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！