如果說前三次工業(yè)革命分別從機(jī)械化、規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化等方面大幅度地提高了生產(chǎn)力,那么第四次工業(yè)革命與前面三次的區(qū)別就在于:工業(yè)制造不再以制造端的生產(chǎn)力需求為出發(fā)點(diǎn),而是將客戶端價(jià)值作為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的核心,改變以往工業(yè)價(jià)值鏈 從生產(chǎn)端向消費(fèi)端、從上游向下游推動(dòng)的模式,從客戶端的價(jià)值需求出發(fā),提供客制化的產(chǎn)品和服務(wù),并以此作為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的共同目標(biāo),使整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)協(xié)同優(yōu)化,其本質(zhì)是工業(yè)視角的轉(zhuǎn)變。
本書旨在從中國獨(dú)特道路和生存之道出發(fā),深入淺出地介紹了工業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合給中國制造帶來的變革。
從中國制造的世界格局到預(yù)見未來,從微觀場景到宏觀概念,本書圍繞工業(yè)智能化的三個(gè)核心領(lǐng)域:工業(yè)云模式、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)智能展開論述,通過對工業(yè)制造、產(chǎn)品價(jià)值、供應(yīng)鏈等概念的闡釋,為工業(yè)企業(yè)描繪了一幅未來工業(yè)智能生態(tài)的全圖景。
本書旨在從中國獨(dú)特道路和生存之道出發(fā),深入淺出地介紹工業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合給中國制造帶來的變革。從中國制造的世界格局,到預(yù)見未來,給出工業(yè)未來生態(tài)描圖景,對工業(yè)、商業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)融合背后的價(jià)值轉(zhuǎn)型做了一些深入思考,內(nèi)容前沿,對我國工業(yè)智能的發(fā)展非常有促進(jìn)作用。
在之前出版的《工業(yè)大數(shù)據(jù)》和《從大數(shù)據(jù)到智能制造》兩本書中,作者給工業(yè)界帶來了“蛋黃”(6M)加“蛋白”(6C)的創(chuàng)值思維,闡述了利用工業(yè)大數(shù)據(jù)管理工業(yè)中“可見”和“不可見”問題的思路,其中特別指出:“蛋白”一定是從用戶使用場景而非產(chǎn)品端來思考問題的,它是真正為客戶創(chuàng)造價(jià)值的創(chuàng)新服務(wù)。阿里云創(chuàng)始人王堅(jiān)博士在《在線》一書中提出,數(shù)據(jù)的真正意義在于“在線”,他指出,沒有云計(jì)算,也就不會(huì)有大數(shù)據(jù)。我們將王堅(jiān)博士的這句話延伸一步:沒有云計(jì)算,也就不會(huì)有大數(shù)據(jù),也就沒有數(shù)據(jù)智能。因此,李杰教授和阿里云一起,進(jìn)一步就云計(jì)算與工業(yè)智能化轉(zhuǎn)型展開深入研究,聚焦中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造發(fā)展的獨(dú)特道路,希望在加速推動(dòng)中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造進(jìn)入快車道方面進(jìn)行一些模式探討與路徑探索。
中國有著與美、德、日不同的制造文化,跟隨他國的道路并不是明智的選擇。中國制造與互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新要素相互融合的新模式,完全有可能達(dá)到彎道超車的效果。全球最大的互聯(lián)網(wǎng)人口與消費(fèi)市場,體量與門類第一的制造業(yè)生態(tài)體系,加上全球最多的理工科畢業(yè)生數(shù)量,都是中國實(shí)現(xiàn)廣義的工業(yè)智能化的基礎(chǔ)條件,中國在智能手機(jī)上的逆襲已經(jīng)體現(xiàn)了我們在這幾個(gè)方面的優(yōu)勢,在智能產(chǎn)品、智能服務(wù)、智能制造領(lǐng)域,這種融合創(chuàng)新的模式有機(jī)會(huì)被進(jìn)一步放大:我們判斷,中國將在未來
5年成為全球最大的智能產(chǎn)品和智能服務(wù)市場以及產(chǎn)品提供者,而中國市場最大的機(jī)會(huì)則在于代際所帶來的消費(fèi)革命,“90后”
