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汉诺威现场直击 | 端到端的工业互联网整合展示的七大看点

  2019年04月04日  

  SAP天天事继续邀请到SAP中国区副总裁、首席数字官彭俊松博士,为大家带来汉诺威现场速递与展会观察。

  在工业互联网红透中国市场的当下,众多的制造企业面临着两个问题:

  从业务的?#23884;齲?#22914;何用工业互联网的理念,帮助企?#21040;?#31435;一个完整的业务系?#22330;?#23545;于制造企业来说,通常要涵盖从产品的设计一直到产品的销售和服务的整个阶段。

  从 IT 的?#23884;齲?#22914;何为企业搭建一个工业互联网系统,能够不?#31995;?#26681;据外部市场和内部需求的变化,在企业可承受的成本?#27573;?#20869;,可持续地进行调整和优化?

  对于工业互联网平台的提供商来说,这两个问题,前者考验的是应用系统的总体设计能力和业务覆盖的?#27573;?#21644;深度,后者考验的是应用平台的架构先进性、合理性,以及自身的商?#30340;?#24335;可行性。

  在本次汉诺威工博会上,SAP 用「设计到交付D2O」的一整套展示,在20多家合作伙伴的协助下,来试图回答这两个问题。为了帮助观众更好地理解,笔者总结了七个主要的特点。

  ▲SAP展台的七大看点和观看路线

  梦寐以求的闭环研发

  随着越来越多的设备通过物联网被连接起来,企业开?#23478;?#35782;到这些数据对于改善研发和制造的价值。闭环研发(Closed-loop Engineering)虽然从理论上讲非常诱人——通过采集产品在运行阶段的数据,反哺给产品研发设计阶段——但是在现实环境中,实现起来却困难重重。最主要的难点是,企业从设计到运行D2O(Design to Operate)的各个阶段,涉及到不同的业务环节和不同的业务系?#22330;?#22312;如此之大的跨度上,实现数据贯通非常不容易。只有建立起贯穿产品全生命周期的数据主线,并将数据主线真正地直接应用到业务系统运行中,才能实现数据贯通的目标。建立一个?#27010;月貳?#30340;数据主线,强制所有的业务系统与其对接的做法,从一开始就会埋下失败的种子。

  在汉诺威工博会 SAP 的展示现场,智能阀门闭环研发的起点,是需求管理和系统工程。SAP 展示了通过三种来源(产品现场大数据洞察、内部员工创意、对外部信息的机器学习),获取新产品的开发需求,进入到系统工程的需求模型、功能模型和逻辑模型中,建立需求到功能的链接、功能链接到逻辑架构。接下来,通过与开发工具(软件、电子和机械)的集成,以协同工作的方式,搭建出企业产品结构,并向制造和服务进行移交,形成数据主线的闭环。

  在下图中,无论是体验管理、创新管理、产品生命周期成本,还是需求管理和系统工程、模拟和测试管理,或是产品结?#36141;透?#32423;变量,?#38469;?SAP 全新开发的产品和解决方案。熟悉 SAP 的同?#22763;?#20197;想见,SAP 在工业互联网的数据主线?#38469;?#19978;投入了大量的资源。

  ▲SAP围绕产品全生命周期建立的数字化主线

  协同的数字化供应链

  产品移交到制造之后的第二步,就是计划和供应。首先,我们需要将新的智能阀门纳入到公司的销售与运营计划 S&OP 中。市场需求有多大?产能?#23884;?#23569;?运输方式是?#35009;?这些都需要在投产之前进行详细的计划。

  SAP 的创新体现在以下三个方面:

