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关于工业4.0术语的五十个经典点评:看懂它们,中国制造2025一目了然!
2015-12-30    来源:知识自动化    发布者:王继宏
1.Industry 4.0 工业4.0

点评:这只是个概念的外衣。一切工业发展、信息化和互联网的概念综合。一向不擅长营销的德国人这次抢到了头彩,也引起了中国异乎寻常的欢呼。德国似乎决定放弃“德国制造”这个已经老掉牙的质量标签。而决心走向另外一个实际。实际上,它除了成为著名的自己之外,它几乎什么也不是。这个走红概念的下面,仍然是大量近十几年的设计、生产、制造、运维等先进管理思想和实践的综合。它用“互联网+”“大数据”“云计算”这样的金手指一点,所用借用过来的化学反应酶都产生了神奇的效应。

 

2.CPS Cyber-Physical System 虚拟信息物理融合系统;虚拟网络-实体物理系统。

点评:美国人提出来的概念,没有火起来,倒是被德国人改头换面,换成了大放异彩的“工业4.0”。

 

3.CPSS Cyber-Physical Social System虚拟物理网络及社会系统

点评:这是中科院自动化很早就有的想法,早到2009年,中科院数学与系统科学院院长王跃飞甚至断言,不久的未来,一个国家的军事国防能力,不再取决于其外在的物理军队与装备如何,而是由半生的内在的计算军队与装备之规模和水平所决定的。看上去国内对此并无太多重视;而IBM先进制造软件体系中,倒是对social(即社交属性)有着足够的兴趣。

 

4.MES/MOMManufacturing Execution System/Manufacturing Operation Management车间生产计划与管理+现场制造采集与控制

点评:MOM是制造运行管理系统,更加强调工厂的数据价值和实时管理。西门子正在积极地谋求其商业软件的链条发展,从其强大的PLM、CNC、MES、MES/MOM,都有其顶尖的产品。再往前走一步,跨到ERP也未必不可能。

 

5.SPC Statistical Process Control统计过程控制系统

点评:一种借助数理统计方法的过程控制工具。他对生产过程进行分析评价,分析反馈信息和系统性因素出现恶证照,最终达到控制质量的目的。这是工业大数据的一个重要领域分支,在最佳设备运营维护中具有重要价值。

 

6.APS Advanced Planning and Scheduling 高级计划与排程,是一种典型的实时资源管理系统,其特点是同步、最优和实时化。

点评:当生产计划需求变化的时候,APS就会同时检查能力约束、原料约束、需求约束、运输约束和资金约束等,这就保证了供应链计划在任何时候都有效。它主要是应对多变灵活的需求计划下,如何采用最优方案来安排生产的目标。几乎接近了工业4.0对于个性化生产的要求。

 

7.CIMS Computer Integrated Manufacturing System 计算机集成制造系统

点评:中国工业信息化第一波政府分钱运动的肇始。信息化被试水并且真的风生水起,但工业体系中的数字化表达与基于模型的构建能力,却也从此被耽搁。我们也许不能肯定地说,这是一个失败的早熟儿;但其大跃进式的发展信息化、对工业基础的护士,和投入产出比的低效,却从根基上延迟了中国制造业的发展。它导致了一个奇怪的结果就是:当今智能制造的两化深度融合的主题中,工业化现在不得不要向信息化融合,而信息化本来是为了解决工业化的效率而引入的。CIMS在上世纪90年代,是九五和十五制造业规划的闪亮明星,示范项目遍地开花并被人寄予厚望;而十三五即将开局之时,我们看见同样闪红的烟火,又一次照亮当空。

 

8.GT Group Technology 成组技术

点评:早在1950s俄罗斯人提出并被德国发扬光大的一个关于小批量生产和生产最优化的工业工程理论。在中国机械制造有着明确分管的机械部的带头组织下,我国GT技术曾经自80年代迎头跟上。成组技术无疑是柔性制造、CIMS乃至系统工程的最基础技术。中国目前这方面的研究和时间都被边缘化了,成组技术曾经有过辉煌但更多的是没落的二十年,恐怕是当下中国智能制造不得不回头重新补上的课。

