2016年5月,《國務院關于深化制造業(yè)與互聯(lián)網融合發(fā)展的指導意見》(國發(fā)﹝2016﹞28號)發(fā)布,文件提出“強化軟件支撐和定義制造業(yè)的基礎性作用”,從戰(zhàn)略和全局的高度確立了新時期工業(yè)軟件的地位。
在首屆“工業(yè)軟件與制造業(yè)融合發(fā)展高峰論壇”上,工業(yè)和信息化部副部長、中國科學院院士懷進鵬表示未來軟件企業(yè)將朝著網絡化、生態(tài)化、平臺化和專業(yè)化的方向發(fā)展,并指出工信部將以制造業(yè)與互聯(lián)網融合試點示范為抓手,加大工業(yè)軟件應用與推廣力度,加強產業(yè)生態(tài)建設。
當前,新一代信息通信技術與制造業(yè)融合發(fā)展是全球新一輪科技革命和產業(yè)變革的核心特征。在現(xiàn)階段,我國基礎材料、基礎技術、基礎工藝、基礎零部件(簡稱“四基”)產業(yè)基礎相對薄弱,對于“制造業(yè)+互聯(lián)網”來說,僅僅補上“四基”短板是不夠的,必須依照國務院《關于深化制造業(yè)與互聯(lián)網融合發(fā)展的指導意見》大力發(fā)展“新四基”:“一硬”(自動控制和感知)、“一軟”(工業(yè)核心軟件)、“一網”(工業(yè)互聯(lián)網)、“一臺”(工業(yè)云和智能服務平臺)。
懷進鵬:軟件成為重要生產要素
如何理解“一硬、一軟、一網、一臺”這新四基?
懷部長解釋說,“硬”是指自動控制和感知硬件;“軟”是指工業(yè)核心軟件;“網”是指工業(yè)互聯(lián)網;“平臺”是指工業(yè)云和智能服務平臺。
新四基在2016年5月頒發(fā)的國務院28號文件中首次提及。
“去年5月份,中國發(fā)布了中國制造2025,今年5月份又發(fā)布了我們所說的制造業(yè)與互聯(lián)網融合發(fā)展的意見。”懷進鵬指出。很明顯,“新四基”的提法,就是中國制造2025的升級版。事實上,中國制造2025涵蓋了從2015年~2045年間30年的中國制造業(yè)發(fā)展規(guī)劃。2015~2025年則是第一階段。如果說智能制造時中國制造2025的主攻方向,那么“新四基”則為中國制造2025奠定了基礎。
實際上,中國制造2025與德國的工業(yè)4.0以及美國的工業(yè)互聯(lián)網異曲同工。但與德國、美國最大的不同在于,身為制造業(yè)大國的中國目前尚未進入世界級的制造業(yè)強國——既沒有德國在傳統(tǒng)工業(yè)領域的雄厚基礎,也缺乏如美國般引領世界信息技術發(fā)展的先進技術。因此,中國制造業(yè)的轉型發(fā)展,不僅要解決產品質量提升、強化工業(yè)基礎能力、制造業(yè)升級轉型等基本問題,還要跨越“一硬、一軟、一網、一臺”這“新四基”的門檻。
當前,中國絕大多數(shù)企業(yè)面臨著數(shù)字化轉型的問題?!拔覀冎v個性化制造、協(xié)同制造,都在不斷推動我們過去的傳統(tǒng)工業(yè)經濟,從B2C的方式轉向了C2B。”懷進鵬表示,在這種新的模式下,軟件成為重要的生產要素,與制造業(yè)無縫集成,強化了制造業(yè)競爭的資源配置、入市時間、產品靈活性等三個基本功能,創(chuàng)造著新的生態(tài)和新的應用方式。
在他看來,無論美國還是德國、英國、法國、韓國、日本,都把過去簡單的機械化、自動化、信息化,在制造業(yè)與信息技術高度融合的基礎上進行了升級。
“我個人認為,工業(yè)軟件所代表的軟件協(xié)同將支撐工業(yè)制造的智能化和數(shù)字化,未來的工業(yè)將走向智能制造。積極擁抱兩化融合的智能制造業(yè)將會更具有競爭能力。”懷進鵬表示,推動中國工業(yè)軟件全生命周期的發(fā)展,大力加強制造業(yè)轉型升級,將成為中國制造2025的落地關鍵。
李培根:工業(yè)軟件是重要使能工具
針對工業(yè)軟件的發(fā)展,中國工程院院士、著名制造業(yè)專家李培根則認為,在信息化與工業(yè)化融合的進程中,工業(yè)軟件作為使能工具是衡量企業(yè)軟能力的重要部分,而軟能力在某種程度上是一個企業(yè)核心競爭力的代名詞。
