武汉长飞光纤卢松涛跟随e-works组织的考察团前往美国进行第三届美国物联网与智能制造考察，在与美国企业的近距离接触中，收获颇多，写下了下面的感悟。

第1站   PTC

过去三十年，PTC一直致力于制造业的设计软件（CAD）和产品全生命周期管理系统（PLM），从2014年开始，PTC开始探索物联网领域的应用，通过一系列物联网相关技术和公司的收购，以帮助制造业更好地完成数字化工程设计、数字化制造以及数字化服务的转型。除了传统的CAD（Pro/E）和PLM业务，PTC正在大力推进物联网应用，包括组建专门的技术平台部门和物联网解决方案部门。 

PTC Connnected Manufacturing部门的副总裁HowardHeppelmann在与考察团互动时指出，依托物联网技术，PTC正在致力于帮助制造企业实现三种路径的转型：面向工程设计的数字化转型、面向智能制造的数字化转型、面向服务的数字化转型。 在考察过程中，PTC工程师们还为考察团成员演示了三组Demo，分别是数字化工程设计演示（卡特彼勒发电机案例），数字化制造演示（装配线演示）和数字化服务演示（施耐德电气）。

作为PTC的重要技术平台，ThingWorx在本次考察中频频被提及。2014年1月，PTC正式收购物联网平台创建者ThingWorx，凭借ThingWorx，PTC可以帮助企业及其产品之间建立一个安全可靠的桥梁，为产品的维护和运营建立一个快速开发应用程序平台，并最终获得从产品中创造全新价值的方式。 

PTC关注的另一重要技术方向是增强现实AR技术。AR技术在制造业的应用有着广阔的前景，其价值包括：让设备的维修维护变得更便利；更便捷、准确地指导产品的生产制造过程；让产品营销变得更犀利；产品设计阶段仿真、分析、评审产品模型；运用AR技术拓宽物联网应用。尽管PTC一直在介绍IoT和AR相关技术，并突出其战略意义，但John Stuart强调，PLM和CAD业务仍是PTC的重点，占据PTC公司整体业绩的90%，PTC未来会加强PLM和物联网平台的融合。 

第2站 三菱

三菱电气北美研发中心的主要工作在于前瞻性技术预研。研发的成果会反馈至三菱总部投入应用。目前三菱电气年销售额达350亿，计划至2020年增长20%。其中有很大一部分将来自于新新产品和新技术的应用。对方展示了6个项目的研发情况：

1. 机械手抓取及三维重建---突出数字化仿真技术将对路径优化、传动设计等传统技术带来的帮助。

2. 五轴增材制造系统---重点解决增材制造中空间路径设计问题，可以保证所获得的3D打印成品在质量和成本间形成最优解。

3. 高速运动中的分段控制---通过并联性传动设计，实现运动部件速度和精度的平衡。简单而言，即设计级联传动，高速运动系统保证运行效率，低速运动系统保证定位精度。

4. 人脑意识识别---通过对脑电波的分析、识别，判断人的意识所在。

5.1TB光通讯实验---验证未来高速光传输网络构架。在该实验中，采用的是普通G652光纤，传输距离小于50m。

6. 混合语音识别---在多人语音环境下，识别出每一个独立语音。

从介绍的六个项目来看，前三个项目重点解决传统机械加工方式难以处理的问题；后3个项目重点解决现场信息传输效率和准确性问题。

第3站 ANSYS

ANSYS全球总部位于宾夕法尼亚州匹兹堡。在即将过去的2016年，ANSYS将成为全球第一家年营业额超过10亿美金的工程仿真公司。ANSYS CEO Jim Cashman先生在给考察团致欢迎词时指出，随着产品复杂程度不断地提高，制造商所处的商业环境竞争越来越激烈，在错综复杂且极具挑战性的市场中，具备创新性且可以改变游戏规则的产品不可或缺。工程仿真技术正发挥着越来越重要的作用。如今，越来越多的企业都认识到采用仿真技术代替物理样机试验的价值，不但可以降低成本，缩短研发周期，还可以提升企业的创新能力和产品的竞争力。可以说，工程仿真技术是工业创新的重要数字化环节，是工业创新的重要驱动手段。

