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【干貨】工業(yè)4.0的五十個術語點評

2020-07-16 09:52 機械學霸

導讀:揭開工業(yè)4.0的隱秘的角落~

1.Industry 4.0 工業(yè)4.0

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點評:這只是個概念的外衣。一切工業(yè)發(fā)展、信息化和互聯(lián)網(wǎng)的概念綜合。一向不擅長營銷的德國人這次搶到了頭彩,也引起了中國異乎尋常的歡呼。德國似乎決定放棄“德國制造”這個已經(jīng)老掉牙的質量標簽。而決心走向另外一個實際。實際上,它除了成為著名的自己之外,它幾乎什么也不是。這個走紅概念的下面,仍然是大量近十幾年的設計、生產(chǎn)、制造、運維等先進管理思想和實踐的綜合。它用“互聯(lián)網(wǎng)+”“大數(shù)據(jù)”“云計算”這樣的金手指一點,所用借用過來的化學反應酶都產(chǎn)生了神奇的效應。

2.CPS Cyber-Physical System 虛擬信息物理融合系統(tǒng);虛擬網(wǎng)絡-實體物理系統(tǒng)。

點評:美國人提出來的概念,沒有火起來,倒是被德國人改頭換面,換成了大放異彩的“工業(yè)4.0”。

3.CPSS Cyber-Physical Social System虛擬物理網(wǎng)絡及社會系統(tǒng)

點評:這是中科院自動化很早就有的想法,早到2009年,中科院數(shù)學與系統(tǒng)科學院院長王躍飛甚至斷言,不久的未來,一個國家的軍事國防能力,不再取決于其外在的物理軍隊與裝備如何,而是由半生的內在的計算軍隊與裝備之規(guī)模和水平所決定的??瓷先鴥葘Υ瞬o太多重視;而IBM先進制造軟件體系中,倒是對social(即社交屬性)有著足夠的興趣。

4.MES/MOMManufacturing Execution System/Manufacturing Operation Management車間生產(chǎn)計劃與管理+現(xiàn)場制造采集與控制

點評:MOM是制造運行管理系統(tǒng),更加強調工廠的數(shù)據(jù)價值和實時管理。西門子正在積極地謀求其商業(yè)軟件的鏈條發(fā)展,從其強大的PLM、CNC、MES、MES/MOM,都有其頂尖的產(chǎn)品。再往前走一步,跨到ERP也未必不可能。

5.SPC Statistical Process Control統(tǒng)計過程控制系統(tǒng)

點評:一種借助數(shù)理統(tǒng)計方法的過程控制工具。他對生產(chǎn)過程進行分析評價,分析反饋信息和系統(tǒng)性因素出現(xiàn)惡證照,最終達到控制質量的目的。這是工業(yè)大數(shù)據(jù)的一個重要領域分支,在最佳設備運營維護中具有重要價值。

6.APS Advanced Planning and Scheduling 高級計劃與排程,是一種典型的實時資源管理系統(tǒng),其特點是同步、最優(yōu)和實時化。

點評:當生產(chǎn)計劃需求變化的時候,APS就會同時檢查能力約束、原料約束、需求約束、運輸約束和資金約束等,這就保證了供應鏈計劃在任何時候都有效。它主要是應對多變靈活的需求計劃下,如何采用最優(yōu)方案來安排生產(chǎn)的目標。幾乎接近了工業(yè)4.0對于個性化生產(chǎn)的要求。

7.CIMS Computer Integrated Manufacturing System 計算機集成制造系統(tǒng)

點評:中國工業(yè)信息化第一波政府分錢運動的肇始。信息化被試水并且真的風生水起,但工業(yè)體系中的數(shù)字化表達與基于模型的構建能力,卻也從此被耽擱。我們也許不能肯定地說,這是一個失敗的早熟兒;但其大躍進式的發(fā)展信息化、對工業(yè)基礎的護士,和投入產(chǎn)出比的低效,卻從根基上延遲了中國制造業(yè)的發(fā)展。它導致了一個奇怪的結果就是:當今智能制造的兩化深度融合的主題中,工業(yè)化現(xiàn)在不得不要向信息化融合,而信息化本來是為了解決工業(yè)化的效率而引入的。CIMS在上世紀90年代,是九五和十五制造業(yè)規(guī)劃的閃亮明星,示范項目遍地開花并被人寄予厚望;而十三五即將開局之時,我們看見同樣閃紅的煙火,又一次照亮當空。

