制造業(yè)兩大痛點，勞動力成本攀升、管理效率的制約，正在被逐一攻克。
針對勞動力成本的問題，“機器換人”成為愈演愈烈的風潮。昨天筆者讀到一篇新聞，東莞長安鎮(zhèn)誕生了東莞地區(qū)的首個無人工廠，每天60臺機械手臂沒日沒夜的打磨一個個手機結構件，只有3名工人負責看線和檢查，節(jié)省了90%的人力，近600人不需要在工廠上班了。
多地政府相繼出臺補貼鼓勵企業(yè)“機器換人”，僅東莞一地不足一年受理相關項目530個，將減少用工約3.6萬人，加上白電企業(yè)美的、格力、海爾等高調(diào)進入工業(yè)機器人制造領域。一時間工業(yè)機器人成為新型藍領，代替?zhèn)鹘y(tǒng)勞動力，在制造業(yè)生產(chǎn)線上呼風喚雨。
由于機器人的引入，工廠操作現(xiàn)場的裝備水平獲得大幅提升，使得管理效率的制約成為了更為突出的制造業(yè)痛點。
這個痛點解決起來并沒有那么容易，能否突破IT與OT之間的斷層，將操作現(xiàn)場中傳感器與執(zhí)行器的數(shù)據(jù)直接上傳到信息層，成為突破管理效率制約的有效手段之一。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代，穩(wěn)定可靠的智能硬件和軟件中間件在IT與OT斷層的銜接中起到了決定性作用，然而在這方面具備深厚行業(yè)積累并且做過成功實施的公司少之又少…還好最近筆者聽聞了智能制造圈里正在盛傳幾個經(jīng)典案例，而主導這些項目的人物正是筆者的微信好友，楊鵬宇。
為了進一步了解突破管理效率制約的方案，于是便有了下面的對話。
彭昭：把工廠操作現(xiàn)場層面的傳感器和執(zhí)行器的數(shù)據(jù)直接上傳到IT系統(tǒng)，將信息系統(tǒng)和傳統(tǒng)工控系統(tǒng)徹底融合，是怎么做到的？
鵬宇：現(xiàn)在有兩種不同的做法，都代表大的趨勢。
·我們現(xiàn)在的做法是采用分布式控制結構，通過成熟的中間件，銜接IT系統(tǒng)和傳統(tǒng)的傳感器和控制設備。
·另一種做法是直接將傳感器數(shù)據(jù)接入云端，據(jù)我了解IBM正在做相關的方案。現(xiàn)在聯(lián)網(wǎng)的成本已經(jīng)降到足夠低，無論是WiFi模塊還是通訊技術，都在持續(xù)發(fā)展，促進了物聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)的落地。
這兩種做法都可以進行嘗試。工業(yè)系統(tǒng)和商業(yè)系統(tǒng)的融合，強調(diào)安全性和可靠性，我們的實施方案已經(jīng)有了大量的安裝實例，軟件架構，數(shù)據(jù)管理和安全加密對于IT人來說非常容易理解。
互聯(lián)網(wǎng)能夠如此易于擴展，如此強大，很重要的一點就是開放和模塊化。無論是云平臺還是各種應用軟件，都有完善的API接口。不管你開發(fā)任何東西，一定要有比較完整的開放接口支持，準備好跟第三方去打交道，才能形成生態(tài)圈，快速實現(xiàn)各種功能，解決痛點需求，但是很不幸，傳統(tǒng)的工業(yè)自動化系統(tǒng)這種概念并不普遍，大都比較封閉。
解決這個問題需要一個過渡過程，從原來的完全封閉狀態(tài)，到現(xiàn)在逐步在某些行業(yè)有了通信標準。但是這種通信標準也不能保證完全互聯(lián)互通，不能解決統(tǒng)一設備模型之類的問題，還是屬于局部的互聯(lián)狀態(tài)。我們所提供的中間件起到了一個過渡作用，向上有比較完善的API供各種IT系統(tǒng)調(diào)用，向下支持開放驅(qū)動框架，擁有眾多標準和非標準的通信協(xié)議，能夠跟傳統(tǒng)設備直接打交道。這套方案已經(jīng)有了十幾年的歷史，從大量的實踐經(jīng)驗中總結提煉得來。
