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大数据漫谈(七) — 数据与工业4.0

把大数据与具体场景结合起来,看看大数据在具体场景里面能干什么。

大数据漫谈(七) -- 数据与工业4.0

工业4.0 (第四次工业革命) 是德国政府提出的一个高科技战略计划。该项目由德国联邦教育局及研究部和联邦经济技术部联合资助,投资预计达2亿欧元。旨在提升制造业的智能化水平,建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂,在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络实体系统及物联网。 — 百度百科

大数据的相关概念我已经谈的差不多了,接下里把大数据与具体场景结合起来,看看大数据在具体场景里面能干什么。今天先选了一个场景,就是最近一直在提的工业4.0(中国也叫中国制造2025)。工业4.0又是一个非常大的话题,如果想要把工业4.0描述清楚,估计又需要一个大的序列的文章了,今天,我还是从工业4.0的概念与大数据的角度来看看工业4.0以及未来的发展。

在中国,工业4.0不仅仅叫中国制造2025,他还有一个名词,也叫“互联网+制造”,讲的也是工业4.0,希望它能推动中国制造业的转型。中国制造业,面临一个困顿状态,高端的制造业,都在往发达国家回归;低端制造业,随着中国劳动力成本的上升,也都在往东南亚转移。我们再看未来的制造业,一定是全自动,个性化的高度智能化生产。有些人还在纠结,如果我们转型了,大量的劳动力怎么办,其实忘记了另外一个问题,如果我们不转型,制造业就不关我们什么事情了。

互联网+个性化需求触发触发了工业4.0的变革,在传统工业时代,信息是不对称的,工厂只能按照预估模型来采购,生产,销售。互联网+电子商务首先改变了销售,不管是B2C,C2C,还是F2C,传统的渠道式销售以及物流配送,发生了天翻地覆的变化。传统渠道被压缩,甚至未来会消失,物流配送则走向集中化与智能化。这个过程已经发生或者正在发生,以前不太相信的人或者企业,已经积极的拥抱变化。

接下来,随着人与人,人与厂商,人与物,物与物可以低成本的实现连接,从而让每个人的个性需求被放大,人们越来越喜欢个性化的东西。这会倒逼传统企业去做改变,从销售变革到生产变革的改变;从传统大规划生产模式,到小批量的快速生产模式的改变;从规划性生产到定制化生产的改变。

个性化生产是工业4.0的目标,智能化生产是工业4.0的核心。而个性化与智能化的基础是互联网与云计算,核心是大数据与算法(或基于算法的软件产品)。

中国从来没有落后,从互联网,从云计算与大数据来看,中国也一直走在世界的前列。工业4.0,中国虽然要学的东西很多,但是,我相信,中国也一定不会拉下。

我们在看工业4.0之前,看看之前的几次工业革命与工业转型:
工业1.0
机械化,以蒸汽机为标志,用蒸汽动力驱动机器取代人力,从此手工业从农业分离出来,正式进化为工业。
工业2.0
电气化,以电力的广泛应用为标志,用电力驱动机器取代蒸汽动力,从此零部件生产与产品装配实现分工,工业进入大规模生产时代。
工业3.0
自动化,以PLC(可编程逻辑控制器)和PC的应用为标志,从此机器不但接管了人的大部分体力劳动,同时也接管了一部分脑力劳动,工业生产能力也自此超越了人类的消费能力,人类进入了产能过剩时代。

那目前是一个什么阶段呢,从国内的状况来看,差一点的企业可能还在工业2.0阶段,好一点的企业已经达到从3.0朝4.0过渡的一个阶段,半自动化/全自动化与部分的信息化成为这些高端制造型企业的普遍现象。更好的企业已经能做到自身生产加工的全自动化,以及部分的信息化。而接下来的过程中,将会以这些高端制造业作为主导,引来全信息化时代,以及智能化生产、智能化产品、智能化服务的迭代滚动升级,推动工业4.0的持续发展,提升制造业的整体效率,进而提升整个社会的效率。

所以说,要实现最终的工业4.0,我们还有如下几个步骤必须要完成:

1、工业3.0的最终结局与工业4.0的开始,标志就是”智能化“

目前的阶段,虽然在想着工业4.0,但是,很多企业连3.0的改造都没有完成,何来工业4.0,所以,在这个过程中,企业必须完成工业3.0,也就是企业内部的全信息化与全自动化过程。这个过程会花费好些年的时间,主要是企业内部的信息化升级改造,比如云计算与大数据的引入,比如智能化生产机器人的大规模应用等等。