8.GT Group Technology 成組技術

點評:早在1950s俄羅斯人提出并被德國發(fā)揚光大的一個關于小批量生產(chǎn)和生產(chǎn)最優(yōu)化的工業(yè)工程理論。在中國機械制造有著明確分管的機械部的帶頭組織下,我國GT技術曾經(jīng)自80年代迎頭跟上。成組技術無疑是柔性制造、CIMS乃至系統(tǒng)工程的最基礎技術。中國目前這方面的研究和時間都被邊緣化了,成組技術曾經(jīng)有過輝煌但更多的是沒落的二十年,恐怕是當下中國智能制造不得不回頭重新補上的課。

9.MBD Model-Based Definition 基于模型的產(chǎn)品定義

點評:MBD使制造信息和設計信息公用定義到產(chǎn)品的三維數(shù)字化模型中,不僅是三維尺寸標注,更重要的是規(guī)范的定義了各種制造信息和產(chǎn)品結構關系(零件表)。美國是領頭羊,中國在這一方面,不能選錯了突破口,德國不是這方面的先驅。

10.MBES Model-Based System Engineering 基于模型的系統(tǒng)工程,是系統(tǒng)工程領域發(fā)展的一種基于模型表達和驅動的方法。

點評:可以看成是模型驅動原則、方法、工具、語言,實現(xiàn)在學科交叉和規(guī)?;膹碗s系統(tǒng)的應用。美國人吵的很兇,也用于實踐;德國人正在迎頭趕上。

11.MBE Model-Based Enterprise 數(shù)字化企業(yè)

點評:MBE企業(yè)比工業(yè)4.0企業(yè)更容易說明白。有了MBE,互聯(lián)網(wǎng)+就變得很容易。

12.PDM product data management 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理,企業(yè)的核心資產(chǎn)

點評:所有人都熟悉,但幾乎又被最無辜的忽視。目前PDM就好比計劃經(jīng)濟下的公社糧倉,產(chǎn)品數(shù)據(jù)被混亂不堪的堆放在這里,其真正的美麗,從來沒有被中國國制造業(yè)所重視,如果PDM和BOM的數(shù)字化特性不被喚醒,大家還吵鬧什么工業(yè)4.0?

13.PLM Product Lifecycle Management 產(chǎn)品生命周期管理

點評:廣義PLM系統(tǒng)(包括CAX)支持產(chǎn)品開發(fā)、ERP系統(tǒng)負責“人財物、產(chǎn)供銷”、SCM系統(tǒng)協(xié)調供應鏈,CRM系統(tǒng)關照企業(yè)客戶和用戶。這被稱為信息化的四大件。

14.SysLM System Lifecycle Management 產(chǎn)品的數(shù)據(jù)不再僅僅是機械、電子,也包括軟件;甚至包括用戶未來的需求和實時反饋

點評:德國學者的新提法,為了強化數(shù)據(jù)管理的根本性改變;道理是清楚的,但目前反響不夠大,大家或許會學著口型發(fā)出這個音,尚做不到脫口而出。

15. EAI Enterprise Application Integrated 企業(yè)應用軟件集成,各種異構系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換

點評:信息化領域的烏托邦之一。

16.GCE Global Collaboration Environment 美國波音公司提出的全球協(xié)同環(huán)境

點評:研制新機型的數(shù)字化網(wǎng)絡協(xié)同框架,這是波音早在2004年就提出的全球協(xié)同研發(fā)制造的框架。十年后,波音用這種方法管理上萬家供應商。再工業(yè)4.0的橫向價值網(wǎng)絡的體系中,沒有比波音更了解供應商的價值了。

