【工业4.0】工业4.0时代的大生产体系架构
大家下午好！十分感谢eWorks黄培博士的邀请！很高心有机会和西门子的客户西电史所长，合作伙伴思科，联想，SIE等 ，一起探讨智能工厂的课题。
我的题目是，工业4.0时代的大生产体系架构。如何搭建一个稳定，无限可扩展的架构，是智能制造和工业4.0的关键问题。
我分为WHY, HOW, WHAT三个方面展开介绍。
一、首先是WHY? 为何智能工厂对制造业企业和西门子都具有战略重要性？
前面的专家讲得很好，数字化改变一切，改变了研发模式，改变了生产模式，改变了产品使用模式，黄博士总结了“18般兵器”，总结得很好，我这里列的是9般，不再赘述。
最近有三条新闻值得注意：
1、2月24日华为备受尊敬的任正非总裁就工业4.0和智能制造发表讲话。根据华为一贯的风格，在热炒时冷静观察，大量调研，深思熟虑之后发表观点。西门子和华为有20多年的合作关系，包括近期和西门子举办欧洲数字化的未来研讨等等，以及研发和制造的数字化融合项目等等，我们有机会近距离观察。任总的讲话对华为以及广大制造业企业都应该有一些借鉴意义。
任总指出，面向工业4.0和智能制造，要从系统工程出发，商业模式，
供应模式，制造模式和生产方式，在新时代都有重要变化，要重新设计，大生产体系架构要重构。
任总指出了方向，以精益生产为基础，以德国的工艺流程和工业软件为主体。我们也很荣幸地注意到，任总用西门子举例，“比如说西门子，将机械、电气、电子、工艺、结构、材料、热能等多学科能力集成到了一个统一的软件平台上，产品和工艺的设计、开发、试制验证都可以在这个平台通过数字化手段完成，节省大量重复性工作。并且在西门子数字化转型过程中得到了充分检验，我们就可以借鉴德国的工艺流程，直接应用其工业软件。”
2、3月29好，阿里云宣布5年连接设备100亿。我和他们沟通对接过，个人认为阿里云连接供应链和物流可能比较擅长，要连接车间、连接产品研发部分，没有类似西门子数字化技术，是不可能的。
3、3月24日，“两会”后展开的中国发展高层论坛上，西门子全球CEO凯撒先生发言，“提高“中国制造”的质量可能会在中国乃至全世界产生巨大的积极影响。而提高质量的唯一方法就是实现数字化制造。”他特别强调“唯一”，因为在人工成本提高了之后，向数字化要精益，向数字化要质量，是唯一途径。
因此，西门子数字化的策略，就是利用西门子强大的电气化、自动化、工业数字化背景，协助制造业客户，在设计、制造、使用价值链的全部环节融合虚拟和现实世界，为客户创造价值，更快的创新，更好的质量，更高的效率，永恒的主题。
二、HOW？西门子的应对制造业数字大势的战略举措
西门子十多年前就认识到制造业数字化的大势，积极布局，从2007年开始，展开了一系列并购，10年投入100亿美元，并购机械、电子、软件、电磁、复材、工艺设计、仿真和数据管理工具，
形成了世界最全，最大，最强的工业软件技术组合。
并且，作为一个制造业企业，西门子自身积极推进数字化转型。西门子的成果和效果在安贝格工厂，成都工厂树立了全球标杆，估计大家都注意到了，没有看到的话，请网上搜”西门子安贝格工厂“视频，我也把链接发到会议的微信群中了。
西门子数字化背后是一个大生产体系架构，用”四梁八柱“的说法，她有一根大梁，三根柱子，一个基座。
”一根大梁“就是以客户为中心的交互系统。西门子虽然战略上退出了B2C业务，专注于2B业务，我们也为2B用户提供以线上线下相结合的用户体验，并以此重构我们的商业模式。
”三根柱子“，是新研发模式，新精益生产，新管理决策模式。新研发模式，就是大量采用建模和仿真，利用多物理场（机械，热，电子，电气，电磁等等），多层次（从有限元网格，零件部件，系统，整机，系统之系统等）数字化双胞胎。新精益生产，就是Lean@Digital，全面从数字化要精益；新管理角色模式，在公司各个层面各个职能，大力推进基于实践，基于数据的自动决策。
”一个基座“是新工艺。在延续西门子传统优势，高端数控之外，西门子大力投资先进机器人，和清华大学合作打造机器人开放平台；并购了英国增材制造公司Materials Solutions，并且在我们自己的工厂，如燃气轮机叶片，得到广泛应用。