等这些基础设施完成,我们在通过如下三个方面的改造,达成工业4.0的初级阶段 — 智能化

1)智能生产:

传统的工业生产,必须经过工厂建设 ,购买机械设备;确定生产、销售计划;原材料采购;生产+销售+物流这个几个环节,他们是传统工业的流水线,依赖于两大软件系统在管理,与生产线连接的MES系统,与业务部门连接的ERP系统。传统的工业生产与用户需求是脱节的,是企业根据自己对市场的了解与判断,人为的制定生产计划,并且生产销售。这种模式下,不仅仅可能面临对市场判断的错误,还有可能会积压大量的原材料与最终产品。

要解决智能化生产,需要先解决”智能工厂“,比如大规模智能化生产机器人的应用,以及指挥这些机器人的智能调度指挥系统;然后要解决”智能生产“,在智能工厂之上,涉及整个企业的生产链路,打通传统的ERP与MES系统,从智能采购,智能加工,智能物流等方面打通生产销售全流程。

所以说,工业4.0的第一步是整个生产全流程的变化与整合的过程。

在智能生产的阶段,所有的生产设备都是联网的(可能是连接到中心云端,也可能是互联互通),通过统一的调度指挥系统,人机交互实现智能生产。比如随时改变需求,比如上一刻生产的饮料是加糖的,下一刻的饮料就是无糖的;比如通过用户终端产品收集用户需求,智能采购系统实现自动化下单采购,智能生产根据用户需求个性化生产,智能物流系统自动配送到用户手中。

整个过程是全自动的,智能化的,能满足个性化需求的。更重要的是,对比传统的生产周期,这个周期会更短。

整个过程,需要一个智能的调度指挥中心,负责整合以前的ERP系统,MES系统,以及采购,物流配送系统,这个智能的调度指挥中心我们可以称他为”工业云脑“,他对外连接用户与需求,对内指挥生产加工。工业云脑可能运行在一个云端的中心,也可能是去中心化的运行在一个分布式系统中,它的核心就是智能化的对各种信息(数据)进行加工处理,及时的,自动的,智能的完成生产加工。而且因为所有的需求,都是从用户的角度提出来之后才生产,也可以极大程度的避免库存压力。

通过云脑,整个生产过程是自动的,智能的,也是反馈闭环的,任何一个环节出现问题,都会产生相应的数据,而这些数据的实时处理,就会马上调整生产的节奏与速度。比如某一个生产线上生产机器人的故障,云脑可以一方面提出报修计划,一方面启用备件,或者是调整生产线而不需要人为控制。

这个过程目前最困难的事情是通讯标准,通俗的讲,不同的机器人,不同的系统,目前讲的是不同的语言,你讲的英语,他讲的是中文,另外一家讲的是俄语。首先要让他们能互相“听懂”对方的话,才能实现智能生产。

2)智能产品

生产的过程智能化了,那么作为智能生产出来的最终用户产品,也同样是智能化的。这个不难理解,因为目前已经存在大量的智能化产品,我们看到智能手环、智能自行车、智能跑鞋、智能家居等等。就样的产品不仅仅是满足用户需求,也是一个数据采集终端,不断的采集用户的数据并上传到云端去,同时满足用户数据化方面的需求。

德美工业4.0和工业互联网的核心分歧之一,就是先干智能工厂,还是先搞智能产品。德国希望前者,美国希望后者。

智能产品会产生大量的数据,如果企业需要接收这些数据,又同时需要更多的云计算资源与大数据处理能力,把这些产品产生的数据变成价值,比如智能手环产生的数据,首先可以给用户查看,分析,甚至得到用户的健康报表,满足最终用户本身的需求;其次可以用于改进自身的产品,动态的、快速的提升产品的质量;最后,这些数据可以用于其它领域,如医疗,保险。

我们假想一下,电饭煲会记录用户的使用习惯、或者部件的使用情况,会直接告诉生产线该如何优化产品(不需要人工介入),这种大数据的反馈闭环一端产生,就会发生天翻地覆的变化。

再如我之前的文章中谈到的汽车与自动驾驶,因为汽车,以及汽车上的部件甚至都是联网的,他们产生的数据,可以让汽车厂商动态的观察汽车的状况,通过大数据的分析,也就可以及时的发现那些部件有问题,并及时的调整,马上应用到生产线上改进或者召回维修;同时,这些汽车产生的数据,也可以辅助汽车的自动驾驶,让汽车的自动驾驶变得更加方便、可靠。