“00后”帶動(dòng)的5億中產(chǎn)階級消費(fèi)革命,是中國工業(yè)智能化發(fā)展的終極驅(qū)動(dòng)力。中國的互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)在過去的10年中取得了飛速的發(fā)展,這促進(jìn)了技術(shù)和商業(yè)模式的創(chuàng)新,也為其他行業(yè)注入了活力,提供了新的思路和工具。互聯(lián)網(wǎng)同樣可以為制造業(yè)的發(fā)展助力,互聯(lián)網(wǎng)的廣義衍生要素,如云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)都已成為工業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新要素。中國制造企業(yè)需要從互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)、制造知識(shí)等全方位視角看待 “中國制造2025”,把工業(yè)與在中國市場上得到驗(yàn)證的互聯(lián)網(wǎng)模式真正融合在一起,創(chuàng)造全新的模式、機(jī)會(huì)和路徑。
本書從微觀的應(yīng)用場景到宏觀的思維方式,圍繞工業(yè)智能化的三個(gè)核心領(lǐng)域:工業(yè)云模式、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)智能展開敘述。內(nèi)容的核心包括三個(gè)方面。第一個(gè)方面是制造的內(nèi)功,包括制造知識(shí)和制造系統(tǒng)等。第二個(gè)方面是產(chǎn)品的價(jià)值如何給客戶的價(jià)值和生活方式帶來改變。第三個(gè)方面是工業(yè)價(jià)值體系的集成,包括生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部的縱向集成、產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈的橫向集成,以及最終客戶價(jià)值交付的端到端集成。
李杰(Jay Lee),現(xiàn)任美國辛辛那提大學(xué)特聘講座教授,美國國家科學(xué)基金會(huì)智能維護(hù)系統(tǒng)研究中心主任,長江學(xué)者、千人計(jì)劃專家,2013年,擔(dān)任美國白宮信息物理系統(tǒng)與美國挑戰(zhàn)項(xiàng)目顧問;2016年起,擔(dān)任美國麥肯錫全球顧問。李杰教授還是美國機(jī)械工程學(xué)會(huì)及美國制造工程學(xué)會(huì)的會(huì)士,研究突破了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備故障預(yù)測的理論、方法和技術(shù),其關(guān)鍵性技術(shù)得到國際學(xué)術(shù)界的認(rèn)可與高度評價(jià),被美國《財(cái)富》雜志譽(yù)為“21世紀(jì)全球三大熱門技術(shù)”之一。他所著的《工業(yè)大數(shù)據(jù)》與 《從大數(shù)據(jù)到智能制造》在中國讀者和企業(yè)中廣受好評。
劉云璐,計(jì)算機(jī)博士,高級工程師,阿里云技術(shù)專家,中國智能應(yīng)用聯(lián)盟特邀專家。畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院,美國卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)訪問學(xué)者。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、無線通信等領(lǐng)域有長期積累,在國內(nèi)外*期刊會(huì)議發(fā)表論文、書稿多篇,專利30余項(xiàng)。
劉宗長,美國辛辛那提大學(xué)智能維護(hù)系統(tǒng)研究中心博士生,從2012年起擔(dān)任IMS中心研究助理,擁有與法國阿爾斯通、比利時(shí)魯汶機(jī)電技術(shù)中心、美國國家儀器、中國中車、中國船舶工業(yè)集團(tuán)、上海電氣等公司的合作經(jīng)驗(yàn)。2016年與李杰教授和IMS中心博士團(tuán)隊(duì)共同創(chuàng)立北京天澤智云科技有限公司,擔(dān)任技術(shù)研發(fā)副總裁。
田豐,阿里云研究中心主任,專注于云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)科技戰(zhàn)略研究。全球TOGAF認(rèn)證企業(yè)架構(gòu)師,英國OGC認(rèn)證的ITIL專家,ISO20000/ISO27001主任審核師,工信部人才交流中心工業(yè)和信息化特邀專家,阿里巴巴淘寶大學(xué)、京橙講壇特邀講師,中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)核心專家。
推薦序一 VII
推薦序二 XIII
前?言 XVII
第一章?工業(yè)智能革命正式開啟
第一節(jié)?變革前夜 003
融合,還是融合 003
革命,又是革命 004
痛點(diǎn),仍有痛點(diǎn) 006
第二節(jié)?全球制造新格局 010
三足鼎立 010
中國:轉(zhuǎn)型升級關(guān)鍵期 012
美國:開辟制造業(yè)的新價(jià)值空間 013
德國:基于制造的價(jià)值升級 018
日本:略顯滯后的轉(zhuǎn)型 021
第三節(jié)?中國制造:挑戰(zhàn)大,機(jī)會(huì)更大 024
