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达索系统技术总监冯升华:工业互联网的三重境界

2019-02-22 09:45

冯升华.jpg

各位嘉宾,大家上午好!

我来自达索系统,今天汇报的题目稍微做了一下修改,叫做工业互联网的三重境界。年前的时候,我为一个培训班做培训,介绍了工业互联网。有一位学员问我,很多人从事工业互联网工作,企业也非常多,最简单的工业互联网的模型应该包含什么?我觉得这是一个非常好的问题。工业互联网最核心的东西是什么呢?我们把外面的一些特别繁华的东西拿掉,最后剩下的一定是最精华的部分。

首先,我就想到了这样的图,工业互联网首先要从人机物里采集数据,包括企业的工厂、设备的数据、人到终端的信息,然后存储到云端。然后是数据的应用程序,对这些数据进行加工和分析,来指导生产和预测。当然,这些数据要连接起来。在数据采集端,可能会有一些边缘计算,上传时可能会运用到各种各样的协议,有线的、无线的,最新的当然是5G技术。数据在一个节点向一个节点流转的时候,为了数据的安全,会有区块链技术的应用。这么大量的工业大数据放在云端的平台里面,存储一定是大数据的。在数据应用里面也一样,要用到大数据、人工智能技术,帮助我们去分析这些大数据。这就是我谈的工业互联网的第一重境界,也称之为数据驱动的工业互联网。

此时,我们会去思考这些数据从哪里来,它具备什么样的属性。第一个角度就是产品生命周期的角度,毕竟工业互联网最终要给大家制造出产品。在产品生命周期里,每一个环节都会产生数据,比如设计、市场分析、产品验证、制造、供应商、销售、用户使用等,这些都有数据。第二个角度是不同行业会有不同行业的特征,比如汽车行业、交通运输行业、航空制造行业、能源行业等。另外一个角度是规模的大小,这个数据最基础的是从一个终端设备上,或者说从一个机器上,往上是一个车间,车间里面采集到的数据的集合,再往上是企业运营的数据,再往上就包括我们整个生态链和价值链产生的数据。最后,工业互联网里面的数据是宏观的,包括整个行业的,甚至整个城市,或者整个国家,甚至全球的工业互联网的数据。

当然这些数据如果只是零散的,就很难从里面看出不同。这个数据在工业互联网上存储和流转的时候,一定有它的数据结构,以及数据和数据之间是什么样的关系。达索是从PRM起家,它是最复杂的,描绘数据和数据之间关系的平台技术。首先,我们会思考到企业的数据有各种各样的WBS,零件和零件之间有BOM的关系,附件子件的关系,当然也有基于系统,基于工厂,基于产品的,甚至基于地理的,最后这些数据以某种关系存储在工业互联网里面,也包括不同行业的数据,不同专业,各个角度的一些数据,他们都是有数据之间的关系。

这些数据放在了工业互联网上,也可能是企业内部有权限的,到底有什么用?就像李局刚才讲的,这些数据真正的价值在什么地方?我举一个例子,大家都知道宝马汽车很好,为什么好?发动机好,其实宝马的发动机是镁铝合金铸造出来的,在铸造的过程当中非常容易产生气泡,以及各种各样的产品缺陷。对于宝马来说,它非常关注发动机的质量,在德国兰茨胡特的工厂里面就借助了达索的平台,把整个制造车间里面所有的信息,放到工业互联网的大数据存储里面,有1.4万个员工,每天会生产2千个宝马发动机,一年耗掉4.5万吨的镁铝合金,如果只调整一两个参数,会找出相关的关系,如果是300个参数,靠人工方式肯定找不到,所以只能是人工智能,通过工业大数据的实时分析,给出实时调整方案。这个方案给宝马的发动机带来了25%废品率的降低,以及12%生产率的提高。到底能不能为我们企业带来脱胎换骨的变化?给企业带来转型?举另外一个例子。

这是一个公共行业仪表的例子。一家欧洲的仪表企业,生产各种公用计量仪表,比如电、煤气计量仪表等等。在过去的几十年里,发展的非常好。但是到2000年以后,遇到很大的竞争,尤其是亚洲生产的水表、电表、燃气表,价格是它的五分之一,基本功能也可以满足。这个企业就面临着生存的压力,到底怎么去转型?它首先想到的是我能不能把这个表上面的信息收集出来,这个时候它就获取了各个小区里每一个居民所有电的信息、水的数据、燃气的数据,拥有了整个城市方面数据的时候,就转成了B2B的大数据平台服务公司。当然,最近这个公司又进行了转型,它发现有一些用户在插手机的时候,如果用的是苹果手机,插上充电的时候会产生电流的脉冲,而脉冲和别的手机不一样,它就知道整个小区有多少人用的是华为手机,或其他什么型号。这样它就能够成为一个B2B的公司,为生产类型的企业提供用户画像,实现企业服务的转型。

在第一重境界,我们考虑数据信息的时候,并没有思考这些数据究竟是从什么地方来的,在我们的脑海里形成的是一个点,可以认为这种数据是人为的数据,尤其是当我们去不拘一格谈工业互联网的时候,希望知道传感器到底应该放在什么样的位置是最有效的,想知道各个设备之间关系是什么样的。所以,工业互联网的第二重境界是基于模型的工业互联网。大家当然可以说,我们现在很多企业已经把车间数字化的模型(机床、设备、三维的模型)建立起来了,我们已经具备了这样的基础。