  提供了基于机器学习的方法,可以帮助企?#21040;?#34892;更加准确的预测。

  完全在云端进行需求计划和供应计划,并与供应商进行互联和协同。

  对供应链执行过程进行全局跟踪与追溯,并支持数据的实时交换,让供应链各方都能掌握每个环节的最新情况。

  ▲SAP一体化的供应链需求计划体系

  未来数字化工厂的基础架构:云制造

  毫无疑问,工业4.0对于未来数字化工厂的 IT 架构的设想,是建立在云计算的基础之上的。近年来,人?#23884;?#20110;云计算这个词的边界定义过于宽泛,以至于将托管,无论是公有云托管,还是?#25509;?#20113;托管,统统纳入到云计算的范畴。一时之间,工厂上云似乎已经唾手可得。

  然而,工业4.0谈到的云制造,绝不是简单的将传统的车间系统放在公有云或?#25509;?#20113;的托管,它的方向应该是基于公有云的制造 SaaS。无疑,转向公有云制造 SaaS 的重心,就是 MES 的公有云化。

  SAP 的 MES 基因,源自2008年?#23637;?#30340; MES 专业厂家——Visiprise。经过整整十年的打磨,在2018年,SAP 推出了基于公有云的「Digital Manufacturing Cloud」,其核心就是基于公有云 SaaS 的 MES,在?#21040;?#29420;树一帜。

  在本次汉诺威工博会上,SAP 在智能阀?#35834;?#38646;部件生产环节,使用了基于公有云的 MES SaaS,来指导轮班计划、机器人互动和现场操作规程。

  ▲SAP现场展示的基于云制造的零部件生产

  基于分?#38469;?#21046;造构建的制造网络

  多年以来,人们一直习惯于集中式制造的模式。整个生产过程由总装厂进行计划和调度,将所需的材料、零件和总成从各家供应商运送到某个集中的地点,然后进行集中的生产与装配,再根据客户的交货地点运送到客户手中。这种大规模的集中式的生产方式,从第一次工业革命开始,已经持续了很多年,人们已经?#36816;?#20064;以为常。

  在 3D 打印?#38469;?#21644;众包?#38469;?#30340;推动下,分?#38469;?#21046;造逐渐成为一种崭新的生产模式。分?#38469;?#21046;造可以通过在全球各地建立「按需 3D 打印中心(On-Demand 3D Printing Center)」的方式,在最靠近客户交货地点的位置进行生产,从而大大地减少了入厂物流?#32479;?#21378;物流的工作量,对客户来说提高?#26494;?#20135;的灵活性和柔性。

  分?#38469;?#21046;造背后需要有强大的系统进行支撑,并且需要整合不同环节、不同供应商的系?#22330;?#22312;工博会现场,SAP 展示了 SAP 迈出的整合第一步——通过将 SAP 的供应链解决方案和工业级的 3D 打印以及制造和物流网络相结合,可支?#25191;?#35746;单到交付的无缝的分?#38469;?#21046;造流程。

  ▲SAP的制造网络概览

  引领时代的第三代数字化工厂

  长期以来,人?#23884;?#20110;工业4.0下的数字化工厂的?#38469;?#26399;待,就是「水平集成」+「垂直集成」,也就是上下打通从 ERP 到 MES 再到设备层的链接,横向链接上下游的供应商和客户,这其实也是 SAP 在前几年提供的开放式集成工厂 OIF 1.0和2.0的水平。

  自2018年开始,SAP 推出了基于模块化装配的 OIF 3.0数字化工厂,它具有以下四个特点:

  独立?#22909;?#19968;个工作站?#38469;?#19968;个单独的模块,传统生产线的物理先后?#25215;?#19978;的限制不?#21019;?#22312;。在需要的时候,模块可以随时加入和退出,不会相互影响。

  可变?#22909;?#20010;产品都可以有自己虚拟可变的加工流程?#25215;潁?#22312;离开每个工作站的时候,对下一个工作站目的地做出最优决策。

  智能:所有的产品和物料通过 AGV 在车间内自动运输,只有在需要的时候才会发出,从而将在制数量降到最低,并提高效率。

  灵活:模块化提高?#26494;?#20135;系统的扩展性和?#35270;?#24615;,并且对产品的形?#30784;?#23610;寸具有更高的?#35270;Γ?#21487;以按照需要方便地进行调整。