在李培根看來,所謂軟能力是指軟件對機器或系統(tǒng)的感知進行分析、處理、決策優(yōu)化,通過連接物理、人、信息系統(tǒng)并發(fā)現(xiàn)隱性規(guī)律,從而適應動態(tài)變化的環(huán)境,達到機器與人的協(xié)同。如果說硬能力作為顯性能力以設備、產品等為載體,是設備、產品等的外在表現(xiàn)。軟能力則正好相反,他作為隱性能力對硬能力部分起支撐作用。工業(yè)軟件是軟能力的主要部分,在企業(yè)生產過程中大部分活動的指令是由軟件發(fā)出,企業(yè)及其設備活動中最關鍵部分的能力可能取決于軟件,工業(yè)軟件在制造業(yè)中起到重要作用。
工業(yè)軟件作為重要的目標使能工具,可以幫助企業(yè)提升生產質量。例如華中數(shù)控通過監(jiān)測主軸高速運轉、單軸快移定位和雙軸聯(lián)動對數(shù)控機床進行定期“體檢”,提升機床穩(wěn)定性、可靠性,保障加工產品質量。此外,軟件對提升產品質量還體現(xiàn)在供應鏈環(huán)節(jié)。例如江淮汽車建設了零部件供應巢,已有包括澳大利亞、臺灣、香港等260多家企業(yè)入駐。通過數(shù)據(jù)、視頻等形式使加工過程可視化,讓客戶知道訂購產品在制造過程中的狀態(tài)信息。
除此之外,軟件可以使加工過程更加節(jié)能環(huán)保,達到綠色制造的目的。根據(jù)《中國制造2025》規(guī)劃中提出,制造業(yè)需要加大先進節(jié)能環(huán)保技術、工藝和裝備的研發(fā)力度,加快制造業(yè)綠色改造升級。通過軟件可以提高制造業(yè)資源利用效率,強化產品全生命周期綠色管理;
軟件可以加快企業(yè)向生產服務型制造的轉型,例如GE將傳感器安在飛機發(fā)動機葉片上,通過軟件建立了“健康保障系統(tǒng)”。同時,軟件的應用還可以體現(xiàn)在通過獲取大數(shù)據(jù),改進企業(yè)設計、仿真、控制、維護等過程;
軟件可以提升企業(yè)生產效率,例如國產MES軟件服務商愛普工華,提供了多品種、大批量混流生產。通過智能排程、動態(tài)調度等手段使工件與設備的最佳匹配,實現(xiàn)生產工時的整體最少,生產任務的自動優(yōu)化處理。設備利用率提高約10%,生產線零庫存。
安筱鵬:軟件視角中的未來工業(yè)
2008年的國際金融危機,重創(chuàng)了金融業(yè),也驚醒了制造業(yè)。制造業(yè)領軍企業(yè)紛紛調整戰(zhàn)略、加速轉型、應對挑戰(zhàn),這些舉措引發(fā)了各界對工業(yè)軟件地位和作用的重新思考。
隨著軟件定義網絡(SDN)、軟件定義存儲(SDS)等新理念和新技術不斷涌現(xiàn),軟件定義的理念逐漸延伸到制造業(yè)。國外領軍在軟件領域不斷地探索,國內一批先知先覺的制造企業(yè)也察覺到了這種轉型發(fā)展的機遇,開始進行軟件產業(yè)的戰(zhàn)略布局。十多年來,寶信、石化盈科等脫胎于制造企業(yè)的軟件服務商,以系統(tǒng)解決方案為切入點,已經發(fā)展成為行業(yè)龍頭企業(yè)。伴隨著新一輪產業(yè)革命的興起,制造企業(yè)圍繞軟件的布局不斷加快。
帶著這些問題,企業(yè)需要從工業(yè)軟件的視角,重新審視未來工業(yè)的變革方向。
在工業(yè)和信息化部信息化和軟件服務業(yè)司副司長安筱鵬看來,工業(yè)軟件是人們對工業(yè)研發(fā)設計、生產制造、經營管理、運維服務等全生命周期業(yè)務環(huán)節(jié)規(guī)律的模型化、代碼化、工具化,是工業(yè)知識、技術積累和經驗體系的新載體,是實現(xiàn)工業(yè)數(shù)字化、網絡化、智能化的核心。
一定程度上,軟件擴大了產品的邊界,改變了人與產品的交互方式,讓產品的功能更加柔性、更加人性;軟件讓無序的組織走向規(guī)范,給僵化的流程注入活力;軟件讓困惑者覺醒不斷拓寬轉型的視野,讓觀望者自信找到奮力前行的工具?;谶@樣一些基本認知,可以從工業(yè)產品、企業(yè)流程、生產方式、企業(yè)核心競爭力和產業(yè)生態(tài)的五個角度,重新審視軟件的價值和作用。