互联网企业的大数据闭环,将在生产企业上,体现的淋漓尽致。

3)智能服务

实现智能生产与智能产品之后,所有的一切都将发生变化,包括服务也将不可避免的走向智能化。这个时候,生产企业不将是生产企业,他们会变成服务企业。

我们能理解卖打印机的,主要靠墨盒赚钱;淘宝不是靠收租金,收交易费盈利,他收的是广告费用,变成了最大的广告商;乐视电视最终靠的不是买产品赚钱,用户最终可能是对其广告,或者是内容买单。这样的形式会也会发展到工业制造上面,有的生产厂商会变成服务型厂商。

我们还说汽车,未来的汽车不是自动驾驶就结束了,未来的汽车会跟地铁一样,变成一种服务,你只需要告诉汽车厂商,我何时,要从哪里去哪里,系统就会安排一辆离你最近的汽车来服务你,整个系统都是自动化,服务化的,整个社会的效率会最大化。

智能生产、智能产品、智能服务形成工业4.0的三个基本要素,智能生产满足个性化需求,提升生产效率;智能产品不断采集用户的数据,为最终用户、智能化生产提供更多的参考数据,形成工业时代的反馈闭环;智能服务是整个工业制造的转型,产品不一定是最值钱的,产品的价值会通过服务来体现。

智能生产、智能产品、智能服务三位一体,持续滚动升级,工业3.0的末期其实就是工业4.0的初期。

2、工业4.0进一步发展,产业链的升级,标志就是”云端工厂“

智能生产、智能产品、智能服务三位一体,持续滚动升级,从单个工厂的效率提升,再到整个产业链的效率提升,最后到整个社会的效率提升,这是一个漫长的过程。

工业4.0的第二个阶段,一定是规模化效应的再次提升,那就是云工厂的崛起,整个工业产业链的升级。

在智能生产阶段,设备也会不断的进化,以前的设备只能生产固定的部件与固定的产品,未来的智能机器人,3D打印机可以生产各种不同规格,各个不同需求的产品,从标准、固化的产品到灵活,定制的产品。

这个时候,一定会出现大规划化的云工厂。

正如云计算的崛起一样,在6年前,还很少人相信云计算,不仅仅是民众不懂,BAT里面也就只有阿里巴巴相信并坚持下来,2010年中国(深圳)IT领袖峰会上,李彦宏认为云计算老瓶装新酒,没有未来;马化腾认为云计算可能是未来100年,1000年的事情,现状的结局,大家都知道了。

我们回想云计算的路径,理论上有两种路径,一是每家公司都具备云计算的能力,最后大家互联互通,组成全球的云计算网络;还有一种就是几家巨头来完成云计算的基础设施的建设,他们通过标准建立,规模化效应,集中管理来搭建基础的云计算设施,类似水电煤的基础设施,其它公司只需要用即可。第一种路径明显走不通,相当于每个企业都去搭建他自己的私有云,他们完成的只是设备的虚拟化管理以及并行计算,从单个企业来说,完成了IT架构的升级,是提升了效率。但是,从整个IT产品链来说,他的整体社会效率太低,成本太高。

工业时代的云计算会出现,那就是大规模化的,可定制化、个性化生产的云工厂。而他的起头人,一定是巨型公司牵头,完成整体的规范、标准,基础设施的建设,集中的控制管理。中小型的公司,将不需要任何工厂,通过云端工厂,中小型公司也可以完成产品的设计,生产,直接为消费者服务。

其实,现在也有很多这样的雏形模式在运作,好比个性化的zippo打火机定制作坊,他们并不生产打火机,他们从zippo哪里进货,然后,按照自己的设计,给打火机进行外部装修设计,比如 “zippo正版原装正品纯铜五面雕刻《冰与火之歌》”系列。用户需要的是一个个性化的打火机,工厂负责生产,个性化厂商负责设计,再加工而已。

未来的这种模式还会继续往下沉,更多的任务会在云工厂实现,面向用户的生产型企业其实并不负责生产,他们负责收集需求,整理需求,提交个性化的生产需求到云端工厂,并从云端接收生产好的产品,利用统一的智能配送服务体系进行配送,就完成了整个个性化的生产加工流程。

