有段時(shí)間沒(méi)有寫(xiě)點(diǎn)東西了，出現(xiàn)了“題材荒”的感覺(jué)，不過(guò)，思想總不能停歇，關(guān)于智能制造這個(gè)話(huà)題，看來(lái)在很長(zhǎng)的時(shí)間里都可以給我們很多靈感。

智能制造的話(huà)題是否如此的熱議，各種論壇、峰會(huì)、相關(guān)產(chǎn)業(yè)的會(huì)議、各種協(xié)會(huì)組織的討論、企業(yè)的各種交流、路演活動(dòng)都是在圍繞著智能制造展開(kāi)，這個(gè)場(chǎng)面的確有它好的一面，重視產(chǎn)業(yè)發(fā)展，然而，目前來(lái)看，如果放在一個(gè)更為宏觀的場(chǎng)景里觀察智能制造，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多影響著它發(fā)展的制約因素需要突破，顯然，這是一條漫長(zhǎng)的道路，急功近利都會(huì)付出代價(jià)，需要且行且思慮。

本文大致梳理一下其中的相關(guān)問(wèn)題：

一.生產(chǎn)模式與材料的制約

我們明確智能制造以實(shí)現(xiàn)“個(gè)性化生產(chǎn)”這個(gè)提升企業(yè)自身競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品戰(zhàn)略為導(dǎo)向，采用信息技術(shù)，將生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾硐到y(tǒng)，通過(guò)動(dòng)態(tài)的優(yōu)化來(lái)“提升質(zhì)量、降低成本、縮短產(chǎn)品交付周期”。

1.1機(jī)械剛性制約

目前很多產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)方式，多是對(duì)現(xiàn)有的原材料無(wú)論是金屬材料、塑性材料、纖維材料還是半導(dǎo)體材料等通過(guò)一定的切削、成型、編織等工藝進(jìn)行加工，而這些加工很多在機(jī)械上是有制約的，例如：制藥，我們不能進(jìn)行“插單”靈活定制化，因?yàn)槊總€(gè)批次的藥物需要進(jìn)行清洗生產(chǎn)環(huán)境才能進(jìn)行另一個(gè)生產(chǎn)，而很多影響生產(chǎn)質(zhì)量的參數(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)的調(diào)整，必然會(huì)產(chǎn)生不良品，而質(zhì)量迭代需要批量基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)才能實(shí)現(xiàn)提升。

HP 數(shù)字3D打印技術(shù)

1.2材料科技與制造的融合研究

3D增材打印技術(shù)是一個(gè)熱點(diǎn)，但是，在材料方面、加工速度與成本方面還是有瓶頸制約的，而材料科技沒(méi)有突破，那么傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝也無(wú)法實(shí)現(xiàn)突破，例如：節(jié)能最有效的是工藝節(jié)能—通過(guò)工藝的徹底改善以新的生產(chǎn)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)能耗的降低，例如：數(shù)字印刷雖然是很好的一種方式，但是噴墨頭的材料與加工目前沒(méi)有突破，我們國(guó)內(nèi)在這個(gè)方向就無(wú)法實(shí)現(xiàn)突破，其它像油墨技術(shù)、黏膠技術(shù)、高性能金屬材料、特種纖維材料。

在基礎(chǔ)和新型材料方面缺乏突破會(huì)導(dǎo)致我們的制造業(yè)仍然在這些領(lǐng)域受制于人，無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的升級(jí)，在信息化、自動(dòng)化方面的能力再?gòu)?qiáng)也無(wú)法產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。

二.現(xiàn)階段技術(shù)條件與技術(shù)融合的制約

2.1數(shù)據(jù)未被系統(tǒng)采集存儲(chǔ)

目前，在推進(jìn)智能工廠(chǎng)的過(guò)程中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)由于原有的設(shè)備來(lái)自不同廠(chǎng)商、代次，這造成工廠(chǎng)無(wú)法互聯(lián)，在控制器上動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)如印刷套色的偏差及影響值、紗線(xiàn)CV值等傳統(tǒng)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)都無(wú)法被有效采集，很多時(shí)候并非是技術(shù)封鎖，廠(chǎng)商不愿意開(kāi)放，但很多時(shí)候，這些是在傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式下未被考慮的因素，進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)被大量浪費(fèi)，沒(méi)有被有效采集。而無(wú)法互聯(lián)互通則僅僅是制約因素之一，反倒是容易突破的。