用户使用产品的这些数据从哪里来?比如手机,在座的每个人都有手机,这些手机处理这些数据,采集的这些数据信息是从哪里来?可能是从整个城市,但是如果我们要建立基于模型的工业互联网,就应该从宏观一直到中观一直到微观,我们要建立国家规模的、城市规模的、基础设施规模的、企业规模的,甚至分子规模的,这样我们才能把整个工业互联网基于模型建立起来。同时,我们也用这样的技术,把所有人类的知识,关于工业的所有的知识都放在工业互联网上,我们能不能做到?这里有一个例子,大家一起看一下。达索系统和新加坡政府一起建立了基于模型的智慧新加坡虚拟城市,在这个城市里,首先建立了整个新加坡的数字化模型,包括每一栋建筑、每一条道路,甚至每一颗树的模型。

在这个基础上,就可以把所有各个行业的信息、工业的数据、每个人移动的数据,在此基础上做1000多个数据层,解决整个城市的工业互联网的问题。比如,我想了解这个城市里房屋的空置率有多高,在这个系统里面,每一个房屋都有一个专用的号码,我就知道这里有没有人了。我们也知道一个城市里,每一个小区有多少停车位,停车位够不够用。这个城市以后会有更多的要求,比如怎么才能让整个新加坡所有的市民出行时间最短,我们北京是一个堵车的城市,我们也希望实现这一点,怎么能够让所有人的出行时间加起来最短?我们就需要知道,整个城市里,每一个机关,比如学校几点下课,红绿灯怎么设计,所有的信息都要在大数据的平台里。除了这些外观的,里面的模型我们也要建立起来,如果是北京这样的城市,我们把整个城市的模型都可以建立起来,就可以实现整个城市的仿真和模拟,比如怎么给北京市降温,怎么吹走雾霾,这样就可以实现了。

    接下来的展示,就是每一个道路,每一辆车是怎么移动的,这样就可以实时调整红绿灯的切换频率,实现整个城市交通的最优化。如果能够实现从国家到城市,到整个工业互联网所有的这些数据和信息,基于模型去建立,实际上我们就拥有了一种新型的表达人类所有知识的平台,就是基于模型的工业互联网平台,去描绘整个人类所有的信息。

接下来问大家一个问题,我们做工业互联网,最终目的是什么?答案不是制造一个产品,不是说提高产品的效率,而是说提升每一个人对产品、对生活、对人生的体验,这是最终的答案。这个最终答案在1970年的时候,美国的未来学家阿尔文·托夫勒在《未来的冲击》里面描绘过,达索系统在2012年推出了三维体验平台,试图用工业互联网,用企业去描绘我们整个人类。我们达索提出的新型的工业互联网的模式叫做体验互联网,就像刚才彭博士讲的那样,不是从零开始,对达索系统来讲,达索系统很早就在做类似的研究,一直到今天提出的IoE的理念。最终,我们关注、连接的是所见即所得的知识,就是一个产品由什么零部件组成。

上世纪90年代,达索和波音公司合作,通过基于模型,通过体验互联网,能够把一个波音飞机所有的零件装配形成,能够保证这个飞机飞上天。此时连接的是多学科的知识,包括各个学科,多物理学习的仿真,从力学到空气动力学,到疲劳强度等等。到了20世纪末的时候,我们又把整个生命周期连接起来,此时连接的是整个价值链和生态圈。直到本世纪,达索提出了三维体验平台之后,我们想连接的是每一个人,我们对所有产品,对生活、衣食住行,对所有产品的体验,我们是以体验为核心,把所有的这些工厂、生产、需求、研发,所有都连接起来,形成最终我们称之为企业互联网的理念。这个企业互联网到底能够为我们的生活,为我们的生产制造带来什么样的变化和影响?就是3D EXPERIENCE Marketplace,首先未来我们做一个颠覆性的企业,你颠覆的是什么?其实颠覆的是人们生活的体验。

比如说汽车,我们这些新创建的公司颠覆的到底是什么?可能是环保的理念,颠覆了出行的效果,低碳、智能,怎么能够用零部件把产品做起来?在达索的三维体验平台里,提供了三维的零部件的供应服务,这个供应服务,作为这些供应商,把它的三维模型都放在了这样的平台里,设计师需要设计的时候,我要用什么样的零件实现,我就在网站上组装起来,来解决我的体验问题。如果说有的零件网上没有怎么办?我们可以用三维打印的方式,基于这些提供三维打印的服务商,找到一家服务商,把这些图纸交给他,打印出来,然后我们拿到这些零件之后可以自己组装,也可以交给厂家组装,把产品做出来。

举一个例子,这个例子是JOBY,做无人机的企业。对无人机的企业来讲,他企业的人很少,也没有工厂,没有办法去制造出来一个产品。当然,他擅长的是设计,他了解的是用户的需求,他知道用户需要什么样的体验,当他把产品描述出来后,他把这些文件,从这些提供3D打印的服务商里,以及提供零件的供应商里,通过他们把这些零件拿到,最后把这个产品制造出来。这就是我介绍的工业互联网的三重境界,第一是数据驱动的工业互联网,第二是基于模型的工业互联网,第三就是提供极致体验的工业互联网。如果我们来到了提供极致体验的互联网,我们的生活将会发生什么?未来将会发生什么样的改变?

我们来看一个例子,这是一个未来的交通方式,未来的交通会变成什么样,他需要从一个地方到另外一个地方去,直接给出最终信息,我们理想的状态是什么?一个无人驾驶的汽车就会到他身边,这个无人驾驶的汽车为他提供最好的体验,最好的体验包括什么?他上车之后车里面所有的信息都是与个人相关,也就是说这个世界都是受他个人影响的。这个车把他带到目的地,最终他不需要去关心这个车停在什么地方,只要到了目的地后这个车自己就走掉了。

谢谢大家!

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