 

9.MBD Model-Based Definition 基于模型的产品定义

点评:MBD使制造信息和设计信息公用定义到产品的三维数字化模型中,不仅是三维尺寸标注,更重要的是规范的定义了各种制造信息和产品结构关系(零件表)。美国是领头羊,中国在这一方面,不能选错了突破口,德国不是这方面的先驱。

 

10.MBES Model-Based System Engineering 基于模型的系统工程,是系统工程领域发展的一种基于模型表达和驱动的方法。

点评:可以看成是模型驱动原则、方法、工具、语言,实现在学科交叉和规模化的复杂系统的应用。美国人吵的很凶,也用于实践;德国人正在迎头赶上。

 

11.MBE Model-Based Enterprise 数字化企业

点评:MBE企业比工业4.0企业更容易说明白。有了MBE,互联网+就变得很容易。

 

12.PDM product data management 产品数据管理,企业的核心资产

点评:所有人都熟悉,但几乎又被最无辜的忽视。目前PDM就好比计划经济下的公社粮仓,产品数据被混乱不堪的堆放在这里,其真正的美丽,从来没有被中国国制造业所重视,如果PDM和BOM的数字化特性不被唤醒,大家还吵闹什么工业4.0?

 

13.PLM Product Lifecycle Management 产品生命周期管理

点评:广义PLM系统(包括CAX)支持产品开发、ERP系统负责“人财物、产供销”、SCM系统协调供应链,CRM系统关照企业客户和用户。这被称为信息化的四大件。

 

14.SysLM System Lifecycle Management 产品的数据不再仅仅是机械、电子,也包括软件;甚至包括用户未来的需求和实时反馈

点评:德国学者的新提法,为了强化数据管理的根本性改变;道理是清楚的,但目前反响不够大,大家或许会学着口型发出这个音,尚做不到脱口而出。

 

15. EAI Enterprise Application Integrated 企业应用软件集成,各种异构系统的数据交换

点评:信息化领域的乌托邦之一。

 

16.GCE Global Collaboration Environment 美国波音公司提出的全球协同环境

点评:研制新机型的数字化网络协同框架,这是波音早在2004年就提出的全球协同研发制造的框架。十年后,波音用这种方法管理上万家供应商。再工业4.0的横向价值网络的体系中,没有比波音更了解供应商的价值了。

 

17.Horizontal Value Network 横向价值网络

Vertical Value Network 垂直价值网络

End to End Integration 端对端的集成

点评:工业4.0的重要内涵之一,主要是对工厂的边界提出疑问和挑战。德国工业4.0计划中提及的三个集成(横向集成、端到端集成和纵向集成),其本意就是要实现工厂边界的突破,甚至突破生产车间的挑战。纵向集成主要基于管理域和生产现场结合,这样可以大大提高生产的效率和柔性,更多基于内部工厂资源的整合;而横向集成则是跨越了供应商的边界进行融合,形成了新的价值体系。在这一点上,跟波音打造供应商价值链的GCE(全球协同环境)一致,但波音已经在十年的实践中实现了这一价值的追求;端到端集成需要跨越生产资料供应商和销售网络的边界,甚至直接进入到消费者环节,用户可以获得更好的体验和服务。这是以用户需求驱动单元生产线(甚至单元机器)的巨大挑战,是对呼声甚嚣的C2B(用户订单定制)的回应。这对制造以工厂为核心的体系并不多见。

 

18.TQC Total Quality Control 全过程质量控制

点评:自动化大规模的引入,提高质量稳定性是非常重要的原因。在工业4.0时代,靠着机器人和智能终端的精准控制,TQC或将不再是成为棘手的问题。但中国制造业的当下,这却仍然是核心问题。唯德国是瞻的同胞们要注意了——这件事德国甩中国几条街。

 