勞動(dòng)生產(chǎn)率低 024
產(chǎn)品價(jià)值缺失 025
制造基礎(chǔ)薄弱 028
代際機(jī)遇 033
政策性結(jié)構(gòu)調(diào)整 033
互聯(lián)網(wǎng)紅利 034
第四節(jié)?云計(jì)算:中國智造新機(jī)遇 037
當(dāng)數(shù)據(jù)成為問題 037
制造業(yè)的廚房 038
從數(shù)據(jù)到知識(shí) 040
云計(jì)算的三大優(yōu)勢 041
第二章?工業(yè)智能化
第一節(jié)?工業(yè)智能化的本質(zhì) 047
工業(yè)視角的轉(zhuǎn)變 047
高效、自省的體系 048
不可見的問題 048
不可見的需求 049
第二節(jié)?工業(yè)大數(shù)據(jù):工業(yè)價(jià)值轉(zhuǎn)型的新視角 051
工業(yè)大數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)與目標(biāo) 051
“不可見世界”的價(jià)值 055
“無憂”的制造環(huán)境 057
第三節(jié)?人工智能:獲取知識(shí)的新手段 062
從“深藍(lán)”到Master 062
打破“知識(shí)的邊界” 064
從人工智能到工業(yè)智能 065
第四節(jié)?云平臺(tái):不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施 067
云計(jì)算,不只是計(jì)算 067
云計(jì)算價(jià)值體系 072
重塑制造生態(tài) 073
第五節(jié)?信息物理系統(tǒng):兩化融合的新模式 076
CPS技術(shù)架構(gòu)體系 076
數(shù)字化鏡像 078
價(jià)值創(chuàng)造過程 079
第三章?云上中國智造
第一節(jié)?云計(jì)算的5S特征 085
第二節(jié)?直擊中國制造痛點(diǎn) 087
個(gè)性化需求 vs 規(guī);a(chǎn) 087
工業(yè)快速發(fā)展需求 vs工業(yè)知識(shí)相對封閉 091
中國制造成本較高 vs 價(jià)值獲取較低 093
第三節(jié)?從商業(yè)應(yīng)用到工業(yè)應(yīng)用 094
工業(yè)云平臺(tái)的四大功能目標(biāo) 094
工業(yè)云平臺(tái)的7S特征 095
第四節(jié)?釋放用戶潛力 103
第五節(jié)?推動(dòng)工業(yè)價(jià)值轉(zhuǎn)型 107
第六節(jié)?構(gòu)筑未來工業(yè)體系 111
泛制造域 112
泛知識(shí)域 113
泛服務(wù)域 115
泛產(chǎn)品域 117
第四章?工業(yè)云平臺(tái)的應(yīng)用探索
第一節(jié)?面向制造系統(tǒng)的應(yīng)用 121
第二節(jié)?面向產(chǎn)品價(jià)值的應(yīng)用 126
第三節(jié)?推動(dòng)業(yè)態(tài)融合的新生態(tài) 130
第四節(jié)?互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)與傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)合作模式的
探索 134
制造的全流程協(xié)同 134
核心制造水平的提升 136
從產(chǎn)品到服務(wù) 137
第五章?工業(yè)云平臺(tái)的應(yīng)用案例
??系列1:企業(yè)應(yīng)用 141
第一節(jié)?協(xié)鑫光伏的云平臺(tái)智能服務(wù) 141
第二節(jié)?臺(tái)灣高聖帶鋸機(jī)床的智能服務(wù) 152
第三節(jié)?滾珠絲杠健康管理及預(yù)測性服務(wù) 158
第四節(jié)?基于云平臺(tái)的風(fēng)場智能運(yùn)維系統(tǒng) 164
第五節(jié)?基于云平臺(tái)的新能源智能運(yùn)維系統(tǒng) 172
第六節(jié)?智能軌道交通運(yùn)維系統(tǒng) 181
第七節(jié)?制衣企業(yè)全渠道供應(yīng)鏈營銷智能系統(tǒng) 184
??系列2:生態(tài)建設(shè) 196
第八節(jié)?淘工廠的柔性供應(yīng)鏈生態(tài) 196
第九節(jié)?云棲小鎮(zhèn)的智能硬件創(chuàng)新生態(tài) 201
結(jié)?語 207
致?謝 211
擁抱數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的世界
隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)逐漸向工業(yè)生產(chǎn)等傳統(tǒng)行業(yè)融合滲透,一系列新的生產(chǎn)方式和組織方式不斷涌現(xiàn),工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展趨勢明顯。當(dāng)前,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)云、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等新概念層出不窮,但這些紛繁蕪雜概念的背后依然是從數(shù)據(jù)到信息、從信息到知識(shí)、從知識(shí)到智能的演進(jìn)路徑,數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能工業(yè)世界亦初現(xiàn)端倪。