  在本次汉诺威工博会上,SAP 展示了如何基于第三代数字化工厂?#38469;酰?#26469;实现智能阀?#35834;?#24635;装。

  ▲SAP在现场展示的第三代数字化工厂

  落地的数字化双胞胎网络

  人?#23884;?#20110; Digital Twin 的概念理解,处在一个不断演化的过程中。早期对 Digital Twin 的理解,主要是从三维设计和仿真入手,强调数字模型与物理模型的「结伴出生」,所以将 Digital Twin翻译为数字孪生。但是随着对于数字化双胞胎研究和应用的深入,人们发现,数字化双胞胎不只是用在设?#21697;?#30495;,在更多的场合,如生产制造、供应链、资产管理等领域都可以发挥作用。很自然地问题就会浮现出来,如何确保数字化双胞胎能够?#35270;?#36328;系?#22330;?#36328;部门和跨企业之间的协同?对 Digital Twin 的理解,也不局限于一定要「孪生」,可以在有了物理模型之后,才建立它的数字模型,甚至无需考虑三维和仿真。因此,对 Digital Twin 的理解,翻译为数字化双胞胎则更为合适,强调数字模型与物理模型的「成对相似」。

  数字化双胞胎网络是 SAP 在2018年汉诺威工博会提出的概念和方案,主要是针对企业应用数字化双胞胎?#38469;?#30340;协同需求。SAP 最开始开发的数字化双胞胎网络产品,是产品运营商、服务商和制造商协同的领域——资产智能网络 AIN。SAP 接下来的开发路线,进一步向上游扩展,进入到制造领域,实现与 MES 的对接。在这次汉诺威工博会上,SAP 展示了 AIN 与 MES 对接的能力。可以设想,下一步的扩展方向,将会是采?#27721;?#30740;发。

  支持智能化产品运行的数字化服务

  在最后一个环节,SAP 展示了支持智能化产品运行的数字化服务。和传统的服务不同,所有这些的数字化服务?#38469;?#22522;于数字化双胞胎展开。而数字化双胞胎的建立,是来自于制造环节,根据设备的制造结果,创建对应的数字化双胞胎。驻留设备的数字化双胞胎的系统,称之为资产智能网络 AIN。

  AIN 是一个集成化的云端系统,保存?#26494;?#22791;从设计到制造、销售、安装、维护的各个环节的数据和信息,并开放给不同的合作伙伴,提供不同的服务。此外,AIN 还集成?#26494;?#22791;的监控与预测功能,可以对设备进行状态监控,实现预测性维护的场景,并根据预警结果创建和发布维修工单,并调动供应链能力对资产进行备件采购、供应和资产的现场维护。最后,AIN 还可以根据对设备数据的分析及过程,对设备提出改进的意见。

  所有的这些功能,都被集成在统一的服务门户上,并通过每台设备的二维码扫描进行访问。

  ▲SAP在现场展示的智能设备服务系统

  SAP 的「面向工业互联网的设计到交付 D2O」的这一整套展示,充分显示?#35828;?#22269;企业在工业互联网领域的最新进展和实践落地。事实上,在所有的这些 SaaS 应用的背后,是 SAP 的工业互联网 PaaS 平台实现了不同 SaaS 应用的互通。正如即便买来所有的汽车零部件(奔驰的传动、宝马的发动机、日产的座椅、丰田的变速箱…),也不可能装配成一台汽车一样,在工业软件世界,统一的规划设计、数据主线的打通、与不断变化的业务的匹配,永远是实验室系统迈向实用阶段不可逾越的关键。SAP 的端到端的业务系统和 PaaS 平台,将为广大企业快速建立实用的工业互联网,以及与其他合作伙伴的合作,提供一个坚实可靠的骨干。

  最后感谢展台上来自 SAP 中国和 SAP 研究院的四位专家的大力支持。

  ▲笔者和展台上四位SAP方案介绍专家一起合影

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