工業4.0時代的制造業轉型路徑和方向
中國的制造業尤其是電動工具市場自改革開放后，長期以來都是以出口加工為主的低端制造，處在產業鏈的價值低端。國家為了促進產業的轉型升級，制定了以信息化帶動工業化、以工業化促進信息化的戰略方針，也就是兩化融合。
近年來隨著德國工業4.0的概念推出，中國也相應的推出了中國制造2025和互聯網加的指導政策，試圖用中國在電動工具市場和信息化領域的強項來促進制造業的轉型升級。制造業的信息化主要在ERP、供應鏈、設計、OA、自動化和MES等領域，以前主要是以國外廠商的產品銷售、代理和集成為主，近年來越來越多的國內廠商開始通過項目實施的形式來介入，僅MES和APS 就有近百家，這些企業有比較強的軟件開發能力，并了解企業的工廠、車間、機器、物料和人的管理流程，自己研發了MES、APS等軟件，但是這些軟件很難形成標準化、統一化的產品，因此也很難成長。大部分的MES、APS軟件實施廠商都是通過項目實施來維持生存，而且現在制造業企業也比較缺錢，不大容易拿得出較高的資金來實施信息化改造。
制造業電動工具市場的轉型升級涉及到機器換人、自動化生產線、工人專業技能的提升、管理水平的提高、企業高層的遠見等等，并不是實施一套軟件或信息化就能改變并見到效果的。傳統制造模式是大規模的批量生產方式，標準化、流程化的企業業務管理模式，預制化、固化的軟件和服務方式。而新生代的消費主體在互聯網環境下成長起來，接受多元文化的熏陶，追求的品味越來越趨向個性化和差異化，這使得傳統研發設計、生產制造、產品服務等過程面臨著越來越多的不確定性、多樣性和復雜性。
因此規?；?、標準化、預制化的傳統生產方式已無法滿足日益增長的定制化需求。中國傳統制造業新一輪大洗牌在所難免。擺在這些企業面前的生路要么是轉型，要么是升級提升競爭力。而制造業要想真正轉型升級，我認為應該按照國家制定的頂層設計和戰略規劃，從供給側改革，走向價值鏈高端，利用中國互聯網發展的優勢，打通中間流通環節，直接對接和面向用戶需求，讓需求拉動生產，滿足個性化需求，釋放過剩產能。近來由于人口基數的龐大和市場需求的發展，中國互聯網的發展已經在國際上處于領先位置，互聯網用戶有7.1億，加上移動互聯網用戶有9.8億，這里有巨大的消費需求。在電商領域，僅京東、淘寶、天貓就占領了用戶流量的80%，他們掌握了用戶的消費習慣，可以輕易通過大數據分析出消費者的用戶畫像、消費習慣，從而掌握個性化需求，但是他們目前的電商平臺只能賣庫存，無法直接對接工廠。這就給了制造業極大的機會，制造業企業的轉型升級的路徑和方向應該是信息化、自動化、智能化和服務化，要打造數字化工廠，通過機器人替代人工實現自動化，通過軟件實現信息化，然后通過大數據、人工智能實現柔性化的生產方式，再通過協同供應鏈達到跨企業的上下游信息透明、協作設計與生產，直面互聯網用戶，最終滿足個性化時代的定制生產和服務。
未來將會有一個電商與工廠打通的平臺，流程可能是，個性化訂單下單，訂單的批次整合，工廠的篩選，工廠產能檢查，工廠對訂單的確認，上游原料供應采購確認，工藝工序確認，排產仿真和確認，物流周期確認，分銷商確認，總成本確認，產品設計參數的傳遞，物料的采購與供應，生產計劃排程，生產制造的監控，物流配送的分配，產品的交付，產品使用的跟蹤與反饋。要想達到這樣一種生產和服務的模式，工廠應該首先要信息化，但是現在的信息化已經不同于過去時代的信息化了，尤其是對于中小企業來說，并不意味著要采購購買大量的軟件，如ERP軟件、設計軟件、供應鏈軟件、客戶關系管理軟件等。在新的面向個性化服務、定制化生產方式的時代，整個生產方式都是智能和柔性化的，是需要靈活多變，能夠自適應的，而傳統軟件都是面向大規模標準化制造的，固化的軟件， 難以適應復雜、快速多變的個性化需求。