有了这个大生产体系架构之后，我们如何向智能制造和工业4.0的愿景演进？开个玩笑，做为”工业4.0“”原教旨主义者“，我坚持”工业4.0“的状态，是2013年德国发布的白皮书上定义的社会化大生产网络生态的一个状态。我们至少需要三个阶段的努力，才能达到。
第一阶段，预测性维护。这是现在做得比较多的，也是容易落地的，出效益的。
还是基于卖产品的模式，对售后维修维护，利用数字化技术进行增强，优化。例如3D维修互动作业指导书，数字化诊断，数字化维修调度等等。
在此阶段，西门子也实践了20多年，例如燃气轮机，高铁，连铸连轧，风电场的维修维护和调度等等。
第二阶段，结果经济阶段。俗称”卖产品变卖服务“，”对赌“业务模式。
只有你对你的产品运行情况，什么时候失效，什么时候需要维护，了如指掌之后，你才有信心去承诺服务水平，和你的客户”对赌“，签署所谓PBC，Performance Based Contract。西门子部分业务已经给客户这样的选择，例如CT，高铁，燃气轮机等。
只有社会主流工业企业都开始采用PBC，进入结果经济时代，才有可能开始”工业4.0“的状态，软件工程SOA的思路可以应用于制造业，软件定义制造业，就是服务化，就是产品运行都变成了一个个”服务“，可以用软件的方式进行编排orchestrate，一个自运转，自由化的工业大生产才有可能带来，进入理想的第三阶段——工业4.0生态网络。
第三阶段，工业4.0，工业互联网正式全面铺开，成为社会主流。
这样的工业社会，想象空间很大，但是我无法预测。只能猜测。如何畅想？我这里提一个方向。
估计大家都读过两本经典泰勒的《科学管理》和KK的《失控》。
如果你把两本书一起读，就能感觉到这个转型的力度之大，整个工业体系需要重新设计。为什么这么讲？
因为，传统工业体系是建立在社会分工，专利，技术秘密的基础之上，而互联网是建立在开放，开源，自由的基础上。例如，滴答只有18元人民币，就能策反用户从滴滴改用滴答，但是工厂和设计数据，你倒贴也未必有人愿意分享出来，这需要观念，体系的巨大变化，需要时间，一个一个产品，一个一个行业来推进。
但是，一旦建成，可以想象，“双创”，万众创业，大众创新的大好局面就会真正到来。
三、WHAT？关键技术
要实现前面的三个阶段，相应地，需要从点，线，面三个层次的技术，
点的层面，数字化双胞胎。丰富产品系统和生产系统的建模和仿真，逐步提高置信度fidelity。大数据和人工智能可以在专业层面开始应用。
线的层面，数字神经。联通产品和工厂到研发部分，全面掌控产品的运行数据。大数据和人工智能可以在企业层面开始应用，商业模式的创新，支持结果经济。
面的层面，工业云。全社会层面应用大数据和人工智能。
西门子，和愿意和大家一道，共同迈进工业4.0时代！
谢谢！
人工智能赛博物理操作系统
AI-CPS OS
“人工智能赛博物理操作系统”（新一代技术+商业操作系统“AI-CPS OS”：云计算+大数据+物联网+区块链+人工智能）分支用来的今天，企业领导者必须了解如何将“技术”全面渗入整个公司、产品等“商业”场景中，利用AI-CPS OS形成数字化+智能化力量，实现行业的重新布局、企业的重新构建和自我的焕然新生。
AI-CPS OS的真正价值并不来自构成技术或功能，而是要以一种传递独特竞争优势的方式将自动化+信息化、智造+产品+服务和数据+分析一体化，这种整合方式能够释放新的业务和运营模式。如果不能实现跨功能的更大规模融合，没有颠覆现状的意愿，这些将不可能实现。
领导者无法依靠某种单一战略方法来应对多维度的数字化变革。面对新一代技术+商业操作系统AI-CPS OS颠覆性的数字化+智能化力量，领导者必须在行业、企业与个人这三个层面都保持领先地位：
重新行业布局：你的世界观要怎样改变才算足够？你必须对行业典范进行怎样的反思？
重新构建企业：你的企业需要做出什么样的变化？你准备如何重新定义你的公司？
重新打造自己：你需要成为怎样的人？要重塑自己并在数字化+智能化时代保有领先地位，你必须如何去做？