17.Horizontal Value Network 橫向價值網(wǎng)絡

Vertical Value Network 垂直價值網(wǎng)絡

End to End Integration 端對端的集成

點評:工業(yè)4.0的重要內涵之一,主要是對工廠的邊界提出疑問和挑戰(zhàn)。德國工業(yè)4.0計劃中提及的三個集成(橫向集成、端到端集成和縱向集成),其本意就是要實現(xiàn)工廠邊界的突破,甚至突破生產(chǎn)車間的挑戰(zhàn)??v向集成主要基于管理域和生產(chǎn)現(xiàn)場結合,這樣可以大大提高生產(chǎn)的效率和柔性,更多基于內部工廠資源的整合;而橫向集成則是跨越了供應商的邊界進行融合,形成了新的價值體系。在這一點上,跟波音打造供應商價值鏈的GCE(全球協(xié)同環(huán)境)一致,但波音已經(jīng)在十年的實踐中實現(xiàn)了這一價值的追求;端到端集成需要跨越生產(chǎn)資料供應商和銷售網(wǎng)絡的邊界,甚至直接進入到消費者環(huán)節(jié),用戶可以獲得更好的體驗和服務。這是以用戶需求驅動單元生產(chǎn)線(甚至單元機器)的巨大挑戰(zhàn),是對呼聲甚囂的C2B(用戶訂單定制)的回應。這對制造以工廠為核心的體系并不多見。

18.TQC Total Quality Control 全過程質量控制

點評:自動化大規(guī)模的引入,提高質量穩(wěn)定性是非常重要的原因。在工業(yè)4.0時代,靠著機器人和智能終端的精準控制,TQC或將不再是成為棘手的問題。但中國制造業(yè)的當下,這卻仍然是核心問題。唯德國是瞻的同胞們要注意了——這件事德國甩中國幾條街。

19.MRO Maintenance,Repair&Operations M維護、R維修、O運行

點評:通常是指在實際的生產(chǎn)過程不直接構成產(chǎn)品,只用于維護、維修、運行設備的物料和服務。MRO主動性運營和維護其實一直是精明經(jīng)營企業(yè),率先從產(chǎn)品服務中盈利的主陣地。這次在工業(yè)4.0那種捅破天的無所不包的體系下,重新以“大數(shù)據(jù)”的光環(huán)沖出江湖,大家會驚異的發(fā)現(xiàn),這里是工業(yè)數(shù)據(jù)最容易流出來的地方。馬航370失事飛機的發(fā)動機,意外地成為MRO在線運維數(shù)據(jù)的熱點案例。想想GE未來15年內將要向市場投放4萬臺發(fā)動機,那里將是一片無垠的數(shù)據(jù)藍海。

20.CE Concurrent Engineering 并行工程,亦稱同步工程(Simultaneous Engineering)

DFM Design for Mngineering 面向制造的設計

DFA Design for Assembly 面向裝配的設計

點評:并行工程師目前國際上制造工程領域中重要的研究方向,它是一種思想和系統(tǒng)方法,以集成的、并行的方式,設計產(chǎn)品及其相關過程,包括對制造過程、支持過程的設計,從而打破涉及面與制造面,相互分離的局面。

21.Lean Manufacturing 精益制造

點評:它包含了即時響應(just-in-time,JIT)、零庫存及敏捷制造的概念,同時也以減少錯誤為目的的六標準差(Six Sigma)互相補足。精益制造主要專注在客戶的增值項目上、減少生產(chǎn)的廢棄物以及提倡不斷改進生產(chǎn)過程的方法。這是從豐田走向全球的明星概念和實踐。豐田獨具慧眼的發(fā)現(xiàn),小批量生產(chǎn)完全可能比大批量生產(chǎn)的成本更低。這對工業(yè)4.0的推動,有著一脈相承的示范效應。

22.IPT Integrated Product Team 集成產(chǎn)品研發(fā)團隊

點評:國外最流行的產(chǎn)品開發(fā)模式,便于統(tǒng)一資源。

23.EDI Electric Data Interchange 電子數(shù)據(jù)交換

點評:曾經(jīng)是最激動的概念;現(xiàn)在聽上去已經(jīng)是過氣的明星,但實際上它帶來的無紙化貿易正在時時刻刻地發(fā)揮著巨大的作用。

24.CM Configurationg Managemeng 構型管理

點評:飛機制造史上最為重要的數(shù)字化管理思想。通過構型管理,復雜系統(tǒng)的銷售、設計、制造、售后維護等都變成了數(shù)據(jù)一體化的命題。波音??湛投家源艘伙w沖天。當國產(chǎn)ARJ的年產(chǎn)量跌跌撞撞不過15架的時候,空客每3天可以制造一家A320的飛機??上M不被國人重視,國人最愛工業(yè)4.0。