美國的先進(jìn)制造業(yè)、德國的工業(yè)4.0、法國的“新工業(yè)法國”計(jì)劃、日本的機(jī)器人新戰(zhàn)略、韓國的IT(信息技術(shù))融合發(fā)展戰(zhàn)略等,無不將工業(yè)智能化發(fā)展作為重要著力點(diǎn),利用互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)推動(dòng)制造業(yè)變革已成為全球的共同選擇。無論是德國自下而上的工業(yè)4.0,還是美國自上而下的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),其本質(zhì)都是工業(yè)隱形數(shù)據(jù)的顯性化和隱形知識(shí)的顯性化,都是對數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)智能工業(yè)世界的探索。
我國正處于信息化大背景下工業(yè)化加速發(fā)展的歷史時(shí)期,黨的十七大做出了大力推進(jìn)信息化與工業(yè)化融合的戰(zhàn)略部署,十八大又進(jìn)一步提出信息化和工業(yè)化深度融合的要求。習(xí)近平總書記在“網(wǎng)絡(luò)安全和信息化工作”座談會(huì)上強(qiáng)調(diào),要“做好信息化和工業(yè)化深度融合這篇大文章”。推動(dòng)工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展,應(yīng)深刻把握全球信息化深入發(fā)展與中國工業(yè)化進(jìn)程加速交匯的時(shí)代特征,正確認(rèn)識(shí)互聯(lián)網(wǎng)帶來的革命性變化,充分梳理智能的基礎(chǔ)和智造的邏輯。
互聯(lián)網(wǎng)帶來的變革
進(jìn)入新世紀(jì),關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)引發(fā)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)變革日益成為各界關(guān)注的核心議題,來自不同視野的觀察不斷激發(fā)我們對未來社會(huì)圖景的新思考。得益于開放、共享、協(xié)同、去中心化的特點(diǎn),互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)對經(jīng)濟(jì)社會(huì)運(yùn)行、生產(chǎn)生活方式、治國理政模式產(chǎn)生了全球性、根本性的影響,成為重構(gòu)國際政治經(jīng)濟(jì)新格局的重要力量;ヂ(lián)網(wǎng)帶來的變革主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。
在人類生活方面,互聯(lián)網(wǎng)空間正在成為人類的第二生存空間。新一代信息通信技術(shù)在生活消費(fèi)領(lǐng)域日益廣泛和普及的應(yīng)用,使億萬人群得以在一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上互相連接、交互、影響,深刻改變了人們的信息傳遞、知識(shí)獲取、意愿表達(dá)、商品采購等日常生活方式。
在人類生產(chǎn)方面,互聯(lián)網(wǎng)正在重構(gòu)制造業(yè)范式。如果說制造業(yè)范式是一定時(shí)期,在特定技術(shù)條件下,對制造業(yè)價(jià)值觀、方法論、發(fā)展模式和運(yùn)行規(guī)律的認(rèn)識(shí)框架,那么互聯(lián)網(wǎng)就是通過創(chuàng)造一個(gè)與實(shí)物制造相對應(yīng)的虛擬制造空間來改變傳統(tǒng)制造的框架。這一新方法推動(dòng)了制造業(yè)范式的遷移,通過構(gòu)建制造業(yè)快速迭代、持續(xù)優(yōu)化、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新方式,重建制造效率、成本和質(zhì)量管控新體系。
人類正在進(jìn)入一個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的世界,這定義了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新服務(wù)模式,智能互聯(lián)產(chǎn)品正演變?yōu)橐粋(gè)實(shí)時(shí)感知客戶需求數(shù)據(jù)的服務(wù)平臺(tái)。這帶來了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策,企業(yè)內(nèi)部的橫向集成和企業(yè)間的縱向集成實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的及時(shí)性、完整性、準(zhǔn)確性和可執(zhí)行性,推動(dòng)了數(shù)據(jù)—信息—知識(shí)—決策持續(xù)轉(zhuǎn)化,構(gòu)建了企業(yè)運(yùn)營新機(jī)制。