工業(yè)軟件生態(tài)至關重要
工業(yè)軟件的發(fā)展是一項綜合性非常強的任務,如何將工業(yè)軟件的價值充分傳遞給中國的制造企業(yè),同樣是一個任重而道遠的命題。在中國市場,提供工業(yè)軟件及其相關解決方案的供應商眾多,如何吸取各家之長,選擇最適合企業(yè)業(yè)務的解決方案,是中國制造企業(yè)向中國制造2025邁進、部署智能制造戰(zhàn)略的關鍵。
西門子工業(yè)軟件的愿景是助力企業(yè)業(yè)務完全數(shù)字化,不僅僅局限于產品設計,還包括生產車間。西門子工業(yè)4.0解決方案提供全價值鏈、貫穿產品全生命周期的研發(fā)平臺,通過這一平臺,可以從前端產品的設計、研發(fā)、仿真到執(zhí)行,到最后與硬件的結合,自動生成PLC生產線的代碼,仿真整個生產線還有工廠的布局,還可以將生產環(huán)節(jié)全部用數(shù)字化的信息呈現(xiàn),在投入物理的生產之前,使所有的環(huán)節(jié)得到驗證。SiemensPLMSoftware全球高級副總裁兼大中華區(qū)董事總經理梁乃明指出,西門子工業(yè)軟件解決方案可以幫助企業(yè)提高效率,縮短研發(fā)的周期,提高產品的質量,幫助它們從數(shù)字化走向智能化。
PTC除了致力于提供制造業(yè)工具軟件和管理系統(tǒng),同時提供物聯(lián)網解決方案。PTC中國區(qū)售前高級技術總監(jiān)紀豐偉博士介紹,最近四年,PTC收購和整合了11家公司,為了形成了一套新的技術體系來服務于制造業(yè):首先,形成了以物聯(lián)網技術為核心的連接和感知能力;其次收購了大數(shù)據(jù)的分析平臺Thingworx,幫助企業(yè)做大數(shù)據(jù)分析;再次,通過收購增強現(xiàn)實軟件Vuforia進一步提升了數(shù)據(jù)提取、分析以及應用的能力,幫助更多的操作人員加強精準執(zhí)行的能力。達索系統(tǒng)的愿景則是在體驗時代為企業(yè)提供智能創(chuàng)新研制平臺體系。
達索系統(tǒng)大中華區(qū)高級業(yè)務拓展經理趙文功指出,在體驗(Experience)經濟時代,體驗被看成服務的一部分,人們購買的商品不僅僅是它的使用價值本身,更重要的是追求更好的用戶體驗,包括產品購買過程的體驗和產品使用過程的體驗。達索系統(tǒng)3D技術提供一個完整的逼真體驗環(huán)境,包括虛擬設計、虛擬仿真、虛擬制造、虛擬運行、虛擬維修、虛擬服務、虛擬體驗等等,使企業(yè)的研發(fā)、工藝、制造、服務等相關人員,在產品研發(fā)和制造全過程中,能夠充分考慮產品在實際使用過程中的全方位性能,確保產品的質量、高性價比、高可靠性和環(huán)境友好,為產品的使用者帶來良好的體驗,從而幫助達索系統(tǒng)的客戶創(chuàng)造商業(yè)價值,提升產品創(chuàng)新能力。
用友并不提供工業(yè)軟件,但其關注的四大應用領域,除數(shù)字營銷和客戶服務、企業(yè)社交和協(xié)同辦公、企業(yè)共享服務之外,一個重要的領域就是智能制造。在用友董事長兼CEO王文京看來,支撐企業(yè)互聯(lián)網化有四個關鍵技術——移動互聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能,以及公有云、私有云、混合云等三種不同形態(tài)的部署方式,這些關鍵基礎技術正在經歷更新?lián)Q代,從原來的傳統(tǒng)技術架構到今天新一代的企業(yè)計算的技術架構,其關鍵在于推動企業(yè)的產品、服務和業(yè)務模式的創(chuàng)新,而用友可以幫助企業(yè)在向新技術轉型進程中提供各種幫助。
作為國產工業(yè)軟件的代表,索為系統(tǒng)致力于以知識的自動化推動工業(yè)技術軟件化。北京索為系統(tǒng)技術股份有限公司董事長李義章介紹,所謂知識自動化就是把人工作的方法,包括做設計、建模、仿真、技術處理的方式植入到平臺上,通過模型化的知識驅動工具去工作。