2.2信息模型

缺乏信息模型，使得對(duì)于采集什么樣的數(shù)據(jù)，如何使用這些數(shù)據(jù)都沒(méi)有有效的標(biāo)準(zhǔn)化以及應(yīng)用軟件的支撐。

2.3信息化與自動(dòng)化的融合

最為普遍的現(xiàn)象就是在很多工廠(chǎng)里，他們都用的是最有名望的SAP/ORACLE的ERP系統(tǒng)，也采用了自動(dòng)化程度最高的生產(chǎn)線(xiàn)，很多都代表著全球最頂級(jí)的水平，然而，這些信息化系統(tǒng)和自動(dòng)化系統(tǒng)仿佛兩個(gè)世界的人，他們相互并不認(rèn)識(shí)，說(shuō)的也是不同的語(yǔ)言，喊了多少年的兩化融合，現(xiàn)在看來(lái)效果非常一般。因?yàn)椋闳魡?wèn)他們?yōu)槭裁矗恳驗(yàn)樗麄兝习逭f(shuō)了“我們的同行都在做智能制造，我們也要上智能制造系統(tǒng)”—很多企業(yè)推動(dòng)智能制造的初衷大致如此。

包括機(jī)器人領(lǐng)域也是，機(jī)器人換人是國(guó)家政策重點(diǎn)扶持的對(duì)象，因此，大量的機(jī)器人企業(yè)產(chǎn)生，并生產(chǎn)了大量的機(jī)器人被安裝在現(xiàn)場(chǎng)，但是，機(jī)器人正的能夠帶來(lái)效率的提升嗎？換一個(gè)人就能節(jié)省成本嗎？這并非是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格論證的投資，很多時(shí)候，效果可能遠(yuǎn)不及所期望的。

2.4智能算法的推進(jìn)

經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)剿^的云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)后，這些數(shù)據(jù)如何被分析優(yōu)化？傳統(tǒng)的專(zhuān)家系統(tǒng)都是類(lèi)似于深藍(lán)那種工程值的數(shù)十年累積，而非是學(xué)習(xí)算法自學(xué)習(xí)的智能優(yōu)化，因此，如果你沒(méi)有數(shù)十年的積累，你仍然是沒(méi)有能力實(shí)現(xiàn)“智能優(yōu)化與決策”能力的。

而另一方面，這么孱弱的制造業(yè)，無(wú)論如何沒(méi)有移動(dòng)互聯(lián)、金融以及國(guó)家不在乎錢(qián)的航空航天領(lǐng)域的算法應(yīng)用能力強(qiáng)，你的人才儲(chǔ)備不足以投入在這個(gè)領(lǐng)域，缺乏基礎(chǔ)應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員。

三.管理升級(jí)的制約

3.1精益生產(chǎn)

關(guān)于“精益”是數(shù)字化的基礎(chǔ)，已經(jīng)有很多共識(shí)，包括現(xiàn)在投入到智能制造項(xiàng)目中的人也會(huì)深刻體會(huì)這一點(diǎn)，然而，精益的基礎(chǔ)在日本已經(jīng)數(shù)十年，然而，急功近利的中國(guó)制造業(yè)卻很難下功夫，長(zhǎng)期投入進(jìn)行這樣的管理升級(jí)。

事實(shí)上，今天，我們的制造業(yè)出現(xiàn)了問(wèn)題，看上去有外部因素，但是，如果你去一些企業(yè)，甚至是大企業(yè)，你看看他們的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制、倉(cāng)儲(chǔ)物料管理、能源管理、資產(chǎn)維護(hù)等環(huán)節(jié)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)大量的“浪費(fèi)”—如果你用精益標(biāo)準(zhǔn)去看這些問(wèn)題，你就會(huì)明白制造業(yè)帶來(lái)的問(wèn)題除了外部的，內(nèi)部的提升空間仍然是巨大的，僅在現(xiàn)有的能力上去挖掘，依然可以帶來(lái)巨大的收益，甚至可以不需要投資所謂的智能制造升級(jí)項(xiàng)目都是可以讓企業(yè)質(zhì)量提升贏得競(jìng)爭(zhēng)力，降低成本獲取價(jià)格優(yōu)勢(shì)的。