彭昭：如果采用第一種做法，所有的商業(yè)系統(tǒng)都能實現(xiàn)和工業(yè)系統(tǒng)無縫對接嗎？鵬宇：是的。比如MES管理系統(tǒng)，本身是信息系統(tǒng)，對接的是事件和流程，關鍵需要的就是數(shù)據(jù)。但是傳統(tǒng)的工業(yè)數(shù)據(jù)存在于傳感器和執(zhí)行器那些封閉的盒子里面，而信息系統(tǒng)是沒辦法拿到這些數(shù)據(jù)的，或者獲取數(shù)據(jù)的代價比較高昂。所以就需要成熟的中間環(huán)節(jié)去破解這些數(shù)據(jù)，而且是使用相對低的成本破解數(shù)據(jù)，否則沒有意義。
我們的定位就是要解決中間這個環(huán)節(jié)，讓工廠底層所有的數(shù)據(jù)都能匯總到IT系統(tǒng)進行處理。我們正在做一些獨特的項目，頂層采用IBM等提供的設施管理信息平臺，中間層使用我們從工廠到信息系統(tǒng)的采集和傳輸平臺，底層采用傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)。
以我們在福特汽車實施的項目為例，直接從各種機械設備上面提取數(shù)據(jù)，采集之后把所有的數(shù)據(jù)變成福特規(guī)定的數(shù)據(jù)模型，匯總到全球統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心。比如工廠里的空壓機如何規(guī)范，有多少個監(jiān)控點，命名規(guī)則，運行參數(shù)和報警，以及數(shù)據(jù)記錄都在我們提供的智能硬件中完成并接入IT網(wǎng)絡傳輸。這個項目是IT部門發(fā)起的，因此要求所有傳輸數(shù)據(jù)和聯(lián)網(wǎng)設備可以被IT理解和管理，不允許使用原有的自動化協(xié)議，這就需要建立整套的規(guī)范。這個過程并不容易，工廠設備中的變量是很難直接翻譯成IT語言的。福特項目的核心是建立數(shù)據(jù)的企業(yè)標準，福特采用了強大的顧問團隊的建議，在各個國家的各個工廠，推進信息的全球化集中管理。如何跟不同的設備通信，如何還原通信對象，如何在網(wǎng)絡中配置通信對象，福特都做出了明確的標準要求。
彭昭：福特項目最終實現(xiàn)了什么價值？
鵬宇：收益包含十幾個方面，比如能源節(jié)省25%左右，操作成本節(jié)約5%而且可持續(xù)等等，非常多。這個項目主要解決的就是管理效率問題，原來很多封閉的系統(tǒng)根本沒法管理，沒法提取數(shù)據(jù)，現(xiàn)在這些難點都被攻克了。企業(yè)建立了統(tǒng)一的標準，以前全球各地的現(xiàn)場自控體系比較復雜，不同的工廠所使用的設備系統(tǒng)大相徑庭，而且對于報表等有不同的要求，甚至還有很多報表依靠手工制作，效率很低，現(xiàn)在全部實現(xiàn)了通過IT系統(tǒng)進行實時管理。
彭昭：直接把現(xiàn)場層的數(shù)據(jù)接入信息系統(tǒng)，不怕影響現(xiàn)場控制系統(tǒng)的可靠性嗎？
鵬宇：福特在這方面進行了充分的論證，他們根據(jù)可靠性把系統(tǒng)劃分為4種方案。第1種是把現(xiàn)場所有設備直接聯(lián)網(wǎng)接入云端，這種當然可靠性最低。第2種是就地接入我們提供的服務器，然后再接入云端，第3種和第4種是利用我們提供的分布式智能硬件——JACE，把數(shù)據(jù)采集處理逐步移到操作現(xiàn)場的更前端，從管理層，到控制層，再到現(xiàn)場層，使用可靠穩(wěn)定的智能硬件替代現(xiàn)有的管理監(jiān)控器件、現(xiàn)場控制器件，乃至直接連入現(xiàn)場執(zhí)行層面的輸入輸出信號，系統(tǒng)方案越來越完善，系統(tǒng)架構越來越簡單。