簡單來說,索為所構建的知識自動化總體原理相當于構建一個工業(yè)的安卓系統(tǒng),索為提供一個中間和開放的平臺,把工程技術、工程知識跟工具的操作結合,這個中間平臺相當于工程界的安卓,知識的模型化相當于形成了工業(yè)APP。這些APP包括產品的總體設計、專業(yè)的設計系統(tǒng),包括仿真、測試驗證的系統(tǒng),工藝設計的系統(tǒng),生產管理系統(tǒng),包括整個的系統(tǒng)生命周期的模型,還有包括像虛擬樣機,包括各種數(shù)據(jù)管理,以及整個協(xié)同的研發(fā)流程。
IBM是全球最大的信息技術和業(yè)務解決方案公司,它主要面向工業(yè)領域提供認知物聯(lián)網方案。IBM中國研究院高級研究員王健博士介紹,IBM認知技術主要可以幫助企業(yè)提高產品質量:包括通過物聯(lián)網對生產過程、設備工況、工藝參數(shù)等信息進行實時采集;對產品質量、缺陷進行檢測和統(tǒng)計;在離線狀態(tài)下,利用機器學習技術挖掘產品缺陷與物聯(lián)網歷史數(shù)據(jù)之間的關系,形成控制規(guī)則;在在線狀態(tài)下,通過增強學習技術和實時反饋,控制生產過程減少產品缺陷;集成專家經驗,改進學習結果。其次可以實現(xiàn)預測性維護:包括響應式維護(ReactiveMaintenance)、預防性維護(PreventiveMaintenance-PvM)和預見性維護(PredictiveMaintenance-PdM)。
在“推動工業(yè)軟件與制造業(yè)融合發(fā)展工作座談會”上,懷部長強調建立工業(yè)軟件生態(tài)對中國企業(yè)的轉型升級至關重要,除了西門子、PTC、達索系統(tǒng)、用友、索為、IBM之外,來自SAP、微軟、安世亞太、中國移動等公司高管就如何貫徹落實《國務院關于深化制造業(yè)與互聯(lián)網融合發(fā)展的指導意見》進行了討論,針對如何強化軟件支撐和定義制造業(yè)的基礎性作用等問題提出了各自的建議。
黃培:探索制造業(yè)分享經濟新模式
在當前的經濟發(fā)展新常態(tài)下,很多企業(yè)都面臨著定單不足,開工率低,產能過剩的問題。這導致很多企業(yè)的生產設備和檢測設備閑置,利用率非常低,而且很多設備的本地配套率不高,導致大量訂單外流至沿海地區(qū)。很多大企業(yè)抱怨模具配套率低,中小企業(yè)缺乏技術和制造資源。企業(yè)重產品輕服務,制造業(yè)服務化意識不足。有資源的企業(yè)守著金山沒飯吃,有需求的企業(yè)找不到配套和外協(xié)廠商。
有分析表明,2015年中國分享經濟的市場約為2萬億人民幣;2014年電子制造外包的全球市場已經達到了5000億美元;傳統(tǒng)制造企業(yè)外協(xié)業(yè)務占企業(yè)采購總量的30%左右。在這個背景下,制造業(yè)究竟如何解決業(yè)務外包的問題?
優(yōu)制網致力于實現(xiàn)面向制造企業(yè)的設計、制造、檢測、試驗、維修、仿真、認證等專業(yè)服務的搜索、供需對接和外包服務的線下執(zhí)行,以O2O模式實現(xiàn)工業(yè)服務的分享。根據(jù)制造業(yè)的業(yè)務特點,優(yōu)制網設置了機械制造、電子電器制造、非金屬制造、個性化定制、檢驗檢測、工程設備、工業(yè)設計和工業(yè)咨詢等制造服務類別,提供PC版、安卓版和IOS版,支持根據(jù)地圖搜索服務商。
在優(yōu)制網平臺上,服務方企業(yè)可以發(fā)布各類專業(yè)服務,以及服務的規(guī)格參數(shù),例如質量等級、接單批量、交貨期、加工精度等,并通過平臺承接其他企業(yè)的業(yè)務需求。通過資源分享發(fā)揮企業(yè)閑置資源的能力和價值,實現(xiàn)資源的合理配置。有制造和服務需求的企業(yè)可以在平臺上,發(fā)布加工、檢測等專業(yè)服務的業(yè)務需求,并通過專業(yè)的服務搜索引擎實現(xiàn)服務方企業(yè)的服務類別、服務能力和服務資源的匹配,解決專業(yè)化的外協(xié)外包需求。