3.2組織架構(gòu)設(shè)計(jì)

不提精益生產(chǎn)帶來(lái)的收益，我們?nèi)匀挥懻撁嫦蛭磥?lái)的智能制造，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，原有企業(yè)的垂直事業(yè)部門(mén)的組織架構(gòu)對(duì)于智能制造就是一個(gè)大的制約，因?yàn)樾枰畔⒉杉c共享，這種共享不僅僅是數(shù)據(jù)，也包括了業(yè)務(wù)流程的重組與優(yōu)化，傳統(tǒng)的企業(yè)組織架構(gòu)實(shí)際上已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足新智能對(duì)于信息流，以及此產(chǎn)生的新的職責(zé)界定、內(nèi)部決策機(jī)制的變化的需求。

打破部門(mén)界限，更趨向扁平化、更為“網(wǎng)絡(luò)化”的組織內(nèi)部信息流才能適應(yīng)智能制造的這種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)特性，否則，就會(huì)形成各種制約因素導(dǎo)致無(wú)法通常運(yùn)行。

3.3合作戰(zhàn)略

企業(yè)不再是個(gè)體的競(jìng)爭(zhēng)，而是企業(yè)聯(lián)盟的競(jìng)爭(zhēng)，仍然依靠自己趨向于形成壟斷的組織將會(huì)在未來(lái)的協(xié)同中被逐漸邊緣化，而新的商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建，內(nèi)部的信息如何分享、邊界定義也將需要新的模式研究與實(shí)踐。

四.人才培養(yǎng)與教育的制約

4.1創(chuàng)新性人才

創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)已經(jīng)談了很多年了，然而，在缺乏人才與開(kāi)放的體系支撐的情況下，所謂的創(chuàng)新無(wú)非是“新瓶賣(mài)舊酒”的缺乏本質(zhì)的變化。制造業(yè)的思維仍然是局限的，用傳統(tǒng)的思維去理解未來(lái)的智能制造是無(wú)法推動(dòng)整個(gè)制造的發(fā)展的。

在智能制造的推動(dòng)中需要的是材料科技的顛覆式創(chuàng)新、管理領(lǐng)域的創(chuàng)新、技術(shù)的創(chuàng)新，而這些如果缺乏“批判性思維”不敢挑戰(zhàn)權(quán)威與傳統(tǒng)的思維人才，以及缺乏創(chuàng)新的激勵(lì)機(jī)制、創(chuàng)新的方法支撐，這些創(chuàng)新都會(huì)流于形式，各種所謂的“鑒定”“評(píng)估”出來(lái)的所謂突破性項(xiàng)目，都是沒(méi)有真材實(shí)料的，為了應(yīng)對(duì)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、為了獲得創(chuàng)新項(xiàng)目獎(jiǎng)金而進(jìn)行的集體性活動(dòng)。

實(shí)際上，就像讓小學(xué)生學(xué)奧數(shù)，甚至現(xiàn)在連幼兒園都打算要學(xué)奧數(shù)--現(xiàn)在的教育應(yīng)試功能仍然在加強(qiáng)，可是培養(yǎng)出來(lái)的一代代的學(xué)生正在由于應(yīng)試而對(duì)教育失去興趣，進(jìn)而毀滅了其創(chuàng)造力。

4.2全局性人才培養(yǎng)