ANSYS每年的研发投入是营业额的17%-18%，远远高于IT领域的其他公司。近几年ANSYS在前沿技术领域做出了大量的探索。包括物联网工程、云仿真、Digital Twin等方向。在现阶段，ANSYS重点关注的物联网应用领域，包括交通（无人驾驶汽车、信息娱乐系统和无人机），健康与消费者（物美价廉的药品、体育与可穿戴设备）、基础设施与工业（智能家居与智慧城市、互联的展示、工业装备和资产管理）。ANSYS正在积极探索的另一项前沿技术应用是——仿真云。在ANSYS企业级解决方案副总裁Ray Milhem看来，尽管云技术在其他IT领域应用已经相对比较成熟，但云仿真仍是一个崭新的领域。

第4站 GE

GE内燃机再制造工厂（GERe-manufacturing factory）的主要业务是回收已使用的机车内燃机，翻修后再以低于新产品的价格销售给用户。在考察中，我们参观了整个翻修车间。通过与对方的交流，有以下几点感受：

一是GE在数字化设计方面很完善，每台返回的内燃机都有对应的数字化设计档案；

二是数字化仿真与检测系统完善；通过对比数字化档案和实际检测结果，可以快速确定翻新措施，如需要替换哪些零件，对那些部位需要再次检查等；

三是通过翻新，可以快速掌握用户使用习惯，建立定制的用户服务策略；

四是在翻新过程中所获得的信息，可以对设计产生非常大的帮助，形成完整的PDCA循环。

第5站 KSS

2 日上午前往位于密歇根州的汽车工业之城底特律的Sterling Heights， 参观了知名的汽车安全系统公司--Keysafety百得利（简称KSS）总部。KSS公司是一家生产和设计汽车安全气囊、座椅安全带、方向盘和汽车全方位安全集成系统的全球领军企业。在14个国家有32个工厂，5大研发中心分布在全球各大洲。在中国上海、湖州、苏州和天津设有工厂。2015年销售额约16亿美元，2016年预计销售额将达到17.5亿美金。KSS的产品被广泛运用于欧洲、亚洲和北美的汽车生产厂商所生产的300多种车型。客户包括象戴姆勒－克莱斯特、菲亚特、福特、通用、现代、标志雪铁龙、大众等国际知名汽车企业。同时还为超级高档车定制专业的安全系统。KSS的主要产品分三大类：被动安全产品、主动安全产品，以及特制超高档产品。

KSS的信息系统逐渐在向云端转移。邮件系统、CRM系统，ERP系统部署在云端。MES系统则部署在本地，这样可以避免由于断网而引起对生产的影响。KSS使用西门子Teamcenter系统来管理产品的三维模型和工程图，而企业级的plm平台则是基于开源的Aras系统来进行扩展。由于公司遍布全球，每个洲有各自的特点，所以美洲、欧洲和亚洲三大地区的MES系统各有不同，现在KSS正在整合三大地区的MES系统，不过这将会是一个艰巨而又漫长的过程。  

第6站 福特

下午来到位于底特律的福特Ford Rouge Factory——F-150皮卡总装工厂参观。考察团首先来到了福特博物馆。福特博物馆是美国最大的室内与室外历史博物馆，馆内陈列了交通运输业的相关展品，主要是福特历史上的汽车。在福特Ford Rouge Factory，还通过纪录片的形式观看了亨利·福特致力于汽车工业传奇的一生，通过4D多媒体的形式领略了皮卡从概念设计到生产下线的全过程，也体验了福特皮卡装配车间的生产和福特工厂的绿色环保理念。此次参观的重点是F-150的总装工厂。作为福特F-150皮卡的主要生产基地之一，福特F-150在这里完成从外壳喷漆后到整个车身装配完毕的全过程。Ford RougeFactory的Dearborn总装工厂执行了世界一流水平的精益生产标准，包括：同步物流，在线汽车排序，减少废料与以小组为基础的解决问题流程以及严格的质量管理程序。