19.MRO Maintenance,Repair&Operations M维护、R维修、O运行

点评:通常是指在实际的生产过程不直接构成产品,只用于维护、维修、运行设备的物料和服务。MRO主动性运营和维护其实一直是精明经营企业,率先从产品服务中盈利的主阵地。这次在工业4.0那种捅破天的无所不包的体系下,重新以“大数据”的光环冲出江湖,大家会惊异的发现,这里是工业数据最容易流出来的地方。马航370失事飞机的发动机,意外地成为MRO在线运维数据的热点案例。想想GE未来15年内将要向市场投放4万台发动机,那里将是一片无垠的数据蓝海。

 

20.CE Concurrent Engineering 并行工程,亦称同步工程(Simultaneous Engineering)

DFM Design for Mngineering 面向制造的设计

DFA Design for Assembly 面向装配的设计

点评:并行工程师目前国际上制造工程领域中重要的研究方向,它是一种思想和系统方法,以集成的、并行的方式,设计产品及其相关过程,包括对制造过程、支持过程的设计,从而打破涉及面与制造面,相互分离的局面。

 

21.Lean Manufacturing 精益制造

点评:它包含了即时响应(just-in-time,JIT)、零库存及敏捷制造的概念,同时也以减少错误为目的的六标准差(Six Sigma)互相补足。精益制造主要专注在客户的增值项目上、减少生产的废弃物以及提倡不断改进生产过程的方法。这是从丰田走向全球的明星概念和实践。丰田独具慧眼的发现,小批量生产完全可能比大批量生产的成本更低。这对工业4.0的推动,有着一脉相承的示范效应。

 

22.IPT Integrated Product Team 集成产品研发团队

点评:国外最流行的产品开发模式,便于统一资源。

 

23.EDI Electric Data Interchange 电子数据交换

点评:曾经是最激动的概念;现在听上去已经是过气的明星,但实际上它带来的无纸化贸易正在时时刻刻地发挥着巨大的作用。

 

24.CM Configurationg Managemeng 构型管理

点评:飞机制造史上最为重要的数字化管理思想。通过构型管理,复杂系统的销售、设计、制造、售后维护等都变成了数据一体化的命题。波音。空客都以此一飞冲天。当国产ARJ的年产量跌跌撞撞不过15架的时候,空客每3天可以制造一家A320的飞机。可惜CM不被国人重视,国人最爱工业4.0。

 

25.BOM Bill of Materials 物料表,但不是简单指物料清单,而是包含一定的母子结构关系

点评:BOM是制造业真正的DNA,其管理水平才区分先进制造业企业竞争力的核心指标。可惜的是,每个企业都熟练应用它,但它的实际价值又被令人惊诧的忽视——大量的BOM表的流通,基本是割裂式处理,伴随着大量的手工处理,巨大的工业大数据财富藏在其中却动弹不了,好像金子镶嵌在砂岩石上。

 

26.SSPD Single Source of Product Data (逻辑相关的)单一数据源产品数据

点评:将被镶嵌在岩石里的数据黄金抠下来的唯一手段。波音公司1997年提出的信息化概念,随后是十年的实践和推动,使得波音从2D图纸文档,彻底走向给予模型驱动的数字化企业。目前是波音和空客公司的核心竞争力之一。

 

27.BD Big Data 工业4.0核心问题是大数据的问题

点评:但中国制造业最头疼的问题是,数据被捆绑在不同的系统、软件、硬件、文档上,而无法解放。这是中国多年的二维图纸文化,重文档图纸不重模型造成的。没有人愿意做底层的数字化处理,这是“中国制造2025”的悖论,大家都认为问题出在高端装备制造上,其实根问问题之一在于工业基础的数字化表达和基于模型的驱动做的远远不够。

 

28.DT 大数据技术

点评:“从IT到DT”,这个对称而吸引眼球的概念,帮助人们迅速过渡到大数据时代。

 

29.EA:Enterprise Architecture企业体系架构,实体体系

点评:一种类似于蓝图的上层设计;这个E很容易有误导作用,听起来像是“公司”。这是顶层思想模型化管理的最重要的根基之一。中国制造2025需要它。

 

