中國制造如何進行生命周期管理

時間:2016-07-07

來源:網(wǎng)絡轉載

導語:未來,中國制造業(yè)必須進行全生命周期管理,發(fā)展自己的工業(yè)技術平臺,擁有自己的品牌,建立自己的工業(yè)技術體系,一味引進國外軟件、設備和生產(chǎn)線。

“為什么中國有世界一流的軟件和設備,但是拿不出一流的產(chǎn)品?”在日前由國務院發(fā)展研究中心“德國工業(yè)4.0在中國的創(chuàng)新與應用”課題組召集的“制造業(yè)全生命周期管理與智能制造”座談會上,與會行業(yè)人士認為,軟件和設備只是手段,中國企業(yè)還沒有建立使用這些軟件和設備的方法。

他們預測,未來,中國制造業(yè)必須進行全生命周期管理,發(fā)展自己的工業(yè)技術平臺,擁有自己的品牌,建立自己的工業(yè)技術體系,一味引進國外軟件、設備和生產(chǎn)線,會讓國外巨頭企業(yè)發(fā)展工業(yè)神經(jīng)系統(tǒng)和工業(yè)智能,中國制造業(yè)將會變成軀殼,淪為全球制造業(yè)的執(zhí)行系統(tǒng)。

李義章:中國制造業(yè)必須建立“神經(jīng)系統(tǒng)”

北京索為系統(tǒng)技術股份有限公司董事長

工業(yè)4.0,光站在IT技術的角度看這個問題是不夠的,還需要從工業(yè)技術看待這個問題。

為什么中國有世界一流的軟件和設備,但是拿不出一流的產(chǎn)品?

其實不管高端工業(yè)軟件、信息化技術還是高端數(shù)控機床和機器人,都是一種手段,擁有這些一流的軟件和設備,但沒有建立使用這些軟件和設備的方法,我們將這種方法稱為OT技術。比如寫文章,原來用紙和筆寫,信息時代用計算機和word文檔寫,這是信息技術。但是信息技術并不能解決如何寫一個好文章的問題,如何寫好文章是OT技術。

國外的公司在運用IT技術的同時,非常重視OT技術的積累和沉淀。波音公司在研發(fā)787機型時,用了8000多種軟件,其中只有不到一千種是商業(yè)軟件,其他7000多種是波音私有軟件,它們包含大量的工程方法和技術,有了這7000多種軟件,那1000種商業(yè)軟件才能真正發(fā)揮作用,因此,這7000種軟件才是波音的核心競爭力。

最近的人機大戰(zhàn),AlphaGo對我們的觸動很大,當大多數(shù)國內(nèi)企業(yè)還停留在購置數(shù)控設備、機器人和工業(yè)軟件時,國外的企業(yè)已經(jīng)在考慮怎么用機器操作機器和軟件,通過OT技術自動化和智能化解放智力工作,這是革命性的,開創(chuàng)的是一個全新的時代。

智能制造有三大核心:智能產(chǎn)品、智能工廠、智能服務?,F(xiàn)在大家談起智能制造,講得比較多的是工業(yè)軟件、云計算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這些技術,它們確實是智能制造的基礎技術,但還不能解決智能化的問題。智能化的核心是OT技術的顯性化和軟件化,當把OT技術植入機器,機器可以代替人去操作機器和工具時,就實現(xiàn)了機器的“智能”。我們過去的信息技術、數(shù)字技術,包括數(shù)控系統(tǒng),就像我們?nèi)祟惖氖趾湍_,它們是工具,從整個產(chǎn)業(yè)競爭來說,國外大企業(yè)的戰(zhàn)略重心已經(jīng)從工具層面轉到智能化操作和智能化工作層面,把知識植入機器,讓機器像人一樣作決策分析。

智能制造有三大核心:智能產(chǎn)品、智能工廠、智能服務?,F(xiàn)在大家談起智能制造,講得比較多的是工業(yè)軟件、云計算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這些技術,它們確實是智能制造的基礎技術,但還不能解決智能化的問題。智能化的核心是OT技術的顯性化和軟件化,當把OT技術植入機器,機器可以代替人去操作機器和工具時,就實現(xiàn)了機器的“智能”。我們過去的信息技術、數(shù)字技術,包括數(shù)控系統(tǒng),就像我們?nèi)祟惖氖趾湍_,它們是工具,從整個產(chǎn)業(yè)競爭來說,國外大企業(yè)的戰(zhàn)略重心已經(jīng)從工具層面轉到智能化操作和智能化工作層面,把知識植入機器,讓機器像人一樣作決策分析。