福特作为率先提出流水线生产作业模式的企业，在精益生产方面非常有经验。通过现代IE（Industry Engineering ）方法，建立合理的生产节拍，保证产线的高效运行。虽然在技术层面并不是非常高大上，但运行效率的确非常高。长飞在智能制造方面，一是要结合精益生产，保证技术提升能切实转化为效益；二是需要大量借助科学的IE方法，形成有效的统筹管理方法。

第7站 罗克韦尔

3日来到位俄亥俄州克里夫兰的罗克韦尔公司自动化工厂，近距离了解其提出的互联企业(ConnectedEnterprise)理念。罗克韦尔是一家专注于自动化领域的公司，有着超过110年的历史，在全球有22000余名员工，年营业额超过60亿美金。

罗克韦尔架构和服务高级副总裁Frank kulaszewicz向考察团介绍罗克韦尔时提到：随着产品的个性化需求越来越多，未来的制造业的复杂程度将越来越高，竞争也将越来越激烈。更快的上市时间、更低的总拥有成本、更高的资产利用率以及企业风险的管理是帮助用户获得切实效益的四大因素。为帮助企业抓住这四个价值，罗克韦尔提出了"互联企业"愿景——通过IT（信息技术）和OT（运营技术）的融合提升企业生产效率、经济效益和可持续性。

目前业界的一个共识是：IT和OT对工业企业获得成功都至关重要，但实现这两个领域的真正融合仍然存在挑战——现有的大部分架构都不够灵活、成本高昂且难以扩展。在向考察团介绍互联企业愿景时，罗克韦尔重点提到了其自动化集成架构的特点。

自动化集成架构是一种工业自动化基础结构，为各种自动化控制类型提供了可升级的解决方案，包括顺序控制、运动控制、过程控制、驱动器控制、安全和信息处理。罗克韦尔自动化集成架构很重要的一个优势是，在传统的架构上加入了信息系统，即加入MES连接时，两者之间可以建立实时的数据通信。与传统架构产品采用OPC 等连接相比，其系统穿透性、性能和互联性均不及自动化集成架构。因此自动化集成架构在物联网时代将能发挥更大的价值。Frank kulaszewicz介绍，罗克韦尔自动化"合作伙伴联盟计划"是一个汇集众多行业领先供应商、经销商、系统集成商以及机器和设备制造商的强大网络。其宗旨是帮助工业企业更好地解决制造和自动化难题。

除了了解罗克韦尔的互联企业愿景，考察团在上午还参观了其全球技术支持服务中心，以及自动化系统的有关实验室。

Rockwell作为工业系统解决方案供应商，对于如何融合IT和OT作了大量尝试。尤其正在开发的自动化集成架构，重点在于设备与设备，产线与产线间的数据交换，可以看作雾计算构架。虽然目前MES系统非常热门，但是当大数据应用的广泛推广后，MES系统需要承载非常大的数据计算和交换。如果按现有构架推算，可能导致整个系统运行效率的下降。因此实现本地数据优化，减少系统运算开支将是未来的一个方向。

第8站 约翰迪尔

4日上午来到了位于芝加哥以西150英里的莫林市，参观了农机巨头约翰迪尔公司的播种机制造工厂，深入车间，参观了这个庞然大物的生产、喷涂、部件装配和总装过程。1837年，铁匠约翰．迪尔为了帮助农民们不断革新农耕操作，发明了一种不占泥土的钢犁，并由此起家，创立了约翰．迪尔公司。约翰迪尔公司经历179年的发展，从最原始的马车设备到现在的配有GPS的先进设备，"John Deere" （约翰迪尔）已成为驰名世界的品牌。约翰迪尔的农用工具排名世界第一，被誉为农机产品中的"奔驰"。

