智能制造前沿趋势与实施策略（确认版）

图12 MAN工厂的AGV应用

欧特克提出了“未来智造(the Future Of Making Things)”的概念，要求在概念阶段，充分考虑个性化需求；在设计阶段，需要进行协作和大量创新；在生产阶段，采用灵活的生产模式；在销售阶段，考虑消费者的体验需求；在运行和报废阶段，提供互联服务。

在设计方面，欧特克还提出了衍生式设计的概念，是由英文Generative Design翻译而来，是指在传统的CAD设计的基础上，通过拓扑优化来确定和去除那些不影响零件刚性部位的材料，从而实现轻量化的创新设计，然后再利用增材制造技术将这些传统制造工艺无法实现的复杂结构制造出来，从而实现整个创新过程，衍生式设计简化了设计制造整个流程，可以说对传统制造业而言是个颠覆性的转变。

图13 Autodesk：未来制造

工业物联网是智能制造十分重要的支撑技术，也是企业非常关注的焦点。工业物联网领导者象限里有PTC、IBM、GE、Microsoft，Amazon作为云服务商介于领导者和表现强劲者之间，SAP和Cisco等公司则是表现强劲者。据统计，中国的物联网平台已超过150个。

图14 全球物联网应用平台的市场格局

下面来分析一下这些公司提出的观点。自动化厂商罗克韦尔提出“互联企业（Connected Enterprise）”的观点，强调IT与OT的融合。目前很多企业都是信息化和自动化“两张皮”，我认为未来自动化、信息化和运营这三个部门会越走越近。

图15 罗克韦尔：互联企业实现IT/OT融合

GE公司是最全最大的制造企业之一，他们正在利用自己的装备企业来实践Predix工业物联网平台，去年11月份到GE美国工厂参观了内燃机车的再制造工厂，将淘汰的内燃机车全部拆解后，重新组装成一台新的内燃机车，在再制造过程中，新的内燃机车和Predix工业物联网平台相连接。目前，GE已经与中国电信集团签署了战略合作协议，其核心是将Predix工业互联网平台，通过中国电信的通信网络和云平台在我国落地运营。GE还提出了卓越工厂的概念，强调连接、洞察、优化。

图16 GE：Predix的数字工业生态系统

我们也参观了专注石化、钢铁等流程行业自动化的EMERSON（艾默生），艾默生1997年就推出了面向流程行业的数字化工厂架构Plantweb，经过二十年的不断完善，形成了基于工业物联网的Plantweb数字生态系统。如图17所示，Plantweb最底层是数据层，利用测量仪表实现全面感知、数据采集；第二层为安全层，运用一系列网络安全技术和设备，将各类仪表采集的数据单向传输到IT平台，供英特网和云端使用，同时防止外部数据侵入企业过程运营平台；第三层顾问系统可以对设备的健康状态、运营绩效和能耗进行分析与优化。Plantweb还支持移动应用，并可以通过云服务将整个工业物联网平台的信息传递给专家，从而提供远程服务。

图17 Emerson的工业物联网平台

西门子Mindsphere工业物联网平台架构的最底层是连接，中间是物联网应用开发平台，上层为各种各样的工业应用软件。过去的十年里，西门子卖掉了很多制造业部门，买进了大量工业软件公司。西门子将Mindsphere工业物联网平台称为基于云的开放式物联网操作系统。

图18 西门子Mindsphere平台

综上可以看出，工业巨头都在向工业物联网迁移并提供相应的解决方案。我国的工业物联网应用平台刚刚兴起，如中国移动OneNET，广州机智云，最有名的是源于三一重工的树根互联。

图19 中国工业物联网应用平台刚刚兴起

以上分享的是一些前沿趋势及一些大公司的做法。具体到企业推进智能制造，首先要做一个现状的评估，评估企业到底处在哪一个层次——已规划级、规范级、集成级、优化级、引领级。图20是国家发布的智能制造成熟度评估体系，包括设计、生产、物流、销售、服务等各个环节，还涉及到互联互通、系统集成、信息融合和新兴业态等新模式。

图20 国家发布的智能制造成熟度评估体系

e-works也在给企业提供这样的服务，提出智能制造规划“四步曲“，帮助企业进行智能制造规划实施和落地。

（1）现状评估企业管理诊断与分析智能制造架构分析企业智能化制造的信息化与自动化现状、应用能力评估

（2）业务改进与需求分析提出管理改进建议与目标识别智能制造关键系统支撑点与需求企业智能制造业务模式确定与需求分析明确业务需求

（3）智能制造架构整体规划构建完整的智能制造规划蓝图明确智能制造战略目标信息化蓝图设计自动化蓝图设计构建智能制造运行基础的技术架构与保障体系

（4）智能制造规划实施落地确定项目，明确详细的实施计划三年一滚动，一年一调整建立完善的智能制造管理制度与体系关键项目论证与系统监理体制保证系统成功

图21 e-works为某企业进行的智能制造现状评估范例

图22 e-works为某企业制定的智能制造整体框架

图23是我们e-works咨询的典型客户。包括大型装备制造、电子制造、汽车零部件、能源化工、机械制造等行业。

图23 e-works咨询典型用户

关于国际智能制造考察，我们已经成功组织了六次德国工业4.0考察，四次美国工业互联网考察，一次新工业法国考察，一次日本智能制造考察。马上11月上旬将组织第五届美国智能制造与物联网应用考察，12月中旬组织第二届日本智能制造考察。欢迎大家参加！