智能制造需要架構(gòu)設(shè)計(jì)，而這種架構(gòu)包括了大的架構(gòu)以及在集團(tuán)企業(yè)的每個(gè)部門(mén)、公司之間形成，甚至到產(chǎn)品、技術(shù)的研發(fā)細(xì)節(jié)，都需要結(jié)構(gòu)性的思維，對(duì)問(wèn)題分析的完整性、連續(xù)性，這些思維的缺乏會(huì)導(dǎo)致在智能制造從頂層到底層實(shí)現(xiàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)“顧此失彼”、“捉襟見(jiàn)肘”、“東拼西湊”的現(xiàn)象，如果沒(méi)有形成整體的架構(gòu)運(yùn)行機(jī)制設(shè)計(jì)，會(huì)造成“重復(fù)投資”、“項(xiàng)目返工”、“瓶頸制約—未解決實(shí)質(zhì)問(wèn)題”，大大影響智能制造的推動(dòng)，不僅不能成為效率提升的方向，反而成為了讓公司走向毀滅的境地的投資。

五.平臺(tái)架構(gòu)缺乏

中國(guó)一直是重視大型工程項(xiàng)目，也重視在可見(jiàn)的硬件方面的投入，但是，無(wú)論是智能裝備開(kāi)發(fā)的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境如B&R的Automation

Studio、SIEMENS的Portal這些都是缺乏的，這對(duì)于形成智能制造所需“集成而言”是制約的。

圖-Automation
Studio平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)基于集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)面向所有對(duì)象、整個(gè)流程的開(kāi)發(fā)

在工廠(chǎng)級(jí)與企業(yè)級(jí)，MES、ERP、PLM等平臺(tái)軟件， Pro-e、Solidworks、CITIA等這種集仿真、設(shè)計(jì)、制造等于一體的平臺(tái)都是缺乏的。或者像華為這樣的IPD平臺(tái)。

智能制造最大的特點(diǎn)在于“集成”特性，而集成就一定會(huì)需要基于“平臺(tái)”來(lái)實(shí)現(xiàn)。

六、安全風(fēng)險(xiǎn)

安全不僅包括技術(shù)性的安全問(wèn)題，也包括管理性的安全問(wèn)題，包括在法律層面的制約問(wèn)題。

6.1信息安全風(fēng)險(xiǎn)

信息安全首先是我們談到的“被攻擊”問(wèn)題、病毒防護(hù)問(wèn)題，這些還都只是技術(shù)層面的問(wèn)題，還是能夠找到有效的機(jī)制來(lái)解決的。

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)的使用權(quán)利界定問(wèn)題就會(huì)需要明確，信息作為最重要的資產(chǎn)如何管理？如何協(xié)作，仍按缺乏在法規(guī)方面的界定。

6.2功能安全

智能制造中的安全問(wèn)題在歐洲最為廣泛的關(guān)注，基本上大部分設(shè)備廠(chǎng)商都在開(kāi)發(fā)功能安全系統(tǒng)并已經(jīng)投入應(yīng)用，而我們對(duì)功能安全的投入還很少。

因?yàn)槲覀儗?duì)安全問(wèn)題的認(rèn)識(shí)是不足的，我們總是認(rèn)為安全投入大，而事實(shí)上，安全問(wèn)題并非是一個(gè)僅僅投入而不產(chǎn)出的領(lǐng)域，對(duì)于智能制造時(shí)代的互聯(lián)而言，其中一個(gè)單元的安全都會(huì)影響其它生產(chǎn)單元，某個(gè)機(jī)器的停機(jī)會(huì)造成巨大的關(guān)聯(lián)浪費(fèi)，因此集成系統(tǒng)的安全如何實(shí)現(xiàn)就是一個(gè)迫切需要關(guān)注的問(wèn)題。

當(dāng)然，很多安全問(wèn)題本身也是因?yàn)榛A(chǔ)缺乏，沒(méi)有走過(guò)逐步的自動(dòng)化升級(jí)到信息化融合的過(guò)程，因此，尚未發(fā)展到對(duì)它認(rèn)識(shí)清晰的階段。

openSAFETY-異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的集成安全解決方案

當(dāng)然，智能制造業(yè)需要國(guó)家資金、政策的支持，這也是制約因素，但是，這些就不在我的討論范圍了，我僅僅在我們涉及的技術(shù)、管理領(lǐng)域來(lái)觀察智能制造。