考察团此次参观的是播种机集团（Seeding Group ）制造厂，该工厂非常大，自动化程度也比较高。工厂的生产工序是对播种机进行焊接，组装和喷漆。该厂有209名工作人员。每台播种机的从材料进厂进厂到成品出库只需六小时。该工厂生产组装的播种机有24道和48道，48道的播种机占地面积巨大，在这个厂只负责生产相应部件，再运到其他厂组装。厂内两台日本精森机器，是用来制作零件的，该机器可以做不同种类的机器，大概一年可以做75000件。随后，讲解员带领考察团参观了四段工序：切割、焊接、喷涂及总装。在参观过程中，讲解员提到，由于产品的功能较为复杂，现在基本上都是通过软件在控制，公司对于软件的投入也十分巨大。几乎一半的工程师都是负责软件开发。虽然只是在做看似简单的农业产品，但是其中涉及到的技术却非常复杂。约翰迪尔认为他们的产品就是"轮子上的电脑"，而客户，则可像使用电脑那样，利用约翰迪尔的产品来完成作业。

John Deere通过数字化设计以及产品生命周期管理，掌握了大量用户潜在需求。并通过完善的MES系统实现了大规模定制生产。我们参观的工厂主要生产部件，但是针对不同需求，同样部件会有不同参数规格。在总装阶段，就可以实现模块化组装。

第9站 DMDII

下午来到位于芝加哥的数字制造和设计创新机构（DMDII），了解美国的这家权威第三方机构在推进数字化设计和制造技术方面进行的探索与实践。DMDII隶属于UI labs，UIlabs人力资源和运营总监Jenny Fisher 向考察团表示，U和I分别是University和Industry的缩写，其宗旨是为学术界和企业界搭建沟通与协作的桥梁，是美国创新网络的重要组成部分。一方面从企业获得资金、并了解企业的需求，另一方面利用学术界的研发人力资源帮助企业完成目标。

对方介绍，作为一个协作创新的平台，UI labs目前吸引了超过300个学术界和企业界的合作伙伴，在94000平方英尺的办公区域，有超过50位员工为UI labs工作，另外还有很多高校的教授和学生给予UI labs各种支持。UI labs目前共有DMDII和CITY Digital两个机构，DMDII是奥巴马政府倡导成立的帮助美国制造业保持竞争力的机构，CITY Digital则是由微软、埃森哲等非政府组织资助的致力于智慧城市研究的项目。UI labs另外一个重要的价值是帮助互为竞争对手的企业开展一些合作，共同推进很多前沿的技术研究。DMDII目前共有57个项目在进行，总经费超过5200万美金，通常情况下，一个项目由8到10个合作伙伴共同完成。DMDII的职责是组建跨学科的研究团队，整合IT和制造解决方案，并与多业界合作，推动数字技术在供应链中的应用。目前，DMDII主要有三类加盟的合作伙伴，第一类需要缴纳40万美金的年费，包括西门子、罗罗公司、GE等；第二类需要缴纳20万美金的年费，包括宝洁、微软、波音等；第三类年费为500美金。

美国在产学研方面非常务实，并不是由政府牵引，而是各个企业、高校形成联合开发体，前瞻性技术的开发效率和质量可以得到良好保证。

总体感受：

   1. 美国人没有提Intelligent manufacturing而是提出的Smart Manufacturing。个人理解，美国企业在现阶段更看重如何保证数字化设计、制造、服务的效率和质量。相对于美国企业，我们现在欠缺的还不是智能化，而是数字化。

   2. 美国企业在推进智能制造时非常务实，大都和精益生产结合，确保技术进步的投入产出。而且通过与PTC、ANSYS技术人员的交流，我发现他们的用户更关注于整体解决方案的提交，亦即首先进行系统规划和系统收益分析，再逐步实施，很少有单点升级的。

值得一提的是：2017年5月13日-5月22日，e-works总经理黄培博士将再次亲自率团开启第四次美国之旅。此次考察将走进美国中东部，聚焦美国的智能制造与工业物联网，参观九家各具特色的世界级工业企业、IT企业和科研机构