30.AF Architecture Framework 实体体系框架,用来描述体系的顶层架构

点评:中国智能制造的工业顶层框架,一定应该从这里出发。但从上而下是不可能一蹴而就的,因为需要照顾到不同的视角;而自下而上也不可能实现。但一定要一步步建设。这才是工业升级版本的依据。没

有数字化模型和顶层体系架构的逐渐演化,谈论工业版本,毫无意义,纯粹是文字游戏。没有数字化,就没有工业版本。

 

31.TOGAF The Open Group Architecture Framework 一种开放的实体体系架

点评:这是EA的具体表现形式的一种。从美国国防部的信息管理技术框架演化而来,摆脱过于明显的军方背景。

 

32.RAMI4.0 Reference Architecture Model for Industrie4.0

这是ZVEI 在2015年3月CeBIT 展会上提出来的德国工业4.0的顶层体系框架

点评:德国人并不擅长顶层体系框架,系统工程视角也是其弱项,但从工业4.0开始,德国制造业高层显然已经考虑到这个问题。有了这个参考架构,才能真正称得上德国工业4.0元年。

 

33.DoDAF DoD Architecture Framework 美国国防部(DoD:defense of Department)全军顶层体系框架

点评:在C4ISR的基础上,美国国防部制定了DoDAF顶层体系机构,为美国的联合作战指挥部、海陆空天等各军种、军备采购等六种作战业务方向,提供了顶层的框架设计规范,从而使得军方无论在指挥体系,装备数据交换。项目进度监控都有了无与伦比的模型驱动能力。美国人无疑是模型化的绝对先驱。DoDAF的引入与演化,在军队指挥史上具有里程碑的意义,英国、北约、挪威、澳大利亚纷纷以此构建了自己的顶层指挥体系。2015年2月兰德在《参考消息》上发表的一篇文章,指出中国解放军的作战能力落后的原因上,不无散漫地指出“中国指挥体系的落后”是其中最为重要的原因之一。如果用工业4.0做一个类比,美国、北约是在用数字模型和知识作战,而中国是在应用文档和沙盘作战。

 

34.IoT Internet of Things 物联网

点评:标准混乱,当下实践意义不明显但未能成大气候。许多人甚至与物流领域成熟的RFID相混淆。

 

35.IoTS Internet of Things&Services 物与服务联网

点评:目前进展不大,物品、设备、机器以及制造者,都没有走到这一步。在工业4.0的体系下,属于横向价值网络。

 

36.MiRA Mixed-Reality Application 混合现实

点评:一种虚拟与实际操作相结合的技术。它使得虚拟的、数字化存在空间和现实之间的信息实现同步,便于人类的感知和交互。相信《环太平洋》机甲战士,一个人如何操作比自己庞大上百倍的机器战车。工厂里不需要如此卖命,但危险和非宜人制造的环境下,就需要这种技术。

 

37.AGV Auto-Guided Vehicle 自动导引小车或输送系统

RGV Rail Guided Vehicle 有轨制导/穿梭车辆

点评:AGV具有强大的自动化集成度和现场适应;RGV以其低成本和稳定性在汽车生产线的应用中占据主导地位

 

38.DL Data Legacy 过去的资料与数据

点评:这是中国制造2025的一个巨大的包袱;或者是绊脚石。如何在新升级体系下,迁移、清洗和兼容原来各种信息化资产和里面被锁住了的数据,决定了中国制造业腾飞的步伐。

 

39.ENTIME 智能机电一体化系统的设计方法

点评:德国针对工业4.0进行了许多大量而有意义的研究。ENTIME是德国把语义网和基于模型的方法联合起来,以便找到具体机器的解决方案的一个成果之一。语义技术是通向工业4.0的重要支柱,对中国制造技术而言,语言是少数抵御外来系统侵蚀的壁垒之一。

 

40.IPV6 新一代网址域名管理协议

点评:IPV4域名体系已经接近枯竭,相当于为每一粒沙子,都可以分配一个域名。未来工业4.0中,智能产品是可能都会分配给一个域名,从而记录它的前生、今世和未来。

 

