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“工業(yè)4.0”是制造業(yè)基于大數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)型
德國在去年就提出了工業(yè)4.0的概念。他們認為，18世紀引入機械制造設備的工業(yè)是1.0時代，20世紀初的電氣化與自動化是 2.0時代，20世紀70年代開始的信息化是3.0時代，現(xiàn)在正在進入工業(yè)4.0時代，即實體物理世界和虛擬網(wǎng)絡世界融合的時代。但是德國業(yè)界對工業(yè) 4.0的響應者不多，原因之一是所謂虛擬網(wǎng)絡-實體物理系統(tǒng)(Cyber-PhysicalSystem,CPS)融合的主要思想，美國早在若干年前就提出來了。
美國白宮召開了第一次CPS成員會議。李杰教授作為專家組成員參加了會議。他們要討論的事情，與德國的工業(yè)4.0其實是一樣的內(nèi)容。雖然德國先提出了概念，但他們剛剛起步、著手轉(zhuǎn)型，而美國一直在做以CPS為概念的先進制造。
對于CPS的概念，李杰認為可以用日常生活中常見事物來解釋。正如人們在facebook里建立的各種關(guān)系，在物理世界里是不可見的，但卻可以得出這個人的生活社群、行為習慣、過往經(jīng)歷等等。同樣，任何產(chǎn)品都有虛擬和實體兩個世界(譬如蘋果手機是實體，但是APPs是虛體)，如何將虛擬世界里的關(guān)系透明化，正是工業(yè)4.0時代需要做的產(chǎn)品。未來產(chǎn)品例如機床、飛機、汽車等都應該會有實與虛的價值接合。這樣的道理，是德國人提出概念的依據(jù)，但是李杰團隊在美國已經(jīng)自2001年開始積累大量和工業(yè)界合作建立成功案例。
需要強調(diào)的是，德國提出的工業(yè)4.0和美國的CPS，核心要義就是制造業(yè)能基于數(shù)據(jù)分析的轉(zhuǎn)型。
傳統(tǒng)制造的5M系統(tǒng)
傳統(tǒng)的制造可以描述為一個5M系統(tǒng)，它包含了材料(Material，特性和功能)、機器(Machine，精度和加工能力)、方法(Methods，效率和產(chǎn)能)、測量(Measurement，探測和改進)以及建模(Modeling，預測、優(yōu)化和防范)。增量制造，通俗叫3D打印，也是運用集成的5M方法來生產(chǎn)產(chǎn)品的一個新范例，當然它的生產(chǎn)范圍現(xiàn)階段限于特定的低產(chǎn)量或者定制領(lǐng)域(比如國防或者醫(yī)療)的應用產(chǎn)品上。
為使制造商更具競爭力，將先進的計算和信息物理融合系統(tǒng)結(jié)合起來，以適應或者利用最近的大數(shù)據(jù)環(huán)境是今天的制造業(yè)所需要的。隨著智能傳感器技術(shù)，如 RFID技術(shù)的發(fā)展，收集數(shù)據(jù)已經(jīng)變得很簡單，但仍然存在的問題是，這些器件及數(shù)據(jù)是否在正確時間、為正確的目的、提供了正確的信息。除非數(shù)據(jù)被處理后可為需要者提供內(nèi)容和意義，否則這些數(shù)據(jù)也是無用的。單純將傳感器連接到設備上或者將一臺設備與另一臺進行連接，是不會給用戶提供足以做出更好決策所需信息的。
制造信息系統(tǒng)的6C功能
制造信息系統(tǒng)的基本定義可以用6C功能來進一步強化說明，它包含連接(Connection，傳感器和網(wǎng)絡)、云(Cloud，任何時間及需求的數(shù)據(jù))、虛擬網(wǎng)絡(Cyber,模式與記憶)、內(nèi)容(Content，相關(guān)性和含義)、社群(Community，分享和交際)與客制化(customization，個性化服務與價值)。現(xiàn)有的制造系統(tǒng)需要對制造設備本身的以及制造過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行更深入的分析。
現(xiàn)在講大數(shù)據(jù)的很多，但講工業(yè)大數(shù)據(jù)的很少。工業(yè)大數(shù)據(jù)是由一個產(chǎn)品制造流程或者一個工業(yè)體系帶出來的數(shù)據(jù)，健康管理、地震救治、銀行運營等都會帶來大數(shù)據(jù)，但是很少落地，不被人感覺到。工業(yè)4.0時代要做的產(chǎn)品，不光要有功能，還要有價值，而價值是通過處理數(shù)據(jù)得來的。有了這些，工業(yè)大數(shù)據(jù)就可以落地，產(chǎn)生實用價值。（文章來源：北京德爾西曼www.dcrwz.com）