美國的AVM項目在這方面具有重要意義,它的口號是重新發(fā)明制造業(yè),要給制造業(yè)帶來根本性變革,它具有三大特征:知識技術模塊化;基于模型的復雜工程;基于互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)社會化知識協(xié)作。通過AVM這樣的系統(tǒng),實現(xiàn)了OT技術的沉淀、流通和共享,從而真正實現(xiàn)研發(fā)、工藝、制造的智能化。

回頭來看,如果中國制造業(yè)一味引進軟件、設備和生產(chǎn)線,讓西門子、GE這些工業(yè)巨頭通過它們的平臺,發(fā)展工業(yè)神經(jīng)系統(tǒng)和工業(yè)智能,中國制造業(yè)將會變成軀殼,永遠淪為全球制造業(yè)的執(zhí)行系統(tǒng)。因此,中國一定要發(fā)展自己的工業(yè)技術平臺,擁有自己的品牌,建立自己的工業(yè)技術體系。

莫欣農(nóng):高端工業(yè)軟件是制造大國走向制造強國的重器

清華大學軟件學院客座教授

工業(yè)文明發(fā)展到大批量個性化定制階段,要求制造業(yè)在節(jié)省資源、保護環(huán)境的前提下低成本生產(chǎn)出滿足人們更高生活水準的產(chǎn)品,保證人類文明能夠持續(xù)地發(fā)展。

這場改變制造模式的工業(yè)革命離不開工業(yè)軟件的支持。傳統(tǒng)工業(yè)軟件也面臨升級換代的歷史轉折關頭,后來者如果能夠抓住這個機遇,就有可能實現(xiàn)歷史性超越。

智能制造包括智能化設計、仿真與驗證;智能化采購、生產(chǎn)與交付;智能化運行、維修與回收等前中后三個階段。有了前期高檔設計軟件,才能設計出智能產(chǎn)品;有了后期運維服務軟件提供智能設備實際運行參數(shù)和健康狀態(tài)的分析,才能形成智能化的生產(chǎn)線;有了中期高檔經(jīng)營生產(chǎn)管理軟件將生產(chǎn)線和上下游集成起來,才能構成智能工廠。

綜上,只有具備前中后三階段的高檔工業(yè)軟件才能實現(xiàn)真正的智能制造。高端工業(yè)軟件控制著設計、制造和使用階段的產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù),必然能夠主導制造業(yè)的發(fā)展方向。因此,高端工業(yè)軟件是中國從制造大國走向制造強國的重器之一。

目前,中國高端工業(yè)軟件市場80%被國外壟斷,中低端市場的自主率也不超過50%。由于高端工業(yè)軟件價格昂貴,大多中小企業(yè)難以承受,必然導致跟不上工業(yè)革命的步伐,而少數(shù)示范企業(yè)構不成真正的工業(yè)4.0社會。

隨著工業(yè)革命快速發(fā)展,軟件行業(yè)的產(chǎn)品和服務正在逼近硬件行業(yè),逐步成為制造業(yè)新的主戰(zhàn)場,一場瓜分世界軟件市場的爭奪戰(zhàn)已經(jīng)打響。西門子、GE等公司紛紛投入巨資,研發(fā)未來工業(yè)軟件,并已經(jīng)取得豐厚回報。其中,GE研發(fā)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)服務平臺Predix在2015年贏得50億美元的收入。估計到2020年,全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)服務市場將會達到5140億美元,相當于目前全球高鐵市場的一半。難怪GE的總裁伊梅爾特說“一覺醒來發(fā)現(xiàn)GE變成了軟件公司”。

如果我們還在為工業(yè)2.0的補課、3.0的普及所止絆,將繼續(xù)失去高檔工業(yè)軟件市場的話語權。而我們真正失去的,不僅是軟件市場,還有制造業(yè)的主導權和國家安全。鑒于國情和客觀實際,少量的智能工廠僅限于示例,當前中國智能制造的切入點應放在前期的智能化設計和后期的智能化服務,同時補上相應的高檔工業(yè)軟件。在條件成熟時再廣泛開展智能工廠建設,避免落入世界智能加工廠的陷阱。

中國工業(yè)軟件不成功的原因,主要有以下三方面。

第一,模式研究不足。工業(yè)軟件需求不應直接來自生產(chǎn)第一線,而是由專業(yè)資深顧問團隊對生產(chǎn)一線的需求進行加工后重新設計、規(guī)劃出來。軟件的成敗不僅取決于軟件技術,更主要的是軟件所體現(xiàn)的思想是否代表先進生產(chǎn)力的發(fā)展方向。