因此在云端將會出現一些靈活定制的云服務模塊，可在云端設立虛擬工廠，滿足制造業企業訂單接收、配置BOM、采購、計劃、物流配送、客服等需求。獲取訂單后，在云端虛擬工廠中，企業可配置產品、物料、產品原型、原材料供應和采購，依據訂單排產，仿真模擬，分配物流和分銷商。訂單需要的原材料采購需求對同樣在云端的上游供應商透明，自動觸發上游供應商的排產或發貨。所有設計、采購、生產、裝配、運輸、銷售環節都是通過云端同步，讓不同的供應鏈實體連接起來，自發產生供需關系，和資源上下游傳遞。
在企業端，傳統的像ERP這樣的大型固化軟件也會被更加靈活的云服務的模式取代，可能是在企業內部的私有云，但是集成了各種管理系統，將各個系統的數據抽象成一個個抽象服務，服務可以進行各種組合，再通過流程將人員服務、自動化服務、工程服務結合起來，這樣就能夠做到人與人的協作、人與機器的協作、機器與機器的協作、機器與系統的協作、系統與系統的協作，在這個基礎上沒有ERP概念了，唯一的是與業務相關的服務。對于企業內部已經部署了MES、ERP、WMS、PDM等系統的，通過共享的數據服務總線將各個系統之間實時的協議、數據轉化，打通各自獨立的孤島，形成數據驅動的業務流。再集成生產控制PLC，外部集成物流拉動計劃，形成縱向、橫向、端到端的集成。
對于工業4.0來說，一個重要的概念就是CPS，即Cyber Physical System，就是軟件信息世界和物理機器世界的融合統一，如同中國的太極圖，陰中抱陽，陽中付陰。也就是機器世界中有軟件的控制和指令，信息世界中有機器的運行信息。制造企業的機器、機床、設備、刀具等，都需要通過傳感器、適配器、PLC等以SCADA、MTConnect/OPC協議，連接到物聯網平臺，對設備的加工、運行數據進行采集、處理、檢測、分析，并傳送到企業服務總線，洞察產品制造執行過程中的缺陷、問題、關聯、關系，實現對設備的預防性維護、能耗分析、加工參數優化等。而對于從信息世界到物理世界，則需要通過智能機器人生產線接受智能化系統的控制指令，例如AR+機器人。在匯總了設備大數據、生產大數據、運營大數據、管理大數據之后，在企業私有云的大數據平臺上，可以進行機器學習，模型算法抽象，找出數據之間的隱藏關系和聯系，揭示內在規律，通過對時間、質量、成本、效率的關聯分析，以及質量分析、生產分析、物料分析、倉儲分析、銷售分析、客戶分析等，了解合格率、故障原因、設備利用率，實現全局調度優化。
為企業提供透明展現、通知提醒、預測和運營優化輔助決策。在以上大數據分析的基礎上，可以基于售價、服務水平、庫存、總成本、采購、物流、生產周期等約束和目標，推算出所追求的利潤模型、成本模型、服務模型，實現基于供應商協作的主生產計劃優化，做出需求預測、采購預測、訂單預測、交貨時間預測，實現利潤、營收、成本、服務的價值最大化。真正將數據和信息，變為知識和智慧。制造業的轉型升級需要從封閉走向開放體系，以網絡化協同實現制造資源局部優化向全局優化演進。因此企業不但要自己實現制造端的數字化、智能化改造，還要與云端連接，實現跨區域、跨企業、跨行業的聯合設計、聯合研發，將傳統順序、獨立、碎片化的研發工作在時間、空間范圍上交叉重組，整合多方設計資源，將研發流程從串行向并行演進，更進一步的，將業務的合作從單環節協同向全業務全供應鏈協同演進，從傳統長期固定合作向不確定型的隨機合作演進，從而實現從產業鏈級協同向生態平臺演進。總之從規模化生產到定制化生產，打造柔性化制造生產范式，以去中心化，去固化、流程化的業務管理模式，實現小規模、多頻次、分布式、智能化的分布式制造，靠訂單拉動，社會化協作將會是未來制造業的發展方向，而對應的制造業信息化，也必將基于云計算、大數據、物聯網和人工智能，并且軟件趨向微服務化、靈活配置、按需組合、互相聯結的模式。
朱先生