分析海量的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)并充分運(yùn)用預(yù)測(cè)洞察能力，從而提升資產(chǎn)可用性和客戶(hù)滿(mǎn)意度。此解決方案的亮點(diǎn)包括：利用遠(yuǎn)程的機(jī)器傳感器來(lái)“7×24小時(shí)”不間斷監(jiān)控設(shè)備運(yùn)作狀態(tài)、提前預(yù)測(cè)機(jī)器和設(shè)備故障，以及優(yōu)化資產(chǎn)維護(hù)和服務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)作。
作為全球最大的空壓機(jī)系統(tǒng)和咨詢(xún)服務(wù)提供商之一，Kaeser Kompressoren公司部署了SAP預(yù)測(cè)性維護(hù)和服務(wù)解決方案。通過(guò)此方案，該公司能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控各空壓站點(diǎn)的關(guān)鍵參數(shù)（比如能耗、運(yùn)作狀態(tài)、安全狀態(tài)以及空壓質(zhì)量），檢測(cè)參數(shù)值是否在閾值范圍之內(nèi)。此外，還能實(shí)現(xiàn)維護(hù)規(guī)劃更好地匹配維護(hù)需求，包括計(jì)劃內(nèi)或計(jì)劃外需求（這些需求取決于各空壓站點(diǎn)特定的運(yùn)營(yíng)條件），比如能夠根據(jù)壓縮機(jī)這一維度對(duì)機(jī)器健康狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)。
在監(jiān)測(cè)機(jī)器運(yùn)作過(guò)程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)�；谶@些數(shù)據(jù)，Kaeser Kompressoren 能夠進(jìn)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(kāi)發(fā)中。
SAP預(yù)測(cè)維護(hù)和服務(wù)解決方案之所以能夠走在科技的前沿是因?yàn)槠溆?jì)算的復(fù)雜性和規(guī)模。通過(guò)部署此解決方案，Kaeser Kompressoren能夠從空壓站點(diǎn)收集成千上萬(wàn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流，實(shí)現(xiàn)了TB水平的大數(shù)據(jù)演進(jìn)能力，并能夠在日常運(yùn)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(duì)象內(nèi)存：讓小產(chǎn)品提供更加透明的信息
在將來(lái)，小產(chǎn)品也能擁有數(shù)字對(duì)象內(nèi)存（Digital Object Memory），這樣不僅在生產(chǎn)過(guò)程中，而且在整個(gè)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(shí)別其由哪些部件組成、經(jīng)歷過(guò)哪些運(yùn)輸環(huán)節(jié)、進(jìn)行過(guò)哪些維修、在什么環(huán)境下存儲(chǔ)過(guò)。倘若將云技術(shù)運(yùn)用到此場(chǎng)景中，將會(huì)更容易地向所有各方（包括從產(chǎn)品生產(chǎn)商到個(gè)人消費(fèi)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(shí)時(shí)分析其產(chǎn)品的關(guān)鍵參數(shù)而無(wú)需拜訪客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)，此方式加速了問(wèn)題解決的速度，使得客戶(hù)相關(guān)操作更為可靠、高效。通過(guò)系統(tǒng)門(mén)戶(hù)提供的全面視圖，客服人員會(huì)變得更加積極主動(dòng)、更加以客戶(hù)為導(dǎo)向，最終提升Kaeser Kompressoren的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。此外，通過(guò)SAP HANA生成的空壓站點(diǎn)性能報(bào)告能夠傳送給客戶(hù)，客戶(hù)可以根據(jù)服務(wù)水平協(xié)議（SLA）來(lái)監(jiān)督Kaeser Kompressoren的服務(wù)表現(xiàn)。
開(kāi)放、互聯(lián)時(shí)代下的物聯(lián)網(wǎng)
除了給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)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(kuò)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(chǎng)，就會(huì)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(wèn)題。這一點(diǎn)在建筑業(yè)市場(chǎng)龐大的中國(guó)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牧习凑找欢ū壤M(jìn)行混合的各種存儲(chǔ)設(shè)施和設(shè)備），然后裝入攪拌車(chē)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(shí)間內(nèi)生產(chǎn)，并及時(shí)送達(dá)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(méi)有對(duì)混凝土進(jìn)度以及需求變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，造成能源和資源浪費(fèi)；（2）沒(méi)有對(duì)儲(chǔ)存設(shè)施和設(shè)備進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)；（3）不能有效地收集、存儲(chǔ)和傳遞工地（包括混凝土泵和攪拌車(chē)）的海量數(shù)據(jù)；（4）無(wú)法可靠地檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)潛在的風(fēng)險(xiǎn)。