社会分工也会更明确化,云端工厂负责的是生产加工,面向用户的企业负责的满足用户个性化,定制化的需求。

智能生产、智能产品、智能服务三位一体,它会继续滚动,继续推动工业4.0的变革。

3、工业4.0中后期,跨界打击,工业时代的降维攻击

当工业4.0发展到中后期,随着整个产业链的升级改造,整个工业产业也就是互联互通的软件企业,数据企业。智能产品能持续产生数据,收集数据,企业掌握的数据也会越来越多,生产型企业将不再仅仅是生产型企业。

互联网企业刚出现时,没人想到他会冲击传统媒体,传统商店,传统银行业,互联网时代的跨界打击已经持续上演,目前的情况大家也很清楚,阿里巴巴改变了传统的商业模式,支付宝在冲击传统的金融行业。

在工业4.0时代,这样的跨界冲击会越来越多,生产智能穿戴设备的厂商,或者是生产手表的厂商,因为他们收集了人体的各种健康数据,他们可能会进军医疗健康行业,或者是保险行业。我们可以试着想一下,未来的保险是不是可以在几秒内就下单并成交,而且费用远远低于目前的保险费用,没有不可能,是一定会发生。

4、工业4.0的最终阶段,matrix,工业4.0的产业终局 — 软件定义世界

智能生产、智能产品、智能服务三位一体,它会继续滚动,就是自动化和信息化不断融合的过程,也是用软件重新定义世界的过程。

在未来的工业4.0时代,软件重要还是硬件重要,这个答案非常简单:软件决定一切,软件定义机器。所有的工厂都是软件企业,都是数据企业,所有工业软件在工业4.0时代,是至关重要的,所以说软件定义一切。

工业时代4.0这条路刚刚开始,但给了我们大概的方向,未来企业会变成数据的企业、创新的企业、集成的企业、不断快速变化的企业。对于整个制造业来说,这是一个巨大的颠覆,称之为工业革命,是毫不为过的。

在未来,多元宇宙将在虚拟世界成为现实,一个现实的世界将对应无数个虚拟世界。改变现实世界,虚拟世界会改变;改变虚拟世界,现实世界也会改变。一切都在基于数据被精确的控制当中,人类的大部分体力劳动和脑力劳动都将被机器和人工智能所取代,所有当下的经济学原理都将不再适用。

总结:

我这里讲的工业4.0,是指完整的第4次工业革命,对比德国最早提出的工业4.0的概念是有一定差距的,不管是德国路径,还是美国路径,还是中国路径,只是入口不一致,最终结局是一致的。

第四次工业革命延续时间大概为30到40年,所以说工业4.0才刚刚开始。通过智能生产、智能产品、智能服务三位一体的持续滚动,持续的对现有工业进行颠覆、再造和融合的过程。

工业4.0启动的过程中,最先启动的就是标准之争。

不管是德国的工业4.0,美国的工业互联网,以及中国的两化融合中国制造2025,大家在争这个通讯标准。美国的互联网世界第一,所以美国人希望从信息化层降维到自动化层;而德国的机械制造业最强,所以他更希望从自动化层升格到信息化层;中国,制造业第一大国,互联网第二强国,所以两边都不想跟,打算自己搞个互联网+,也叫中国制造2025。

工业4.0的工业标准化是必要条件,但是目标是个性化生产,核心是智能制造,基于大数据的软件才是关键大脑。

所以说,怎么基于软件的核心指挥系统 ,建设基于大数据、云计算的智能化大脑,才是决胜的关键。

中国制造2025,更应该称呼为“中国智造”2025。

传统行业用互联网在云端用人工智能处理大数据,建设自己的云端智能化调度指挥中心,或者叫“工业云脑”,将是接下来几年时间内的重中之重。

袋鼠云能协助企业建立自己的基于大数据的工业云脑,共同见证工业4.0的变革。

本文作者拖雷(陈吉平),袋鼠云CEO ,国内最早一批Oracle ACE Director,前阿里巴巴研究员,先后担任嗨淘、无线事业部、数据事业部资深总监,生活服务事业部总经理,以及阿里云事业群总裁助理。2015年离职后,做了半年独立天使投资人,2015年底创办袋鼠云。

本文由作者 袋鼠云 投稿至数据分析网并经编辑发表,本文链接:https://www.afenxi.com/26812.html 。内容观点不代表本站立场,如转载请联系原作者。

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