【智能制造观察】德国工业4.0的战略要点 三项集成

　　横向集成、纵向集成与端对端的集成。工业4.0将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过CPS形成一个智能网络，使人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间能够互联，从而实现横向、纵向和端对端的高度集成。

　    在《德国工业新战略》文章中，介绍了德国工业4.0的战略要点是可以概括为：建设一个网络、研究两大主题、实现三项集成、实施八项计划。本文重点讨论一下三项集成。

 

　　在《德国工业新战略》中，对三项集成的描述是：

　　横向集成、纵向集成与端对端的集成。工业4.0将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过CPS形成一个智能网络，使人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间能够互联，从而实现横向、纵向和端对端的高度集成。

　　横向集成是企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合，是为了实现各企业间的无缝合作，提供实时产品与服务;

　　纵向集成是基于未来智能工厂中网络化的制造体系，实现个性化定制生产，替代传统的固定式生产流程(如生产流水线);

　　端对端集成是指贯穿整个价值链的工程化数字集成，是在所有终端数字化的前提下实现的基于价值链与不同公司之间的一种整合，这将最大限度地实现个性化定制。

　　西门子IDS的三个集成

　　非常类似，西门子在2013年汉诺威工业展上，推出的IDS(全集成驱动系统)，也提出了三个集成的概念：

　　横向集成：沿动力流，对驱动总线(电机、齿轮箱、联轴器和逆变器)进行功能、机械和能源效率集成。

　　纵向集成：基于全集成自动化 (TIA) 进行工程组态，沿信息流，实现驱动总成、控制器直至 MES 信息系统的集成。

　　生命周期集成：通过服务和软件，对驱动总成进行进一步补充，以对整个生命周期(尤其是设计和运行)提供完美支持。

　　解析三个集成

　　西门子IDS的三个集成，因为只是针对全集成驱动系统而言，在横向集成方面有些局限，但在纵向集成和生命周期集成这两方面，西门子的方案都值得研究。

　　纵向集成，主要是经营管理系统与制造业的工厂自动化整合。根据经营管理与工厂自动化的整合国际标准IEC62264，企业分：企业运营、制造执行系统、控制系统以及设备四个层次，而纵向集成，将这四个层次的信息集成。西门子的自动化系统处于领先地位，西门子拥有完善的MES系统。在研究纵向集成时，从西门子的TIA(全集成自动化)，以及MES系统入手是最好的选择。

　　MES的实施是实现纵向集成的关键。

 

　　自动化解决方案商，ABB，罗克韦尔，浙江中控，MES的供应商GE，浙江中控等等企业都值得关注工业4.0的企业研究。

 

　　生命周期集成：产品的生命周期，从产品设计，生产规划、生产工程、生产实施、服务等环节的集成。在产品生命周期集成中，一个重要的软件是PLM(产品生命周期管理软件)。而西门子拥有完善的产品生命周期管理软件。所以生命周期集成方面，西门子是必须研究的企业之一。另外一家产品生命周期管理软件供应商PTC的方案也必须研究。

　　生命周期的集成，是工业4.0的核心。小批量、多品种的实现主要依赖于生命周期管理。

　　西门子的优势是产品生命周期管理软件与生产工程(西门子是很多生产设备的供应商)结合。而PTC的优势是产品生命周期管理软件与产品的服务管理相结合。

　　在横向集成的关键是实现各企业之间的无缝合作，而企业之间合作最重要的是信息的集成。企业间的合作主要以供应链上下游之间的合作为主，那么供应链管理软件方案是必须研究的。

　　企业横向集成，是工业3.0时代就有的。大家最熟悉的案例Dell的供应链解决方案就是横向集成的典型‘案例。不过在物联网时代，横向集成增加了更多的底层信息。

　　横向集成方面，特别推荐大家研究i2(Dell的供应链方案提供商)的方案。可惜i2经营不善，现时被JDA收购，后JDA又被红色草原收购。但是i2的供应链解决方案仍然有很多值得借鉴的地方。当然现在的两大企业应用软件供应商SAP，Oracle都非常值得研究。

　　先进国家的企业信息化已经非常完善了，工业4.0提出来以后，中国企业最先补的课，也是企业信息化的不足。笔者认为，年销售额在100亿到1000亿规模的企业，未来在企业信息化方面需要重点投资。一方面企业经营达到这个规模之后，传统的操作方式的随着业务扩大，其经营效率急剧下降。另外一方面，这个规模企业未来可能要实现国际化。

　　无论是扩大规模、还是国际化，信息化都是基础。

 

　　而2015年中国经济增长将放缓，中国企业将兴起一轮并购重组的热潮，没有信息系统支撑的并购是很难成功的。