建筑工地混凝土生產(chǎn)場(chǎng)所的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
如下頁(yè)圖所示，有了物聯(lián)網(wǎng)，所有的機(jī)器、設(shè)施和水泥攪拌車(chē)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(jìn)行實(shí)時(shí)分析。此外，通過(guò)與SAP ERP系統(tǒng)集成，能夠快速實(shí)施相關(guān)行動(dòng)，比如調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃、優(yōu)化配送路線。
在中國(guó)，這可以帶來(lái)3大好處：
- 首先，實(shí)現(xiàn)即時(shí)生產(chǎn)（Just-In Time production）。具體而言，混凝土生產(chǎn)計(jì)劃能夠根據(jù)建筑工地的需求變化實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)制定。通過(guò)數(shù)據(jù)流分析，倘若發(fā)現(xiàn)攪拌車(chē)?yán)锏幕炷翑嚢璁惓＃到y(tǒng)會(huì)降低攪拌速率，從而導(dǎo)致需求變更。收到需求變更信息，混凝土廠對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。與此同時(shí)，配送計(jì)劃也會(huì)進(jìn)行相應(yīng)刷新，從而最大化地利用資源。
- 其次，實(shí)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(jī)、攪拌車(chē)以及攪拌站。能夠?qū)S內(nèi)各設(shè)備的能耗水平進(jìn)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(jìn)措施。與此同時(shí)，可以?xún)?yōu)化攪拌車(chē)的配送路線，從而降低能耗。
- 最后，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)安全管理。不僅可以根據(jù)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)，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(duì)于工地來(lái)講，傳感數(shù)據(jù)是一個(gè)更好的信息來(lái)源。與此同時(shí)，建立實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，更好地指導(dǎo)操作員規(guī)避潛在風(fēng)險(xiǎn)。
總而言之，這些新技術(shù)可以為制造業(yè)帶來(lái)非凡的價(jià)值，包括能夠?qū)ιa(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并動(dòng)態(tài)調(diào)整、減少能源和資源浪費(fèi)、提高建筑行業(yè)的安全性、并通過(guò)預(yù)測(cè)性維護(hù)減少停工期等。通過(guò)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(guó)
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(tái)，而不僅僅局限于提供單個(gè)的解決方案。
互聯(lián)設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過(guò)具備物聯(lián)網(wǎng)能力的SAP HANA云平臺(tái)上運(yùn)行的服務(wù)進(jìn)行采集。該平臺(tái)同時(shí)也提供其它能力，比如高性?xún)r(jià)比的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(yù)測(cè)分析。在此平臺(tái)之上，SAP公司提供開(kāi)放的云應(yīng)用平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備注冊(cè)、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(dòng)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0在中國(guó)制造業(yè)中生根發(fā)芽，比如利用預(yù)測(cè)性維護(hù)和物聯(lián)網(wǎng)解決方案來(lái)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(lái)真正的價(jià)值，為此也得到了中國(guó)制造圈的廣泛認(rèn)可。2014年，SAP全球研發(fā)網(wǎng)絡(luò)總裁、快速增長(zhǎng)戰(zhàn)略市場(chǎng)總裁 Clas Neumann被授予“中國(guó)IT思想領(lǐng)導(dǎo)者”稱(chēng)號(hào)，旨在表?yè)P(yáng)其在中國(guó)市場(chǎng)上推動(dòng)工業(yè)4.0所做出的努力。正是由于Clas Neumann積極與政界、學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的同仁們廣泛且十分有見(jiàn)地的交流和交談，使得工業(yè)4.0在中國(guó)市場(chǎng)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(guó)政府、制造業(yè)以及整個(gè)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(guò)開(kāi)發(fā)新應(yīng)用推廣物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新平臺(tái)。