41.BITKOM 联邦信息经济通信和新媒体协会

点评:很奇怪的名称,但却强悍地引导了德国工业与信息化的发展。

 

42.VDMA 德国机械设备制造业联合会

点评:机械与软件的边界,正在变得模糊;尽管自动化与软件从来也是VDMA的重要方向,但工业4.0激发了VDMA更大的雄心。

 

43.ZVEI 德国电子与电气工程协会

点评:德国协会的力量是强大的。BITKOM、VDMA、ZVEI构成德国工业4.0的秘书工作组,主导了德国工业技术发展的战略。中国制造需要这样扎实的工作组。

 

44.FHG Fraunhofer-Gesellschaft 德国弗劳恩霍夫协会,弗劳恩霍夫研究所

点评:德国也是欧洲最大的应用科学研究机构,偏重于应用科技的研究。1991年世界上第一台MP3就产生于其下面的集成电路研究所(当然不用说,MP3的大规模应用还是要靠美国人的营销意识)。下设80多个研究,年经费10亿欧元,是公助、公益、非营利的科研机构,为企业特别是中、小企业开发新技术,新产品,新工艺和管理问题。FHG与德国工程院、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成的工业4.0,成功成为德国国家级战略。

 

45.Incose INternational Councile of System Enineering 国际系统工程协会

点评:具有强烈的航空行业背景。实际上,系统工程在国防、航空、航天具有着强大的应用背景和实施的决心。该协会成立的最大动力,仍然是美国国防军工企业的实际需求,有着强烈的美国国防部的痕迹;该军方痕迹在2006年开始被逐渐摆脱,向民用和通用的工业领域发展。

 

46.IIC Industrial Internet Consortium 工业互联网联盟

点评:采用开放成员制,目标是建立一个打破科技壁垒的团体,以更好地推动大数据在现实物理世界和数字世界间的整合。这是美国GE公司率先提出,并联合IBM、思科等100家公司而成立,华为也是其中成员单位。核心仍然是各个厂商设备之间可以共享和传输数据,并挖掘其中的价值。作为软硬件相结合的巨无霸工业公司,GE与西门子旗鼓相当。但玩起顶层体系架构设计和互联网、大数据,GE似乎略胜一筹。中国智能制造,能从GE得到的启发,或许会超过从西门子所得。

 

47.DMDII Digital Manufacturing&design of Innovation Insititute 美国数字化制造与设计创新研究所

点评:美国先进制造中心的标杆性机构,2015年已经由奥巴马总统亲自宣布成立,并且准备建设15个这样的中心。目前在芝加哥中心已经开业,94000平米的面积,空前绝会。比较奇葩的是,这是美国陆军主导的项目——而美国陆军是美国知识管理最为成功的机构之一。美国陆军希望利用此机会,整合整个国家的力量发展新型制造技术,改善制造能力和相应的网络,进而改变工业界和军工业制造零部件和系统级产品的方法,而不仅仅是曾庆美国在制造领域的竞争力。

 

48.ICT产业:Information and Communication Technology 信息和通信技术

ICT是电信服务、信息服务、IT服务及应用的有机结合。为了成功过渡到工业4.0,ICT产业(创新周期相对短)应和机械、设备制造商以及机电系统供应商(创新周期相对较长)密切配合,以开发出所有合作伙伴都能接受的商业模式。

 

49.KA:Knowledge Automation知识自动化

点评:麦肯锡在《2025颠覆性的技术》报告对“知识工作者自动化”倍加推崇。知识自动化是指将各种经验、各种知识、数据、文档等通过模型驱动的方式,实现知识的自动流动,自动推送给设计师、工艺员、制造师,实现“知识伴随流程”。

 

50.CPD Continuing Professional Development 继续职业教育

点评:德国工业从来不会忽略人才、教育与职业培训,并在工业4.0白皮书中明确提到了“学院立方体”的概念,打造从职业学校、大学道企业的立体人才培养计划。这真是德国人的思路,教育永远不缺席。不禁要想想:中国智能制造,给CPD留下多少空间?

(作者:林雪萍

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