工業(yè)4.0為中國(guó)制造提供了彎道超車的機(jī)會(huì)，但企業(yè)首先要完成自身數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。
工業(yè)4.0正從概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這一概念最初由德國(guó)提出，以“智能工廠”、“智能生產(chǎn)”和“智能物流”為核心，描繪了一個(gè)人、設(shè)備與產(chǎn)品實(shí)時(shí)聯(lián)通的數(shù)字化智能制造時(shí)代。中國(guó)版工業(yè)4.0——“中國(guó)制造2025”施耐德通過(guò)信息化系統(tǒng),將能耗、自動(dòng)化控制和產(chǎn)品的全生命周期管理融為一體在2015年提出，計(jì)劃用十年時(shí)間，通過(guò) 信息化和工業(yè)化“兩化”深度融合，實(shí)現(xiàn) 從制造業(yè)大國(guó)轉(zhuǎn)型為制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)。
全球電氣巨頭施耐德是自動(dòng)化和能效管理行業(yè)的領(lǐng)先者，為100多個(gè)國(guó)家的能源及基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)自動(dòng)化控制、樓宇自動(dòng)化及能效管理等方面提供服務(wù)。從2008年以來(lái)，中國(guó)已經(jīng)成為施耐德產(chǎn)品的主要市場(chǎng)、最大的客戶。在新形勢(shì)下，施耐德熱情擁抱“中國(guó)制造2025”，幫助更多的制造企業(yè)完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。
近日，《哈佛商業(yè)評(píng)論》中文版采訪了施耐德中國(guó)IT基礎(chǔ)架構(gòu)高級(jí)經(jīng)理孔祥兵，從施耐德的中國(guó)實(shí)踐說(shuō)起，為中國(guó)制造2025提供重要的參考。
智能制造與“透明工廠”
人類社會(huì)發(fā)展至今，經(jīng)歷了三次工業(yè)革命的洗禮，如今正處于第四次工業(yè)革命爆發(fā)的邊緣。世界經(jīng)濟(jì)論壇創(chuàng)始人兼執(zhí)行主席克勞斯施瓦布曾表示，“即將發(fā)生的、備受期待的第四次工業(yè)革命結(jié)合了數(shù)字、生物和物理系統(tǒng)，并將在人類和機(jī)器之間傳播一種新的互動(dòng)。”
工業(yè)4.0是第四次工業(yè)革命在制造業(yè)領(lǐng)域的延伸。它以智能制造為核心，通過(guò)新的技術(shù)與傳統(tǒng)工業(yè)相融合，實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程中諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等智能活動(dòng)。“制造業(yè)本質(zhì)是什么？其實(shí)是能源輸入、制造加工、輸出產(chǎn)品和廢料。這也對(duì)應(yīng)了工業(yè)制造過(guò)程中的三大核心——底層的自動(dòng)控制能力、中間的信息系統(tǒng)和上層的運(yùn)營(yíng)能力。三者在數(shù)字化時(shí)代已經(jīng)開(kāi)始有機(jī)結(jié)合。”孔祥兵稱 。
施耐德通過(guò)信息化系統(tǒng)，將能耗、自動(dòng)化控制和產(chǎn)品的全生命周期管理融為一體
當(dāng)工廠中每一個(gè)引擎、每一個(gè)開(kāi)關(guān)、每一個(gè)渦輪、每一個(gè)扇葉都安裝傳感器或軟件，賦予了每一個(gè)設(shè)備產(chǎn)生數(shù)據(jù)的能力，實(shí)時(shí)傳送到平臺(tái)，將形成一張從單臺(tái)機(jī)器、生產(chǎn)線、車間到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)生產(chǎn)流程和管理的智能化升級(jí)。
“舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，我們向?qū)W校銷售了100張桌子，如果給每張桌子都設(shè)置一個(gè)數(shù)字化標(biāo)簽，那么廠方就能通過(guò)設(shè)備傳感器感知到100張桌子的放置位置，以及在辦公室和教室不同的損耗程度，在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn)及時(shí)跟蹤客戶的新需求。”
施耐德電氣擁有1900萬(wàn)產(chǎn)品資產(chǎn)，包括斷路器、變壓器、開(kāi)關(guān)齒輪、面板和動(dòng)力電子設(shè)備等，通過(guò)讀取電壓、電流、溫度并將這些信息傳送到云端存儲(chǔ)和分析，所有資產(chǎn)都可能在物聯(lián)網(wǎng)中變成智能產(chǎn)品。2017年，施耐德電氣向中國(guó)工業(yè)用戶正式推出了面向工業(yè)領(lǐng)域的EcoStruxure，基于物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建開(kāi)放、可操作的系統(tǒng)架構(gòu)與平臺(tái)，打造“透明工廠”。