從方案2到方案4，經(jīng)過福特的論證，系統(tǒng)的可靠性事實上隨著方案的推進而逐步提升，初始投入和系統(tǒng)生命周期的逐年投入越來越均衡，最終福特選擇的是第3種和第4種方案的混搭。
我們提供技術，可以把傳統(tǒng)設備的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成可以被IT理解的數(shù)據(jù)，然后上傳到互聯(lián)網(wǎng)，這就是我們的角色定位。我們把所有的方法公開出來，以便不同行業(yè)的系統(tǒng)集成商使用。
彭昭：福特的項目，如果在其他的制造業(yè)企業(yè)中推廣，具備工業(yè)化大批量復制性嗎？
鵬宇：這要看企業(yè)是否下定決心解決痛點問題。福特做全球大范圍工廠聯(lián)網(wǎng)的重點是要建立整個企業(yè)的中央管理系統(tǒng)，要第一時間拿到所有工廠的數(shù)據(jù)進行分析和評測，提升管理效率。如果沒有大范圍聯(lián)網(wǎng)，全球的報表匯總起來需要很長的時間，時間成本很高，而且報表的質(zhì)量、精度和規(guī)范性都是問題。通過中央管理系統(tǒng)，使用成熟的IT方案極大的壓縮了時間成本，報表的質(zhì)量也大幅上升。汽車廠雖然大批量的采用機械手臂進行生產(chǎn)，生產(chǎn)線很先進，但是在輔助系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)方面，提升的空間仍舊很大。
國內(nèi)企業(yè)如果也能下定決心，就能復制這套做法，這其中最大的難度在于企業(yè)標準。國外的企業(yè)往往先建立標準，再決定具體投資和實施。一旦進入具體的實施流程，目標已經(jīng)非常明確。第一步是把所有的數(shù)據(jù)采樣先做好，存儲下來作為標準模型，至于這些數(shù)據(jù)怎么挖掘和分析，慢慢再跟IT公司探討，這是第二步、第三步的事情。前期有個周密的計劃，對于國內(nèi)企業(yè)來說非常重要。
編制企業(yè)標準這個事情，國外是靠專業(yè)的顧問咨詢公司，國內(nèi)更多時候是靠企業(yè)自己的部門或者相關供應商。
彭昭：所以國內(nèi)如果想打通商業(yè)系統(tǒng)和工業(yè)系統(tǒng)，最大的難度在于找不到顧問咨詢公司，只能依靠企業(yè)自己？
鵬宇：專業(yè)顧問咨詢公司缺乏是事實，但也并不完全是找不到的問題，如果找到的話，制造企業(yè)愿意為這個事情買單嗎？因為咨詢公司提供的是專業(yè)服務，是無形的東西，國內(nèi)企業(yè)僅僅只為看得見摸不著的服務買單還沒有形成一種成熟環(huán)境。
顧問咨詢公司的角色在國內(nèi)往往被分化在系統(tǒng)集成商、設計院和企業(yè)內(nèi)部的I工程師團隊身上，很少有專業(yè)的公司承擔這個任務，這是在提工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的時候，國內(nèi)和國外差別最大的一點。
另外補充一點，其實在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推進階段，我們應該意識到每個公司只需要聚焦在自己擅長的一段，比如有些公司擅長云端技術，有些擅長傳輸技術，有些擅長傳感技術，有些擅長芯片技術，把每個公司的長項組合起來，形成生態(tài)圈，才是適合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的思路。