工業(yè)智能化的本質(zhì)
從機(jī)械化到電氣化,再到信息化,工業(yè)革命正在互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下向智能化演進(jìn),工業(yè)智能化的本質(zhì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
工業(yè)智能化是互聯(lián),是要把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品、客戶緊密地連接在一起,將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過信息物理系統(tǒng)(CPS)形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)。
工業(yè)智能化是集成,是要在人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器,以及服務(wù)與服務(wù)之間“互聯(lián)”的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)橫向、縱向和端到端的高度集成。通過縱向集成,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)、環(huán)節(jié)之間、產(chǎn)品全生命周期等企業(yè)內(nèi)部信息流、資金流和物流的無縫連接。通過橫向集成,實(shí)現(xiàn)從企業(yè)內(nèi)部向產(chǎn)業(yè)鏈和企業(yè)間的信息集成、協(xié)同研發(fā)、供應(yīng)鏈管理和價(jià)值鏈重構(gòu)。通過端到端集成,實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、物流配送到使用維護(hù)的產(chǎn)品全生命周期的管理和服務(wù),重構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的價(jià)值體系。
工業(yè)智能化是數(shù)據(jù),是對產(chǎn)品數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析、是對運(yùn)營數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)優(yōu)化、是對價(jià)值鏈數(shù)據(jù)的挖掘利用。當(dāng)感知、連接無所不在,數(shù)據(jù)必將無所不在,數(shù)據(jù)正在成為工業(yè)智能化的基石。
工業(yè)智能化是創(chuàng)新。新型傳感器、集成電路、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)創(chuàng)新的不斷演進(jìn),推動(dòng)了CPS、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)云、工業(yè)大數(shù)據(jù)等融合技術(shù)創(chuàng)新。信息技術(shù)不斷融入工業(yè)裝備中,推動(dòng)著工業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。
工業(yè)智能化是轉(zhuǎn)型。通過在設(shè)計(jì)、供應(yīng)鏈、制造、物流、服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)接入用戶的參與界面,實(shí)現(xiàn)了用戶參與式創(chuàng)新,推動(dòng)了制造業(yè)技術(shù)、產(chǎn)品、工藝、服務(wù)的全方位創(chuàng)新,不斷催生和孕育出新技術(shù)、新業(yè)態(tài)和新模式,從而激發(fā)整個(gè)社會(huì)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)激情,加快從傳統(tǒng)的要素驅(qū)動(dòng)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)型。
推進(jìn)工業(yè)智能化是一項(xiàng)富有創(chuàng)新性的偉大實(shí)踐,本書作者透過現(xiàn)象看本質(zhì),透過工業(yè)大數(shù)據(jù)看到了知識(shí)和基于數(shù)據(jù)的智能,從信息物理系統(tǒng)中發(fā)掘信息化與工業(yè)化融合的新機(jī)遇,從工業(yè)云的視角探索工業(yè)智能化轉(zhuǎn)型路徑,折射出本書作者深刻認(rèn)識(shí)、獨(dú)立思考的智慧之光,能夠?yàn)楣I(yè)智能化道路上的同行者提供借鑒,為后來者提供指引。
是為序。
工信部信息化和軟件服務(wù)業(yè)司副司長
安筱鵬