AI-CPS OS是数字化智能化创新平台，设计思路是将大数据、物联网、区块链和人工智能等无缝整合在云端，可以帮助企业将创新成果融入自身业务体系，实现各个前沿技术在云端的优势协同。AI-CPS OS形成的数字化+智能化力量与行业、企业及个人三个层面的交叉，形成了领导力模式，使数字化融入到领导者所在企业与领导方式的核心位置：
精细：这种力量能够使人在更加真实、细致的层面观察与感知现实世界和数字化世界正在发生的一切，进而理解和更加精细地进行产品个性化控制、微观业务场景事件和结果控制。
智能：模型随着时间（数据）的变化而变化，整个系统就具备了智能（自学习）的能力。
高效：企业需要建立实时或者准实时的数据采集传输、模型预测和响应决策能力，这样智能就从批量性、阶段性的行为变成一个可以实时触达的行为。
不确定性：数字化变更颠覆和改变了领导者曾经仰仗的思维方式、结构和实践经验，其结果就是形成了复合不确定性这种颠覆性力量。主要的不确定性蕴含于三个领域：技术、文化、制度。
边界模糊：数字世界与现实世界的不断融合成CPS不仅让人们所知行业的核心产品、经济学定理和可能性都产生了变化，还模糊了不同行业间的界限。这种效应正在向生态系统、企业、客户、产品快速蔓延。
AI-CPS OS形成的数字化+智能化力量通过三个方式激发经济增长：
创造虚拟劳动力，承担需要适应性和敏捷性的复杂任务，即“智能自动化”，以区别于传统的自动化解决方案；
对现有劳动力和实物资产进行有利的补充和提升，提高资本效率；
人工智能的普及，将推动多行业的相关创新，开辟崭新的经济增长空间。
给决策制定者和商业领袖的建议：
超越自动化，开启新创新模式：利用具有自主学习和自我控制能力的动态机器智能，为企业创造新商机；
迎接新一代信息技术，迎接人工智能：无缝整合人类智慧与机器智能，重新
评估未来的知识和技能类型；
制定道德规范：切实为人工智能生态系统制定道德准则，并在智能机器的开
发过程中确定更加明晰的标准和最佳实践；
重视再分配效应：对人工智能可能带来的冲击做好准备，制定战略帮助面临
较高失业风险的人群；
开发数字化+智能化企业所需新能力：员工团队需要积极掌握判断、沟通及想象力和创造力等人类所特有的重要能力。对于中国企业来说，创造兼具包容性和多样性的文化也非常重要。
子曰：“君子和而不同，小人同而不和。” 《论语·子路》云计算、大数据、物联网、区块链和 人工智能，像君子一般融合，一起体现科技就是生产力。
如果说上一次哥伦布地理大发现，拓展的是人类的物理空间。那么这一次地理大发现，拓展的就是人们的数字空间。在数学空间，建立新的商业文明，从而发现新的创富模式，为人类社会带来新的财富空间。云计算，大数据、物联网和区块链，是进入这个数字空间的船，而人工智能就是那船上的帆，哥伦布之帆！
新一代技术+商业的人工智能赛博物理操作系统AI-CPS OS作为新一轮产业变革的核心驱动力，将进一步释放历次科技革命和产业变革积蓄的巨大能量，并创造新的强大引擎。重构生产、分配、交换、消费等经济活动各环节，形成从宏观到微观各领域的智能化新需求，催生新技术、新产品、新产业、新业态、新模式。引发经济结构重大变革，深刻改变人类生产生活方式和思维模式，实现社会生产力的整体跃升。
产业智能官 AI-CPS
用“人工智能赛博物理操作系统”（新一代技术+商业操作系统“AI-CPS OS”：云计算+大数据+物联网+区块链+人工智能），在场景中构建状态感知-实时分析-自主决策-精准执行-学习提升的认知计算和机器智能；实现产业转型升级、DT驱动业务、价值创新创造的产业互联生态链。
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新技术：“云计算”、“大数据”、“物联网”、“区块链”、“人工智能”；新产业：“智能制造”、“智能金融”、“智能零售”、“智能驾驶”、“智能城市”；新模式：“财富空间”、“工业互联网”、“数据科学家”、“赛博物理系统CPS”、“供应链金融”。
官方网站：AI-CPS.NET
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