第二,組織架構不全。軟件開發(fā)不應以程序開發(fā)為核心。要有具備創(chuàng)新精神的行業(yè)專家深度參與軟件設計。軟件功能需要體現(xiàn)先進的制造文化。

第三,政府支持不夠。政府在支持模式、管理模式(主要包括立項、驗收、示范、財務四個方面)、推廣模式需要不斷完善,加強企業(yè)對工業(yè)軟件重要性的認識。

為此我提出三點建議。

首先,加強總體建設和總體設計。工業(yè)軟件作為軟件行業(yè)的重要分支,涉及設計、仿真、制造、運維等產(chǎn)品全生命周期的各個階段,涵蓋專業(yè)門類繁多,技術復雜,需要有專門職能單位來承擔總體設計任務,組織協(xié)調國內(nèi)外有效資源,承擔打贏中國工業(yè)軟件翻身仗的重任。

其次,組織國家隊。通過國家投資、企業(yè)和科研院所參股的方式,運用市場模式,組建具有國家水平的軟件開發(fā)團隊。

最后,加大政府支持、協(xié)調、推動力度。我建議成立工業(yè)軟件研究院,組建國家級工業(yè)軟件隊伍,研究面向智能制造的全部工業(yè)軟件總體規(guī)劃。提出單項工業(yè)軟件的總體要求,協(xié)調各個工業(yè)軟件的開發(fā)、銷售、運維、服務等業(yè)務,組織部署各地區(qū)企業(yè)的人員培訓,協(xié)助地方政府制定推廣工業(yè)軟件的政策,逐步形成一批具有影響力的工業(yè)軟件供應商和服務商。

寧振波:智能制造的核心是工業(yè)軟件

中航工業(yè)信息技術中心首席顧問

現(xiàn)在全世界都在談論工業(yè)4.0,據(jù)不完全統(tǒng)計,全世界范圍內(nèi)已存在四十多種提法。無論德國工業(yè)4.0,還是《中國制造2025》,都是非常復雜的工業(yè)體系,不是指單項技術,而是結合各國國情制定的本國工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,是技術路線、是方法、是手段,不是目標。

目標是什么?我個人理解,是實現(xiàn)傳統(tǒng)工業(yè)體系向現(xiàn)代工業(yè)體系的轉型升級,即以愛迪生試錯法為中心的傳統(tǒng)工業(yè)體系,向以網(wǎng)絡化、數(shù)字化、智能化為中心的現(xiàn)代工業(yè)體系轉型升級。

《中國制造2025》實際上和德國工業(yè)4.0沒有關系,好多人說是中國版的工業(yè)4.0,完全不是那么回事?!吨袊圃?025》與德國工業(yè)4.0這兩個概念幾乎同步出現(xiàn),相比之下,《中國制造2025》在中國更加落地?!吨袊圃?025》核心有五條:以創(chuàng)新驅動、提質增效、綠色發(fā)展、兩化深度融合為主線,以智能制造為突破口。其中,提質增效、綠色發(fā)展、兩化深度融合都是只有中國才有的提法。全世界,不管歐洲、中國,還是美國(工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)),雖然各自提法不一樣,但存在兩點共性:第一點,CPS(CyberPhysicalSystem);第二點,智能制造。

如何解讀CPS(CyberPhysicalSystem)?簡單說,Cyber是控制體系,在Cyber空間中創(chuàng)造虛擬樣機,當設計、制造、試驗、工藝等沒有問題時再映射到Physical,即實際生產(chǎn)線及相關物理試驗過程中去,這個迭代循環(huán)形成了完整的CPS。

智能制造的核心是什么?工業(yè)軟件。我們總說中國制造業(yè)體系“缺心少腦”,心是芯片,腦就是工業(yè)軟件。我們常說工業(yè)化、信息化融合,雖然信息化水平接近國際水平,但工業(yè)化水平和產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境與國際水平還有較大差距,我們的工業(yè)由于缺乏長期工業(yè)過程的錘煉,知識和經(jīng)驗積累都非常有限,所以難以開發(fā)出好的工業(yè)軟件,這制約著我國工業(yè)化水平的發(fā)展。

關于設計、創(chuàng)新、精益管理和遠程維護,簡單談一下自己的看法。

第一,要做好體系架構,實際上就是總體設計,干什么事,架構怎么設計。

第二,創(chuàng)新必須從源頭開始,也就是研發(fā)設計。

第三,精益特別重要。波音777設計的時候精益考慮得少,后來發(fā)現(xiàn)精益是實現(xiàn)網(wǎng)絡化、數(shù)字化、智能化的基礎,是工業(yè)化過程中一切的基礎。