“以前大家覺(jué)得施耐德就是做產(chǎn)品的，但事實(shí)并非如此，我們還為企業(yè)提供整體的數(shù)字化解決方案。施耐德非常熟悉工業(yè)制造和運(yùn)營(yíng)管理的流程，訂單下來(lái)先拆分到工序，然后和所有的機(jī)械做融合，最后是產(chǎn)出和運(yùn)營(yíng)管理，我們更清楚地知道客戶整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程需要改進(jìn)的點(diǎn)在哪里。”
IT 基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)
在工廠車間、城市樓宇、風(fēng)電和光伏場(chǎng)、污水處理廠等應(yīng)用場(chǎng)景，通過(guò)部署的硬件和軟件，大量的電力數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)傳送至系統(tǒng)架構(gòu)與平臺(tái)，施耐德通過(guò)全面采集制造業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與“云”的無(wú)縫銜接，并提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析、運(yùn)營(yíng)和管理。
與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)不同，電力大數(shù)據(jù)具有特殊性，不僅數(shù)據(jù)量龐大，且復(fù)雜程度高。尤其是工業(yè)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)傳輸不僅要應(yīng)對(duì)嚴(yán)寒、酷暑等嚴(yán)苛的環(huán)境，還對(duì)實(shí)時(shí)性和精確度有較高的要求。
工業(yè)領(lǐng)域數(shù)萬(wàn)億個(gè)設(shè)備和感應(yīng)裝置進(jìn)行互聯(lián)互通，巨大的數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)上傳到“云”。這一現(xiàn)狀對(duì)施耐德提出了新的IT基礎(chǔ)設(shè)施需求，原有系統(tǒng)也亟待升級(jí)更新。施耐德迫切需要促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部計(jì)算能力和計(jì)算資源的提升，以承擔(dān)更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析需求。“施耐德在中國(guó)部署的都是較大的數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)擴(kuò)展也比較快，大概2015年時(shí)達(dá)到40TB，后來(lái)到100TB/200TB，現(xiàn)在基本是PB級(jí)（1PB=1024TB）的。在這種情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)支撐承載的能力非常重要，需要強(qiáng)大的IT基礎(chǔ)架構(gòu)作為支撐。”
此外，工業(yè)系統(tǒng)對(duì)安全性和穩(wěn)定性要求極高。據(jù)2017年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，18%的數(shù)據(jù)中心都曾經(jīng)發(fā)生過(guò)導(dǎo)致應(yīng)用中斷的大型事故，這些事故的原因有的是成本控制導(dǎo)致的質(zhì)量低下，有的是后期運(yùn)維不足導(dǎo)致的流程問(wèn)題。
基于施耐德對(duì)數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性、敏捷性、安全性的要求，以及企業(yè)定制化需求對(duì)軟硬件部署靈活性的需求，施耐德選擇新華三作為重要合作伙伴。
自1998年開(kāi)始運(yùn)行的施耐德SAP ERP系統(tǒng)支撐了公司95%的業(yè)務(wù)，其數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行在新華三Superdome關(guān)鍵業(yè)務(wù)服務(wù)器平臺(tái)上，生產(chǎn)數(shù)據(jù)超過(guò)32TB，系統(tǒng)支撐超過(guò)63個(gè)公司代碼，支撐業(yè)務(wù)金額超過(guò)每年350億元人民幣。伴隨著業(yè)務(wù)的飛速增長(zhǎng)，施耐德再次與新華三合作，應(yīng)用Synergy塑合型基礎(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)等創(chuàng)新產(chǎn)品對(duì)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)更新，以更好地支撐數(shù)字化業(yè)務(wù)的發(fā)展。