第四,遠程維護的核心是產(chǎn)品的數(shù)字化、智能化,開放是其趨勢。其中,產(chǎn)品智能化是指為了遠程維護、監(jiān)測,需要大規(guī)模使用傳感器。

第五,我們在一條生產(chǎn)線上僅僅更換軟件就可以生產(chǎn)不同的產(chǎn)品,就達到了智能制造的初級目標;這里特指簡單產(chǎn)品,如果是復雜產(chǎn)品,路還很長。

惠明:智能制造要讓精益回到應有的高度

中國機械工業(yè)聯(lián)合會咨詢部主任&中國服務型制造業(yè)聯(lián)盟秘書長

《中國制造2025》的發(fā)布,明確了智能制造為主攻方向。之后相繼出臺“1+X”規(guī)劃體系,旨在加速推進我國制造業(yè),尤其是裝備制造業(yè)轉型升級。

這些年,我國一輪又一輪對經(jīng)濟發(fā)展的投入效果很顯著,中國已經(jīng)成為制造大國,但還不是強國,追究其原因,有一點不能忽視,就是投入往往重硬輕軟:重制造、輕服務;重硬件、輕軟件;重建設投資、輕人才投資等無形資產(chǎn)的投資;重大輕小。

以機械行業(yè)舉例,按照工業(yè)4.0的等級分,與發(fā)達國家相比,我國的2.0要補課、3.0要努力、4.0是方向。由于企業(yè)發(fā)展水平的不同,智能制造目前只是少數(shù)頂尖企業(yè)的努力方向。

毫無疑問,中國的制造業(yè)最終要朝智能制造發(fā)展,但在我們的規(guī)模已經(jīng)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展的今天,一些工業(yè)化的基礎環(huán)節(jié)還無法跨越。

比如,智能制造的基礎是工業(yè)數(shù)據(jù),沒有數(shù)據(jù),一切模型和算法都是空中樓閣。對此,我們還有很多課要補:智能制造需要哪些數(shù)據(jù)?怎樣產(chǎn)生這些數(shù)據(jù)?

這需要有一套完整的以信息技術為基礎、精益管理為先導的體系來支撐。換言之,沒有實現(xiàn)精益生產(chǎn)的企業(yè)無法解決這個問題。

精益不僅僅是企業(yè)管理的一種方法,更是一種系統(tǒng)地看待制造過程的思想,以消除一切冗余和浪費為目的,實現(xiàn)優(yōu)化成本和高品質,提高效率和效益。更重要的是,沒有實施精益生產(chǎn)的企業(yè),無法產(chǎn)生有效的基礎數(shù)據(jù),而沒有數(shù)據(jù)支撐,連準確的生產(chǎn)制造計劃都難以實現(xiàn)。把精益作為一種制造思想,很多創(chuàng)新會由此產(chǎn)生。因此,從學術界到產(chǎn)業(yè)界,應將精益看作一種思想,重新梳理和審視我們的制造業(yè)。

眼下,多數(shù)企業(yè)并沒有意識到精益思想對制造業(yè)有多重要,應該讓精益回到應有的高度和受重視程度,如此,我國制造業(yè)才有朝工業(yè)4.0、智能制造發(fā)展的可能。

所以,我的建議是:

第一,重視和營造有利于制造業(yè)發(fā)展的環(huán)境和氛圍,促進制造業(yè)尤其是裝備制造業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展,由大變強。

第二,建立和完善制度及相關法律法規(guī),軟硬件建設同時抓,推動生產(chǎn)性服務業(yè)的快速發(fā)展,讓精益生產(chǎn)、協(xié)同制造等先進制造理念和技術在制造業(yè)各類企業(yè)中廣泛普及。

第三,推動服務型制造,以客戶需求為中心,制造企業(yè)不僅提供產(chǎn)品,還要提供以產(chǎn)品為載體的服務。我的理解,供給側改革對制造業(yè)來說就是針對需求的供給。應該是圍繞市場和用戶的需求制造而不是盲目追求規(guī)模,國際先進的制造企業(yè)不僅能滿足用戶的需求,還能引導需求,這應成為我國制造業(yè)特別是裝備制造業(yè)發(fā)展的方向之一。

第四,鼓勵創(chuàng)新,寬容失敗,政策上對企業(yè)加強人才培養(yǎng)要有一些激勵措施,充分尊重人才,以緩解制造業(yè)人才吸引力不足的矛盾。

第五,政策要雙向促進,支持國內(nèi)企業(yè)使用國產(chǎn)品牌,對制造方和用戶方應同時鼓勵。

這樣,假以時日,我國制造業(yè)才能真正強起來。

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