Synergy是首個(gè)為銜接傳統(tǒng)及云原生應(yīng)用而架構(gòu)的塑合式平臺(tái)，可以根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景需求快速部署整體的IT環(huán)境，包括硬件平臺(tái)與軟件應(yīng)用，提供真正敏捷高效的混合IT基礎(chǔ)架構(gòu)，將傳統(tǒng)僵化的物理系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)殪`活的物理或虛擬資源池。這一產(chǎn)品可以大大節(jié)省運(yùn)維成本，助力企業(yè)根據(jù)需求變化快速進(jìn)行系統(tǒng)更新和新模塊部署，實(shí)現(xiàn)工業(yè)IT架構(gòu)的穩(wěn)定和持續(xù)，滿足施耐德對(duì)工業(yè)大數(shù)據(jù)穩(wěn)定、快速、高效的要求。
智能樓宇助力節(jié)能減排
除了智能化和數(shù)字化，工業(yè)4.0還有一個(gè)顯著的目標(biāo)——綠色發(fā)展。綠色發(fā)展是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的潮流，中國(guó)政府向世界承諾的減排整體目標(biāo)是：到2020年，實(shí)現(xiàn)單位GDP二氧化碳排放下降40%-45%，清潔能源消費(fèi)占比達(dá)到15%。對(duì)于碳排放總量長(zhǎng)期處于世界前列的大國(guó)而言，要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，唯有加快經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)。
“未來(lái)中國(guó)市場(chǎng)對(duì)節(jié)能降耗的需求將會(huì)持續(xù)快速增長(zhǎng)，這是我們的機(jī)會(huì)。”在施耐德的眾多細(xì)分市場(chǎng)中，城市樓宇智能管理最近成為新的增長(zhǎng)點(diǎn)。城市樓宇是能耗大戶。據(jù)國(guó)際能源署的統(tǒng)計(jì)顯示，樓宇耗電量占全球總耗電量的50%。通過(guò)在全球范圍內(nèi)實(shí)施建筑節(jié)能，到2050年可以減少58億噸的二氧化碳排放，減少83%的溫室氣體排放。樓宇如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理？孔祥兵為我們描繪了一番。第一，樓宇中的電梯、空調(diào)、照明、安防、攝像頭、門禁甚至是廣播，所有電器設(shè)備，都由一個(gè)完整的云平臺(tái)或現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行控制；第二，所有的開(kāi)關(guān)和電源都有相應(yīng)的數(shù)字化模塊，通過(guò)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置實(shí)時(shí)采集整棟樓宇的電力消耗，匯總為整個(gè)樓宇的數(shù)字化資產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)電力資產(chǎn)的“可視化”；第三，電力自動(dòng)化運(yùn)維和管理，通過(guò)對(duì)所有電力資產(chǎn)分析，系統(tǒng)對(duì)整個(gè)大樓進(jìn)行電力分配，通過(guò)多個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理；第四，通過(guò)樓宇數(shù)據(jù)的收集分析，采取更加科學(xué)、更加優(yōu)化的能耗方案，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的電力隱患，保證樓宇設(shè)施高效安全運(yùn)行。
“比如說(shuō)樓宇新增加了一些員工，能不能讓這些人實(shí)現(xiàn)在這里辦公？通過(guò)軟件的平臺(tái)的可視化電力資產(chǎn)，可以告訴你當(dāng)前樓宇資源夠不夠，可不可以用，在哪里用比較合適。”
正如孔祥兵所說(shuō)，工業(yè)4.0時(shí)期，智能制造將徹底打破底層的自動(dòng)化控制和上層的設(shè)備運(yùn)維，通過(guò)信息化系統(tǒng)，將能耗、自動(dòng)化控制和產(chǎn)品的全生命周期管理融為一體，助力更多企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。對(duì)于施耐德來(lái)說(shuō)，本輪全球制造業(yè)變革不僅意味著無(wú)限商機(jī)，也是自身實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要機(jī)遇。在覆蓋全球的生態(tài)系統(tǒng)中，施耐德正在自己的開(kāi)放平臺(tái)上與眾多優(yōu)秀的合作伙伴、集成商和開(kāi)發(fā)者社區(qū)展開(kāi)協(xié)作，共同為用戶提供實(shí)時(shí)控制，提升運(yùn)營(yíng)效率。
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