25.BOM Bill of Materials 物料表,但不是簡單指物料清單,而是包含一定的母子結構關系

點評:BOM是制造業(yè)真正的DNA,其管理水平才區(qū)分先進制造業(yè)企業(yè)競爭力的核心指標??上У氖?,每個企業(yè)都熟練應用它,但它的實際價值又被令人驚詫的忽視——大量的BOM表的流通,基本是割裂式處理,伴隨著大量的手工處理,巨大的工業(yè)大數(shù)據(jù)財富藏在其中卻動彈不了,好像金子鑲嵌在砂巖石上。

26.SSPD Single Source of Product Data (邏輯相關的)單一數(shù)據(jù)源產(chǎn)品數(shù)據(jù)

點評:將被鑲嵌在巖石里的數(shù)據(jù)黃金摳下來的唯一手段。波音公司1997年提出的信息化概念,隨后是十年的實踐和推動,使得波音從2D圖紙文檔,徹底走向給予模型驅動的數(shù)字化企業(yè)。目前是波音和空客公司的核心競爭力之一。

27.BD Big Data 工業(yè)4.0核心問題是大數(shù)據(jù)的問題

點評:但中國制造業(yè)最頭疼的問題是,數(shù)據(jù)被捆綁在不同的系統(tǒng)、軟件、硬件、文檔上,而無法解放。這是中國多年的二維圖紙文化,重文檔圖紙不重模型造成的。沒有人愿意做底層的數(shù)字化處理,這是“中國制造2025”的悖論,大家都認為問題出在高端裝備制造上,其實根問問題之一在于工業(yè)基礎的數(shù)字化表達和基于模型的驅動做的遠遠不夠。

28.DT 大數(shù)據(jù)技術

點評:“從IT到DT”,這個對稱而吸引眼球的概念,幫助人們迅速過渡到大數(shù)據(jù)時代。

29.EA:Enterprise Architecture企業(yè)體系架構,實體體系

點評:一種類似于藍圖的上層設計;這個E很容易有誤導作用,聽起來像是“公司”。這是頂層思想模型化管理的最重要的根基之一。中國制造2025需要它。

30.AF Architecture Framework 實體體系框架,用來描述體系的頂層架構

點評:中國智能制造的工業(yè)頂層框架,一定應該從這里出發(fā)。但從上而下是不可能一蹴而就的,因為需要照顧到不同的視角;而自下而上也不可能實現(xiàn)。但一定要一步步建設。這才是工業(yè)升級版本的依據(jù)。沒

有數(shù)字化模型和頂層體系架構的逐漸演化,談論工業(yè)版本,毫無意義,純粹是文字游戲。沒有數(shù)字化,就沒有工業(yè)版本。

31.TOGAF The Open Group Architecture Framework 一種開放的實體體系架

點評:這是EA的具體表現(xiàn)形式的一種。從美國國防部的信息管理技術框架演化而來,擺脫過于明顯的軍方背景。

32.RAMI4.0 Reference Architecture Model for Industrie4.0

這是ZVEI 在2015年3月CeBIT 展會上提出來的德國工業(yè)4.0的頂層體系框架

點評:德國人并不擅長頂層體系框架,系統(tǒng)工程視角也是其弱項,但從工業(yè)4.0開始,德國制造業(yè)高層顯然已經(jīng)考慮到這個問題。有了這個參考架構,才能真正稱得上德國工業(yè)4.0元年。

33.DoDAF DoD Architecture Framework 美國國防部(DoD:defense of Department)全軍頂層體系框架

點評:在C4ISR的基礎上,美國國防部制定了DoDAF頂層體系機構,為美國的聯(lián)合作戰(zhàn)指揮部、海陸空天等各軍種、軍備采購等六種作戰(zhàn)業(yè)務方向,提供了頂層的框架設計規(guī)范,從而使得軍方無論在指揮體系,裝備數(shù)據(jù)交換。項目進度監(jiān)控都有了無與倫比的模型驅動能力。美國人無疑是模型化的絕對先驅。DoDAF的引入與演化,在軍隊指揮史上具有里程碑的意義,英國、北約、挪威、澳大利亞紛紛以此構建了自己的頂層指揮體系。2015年2月蘭德在《參考消息》上發(fā)表的一篇文章,指出中國解放軍的作戰(zhàn)能力落后的原因上,不無散漫地指出“中國指揮體系的落后”是其中最為重要的原因之一。如果用工業(yè)4.0做一個類比,美國、北約是在用數(shù)字模型和知識作戰(zhàn),而中國是在應用文檔和沙盤作戰(zhàn)。

34.IoT Internet of Things 物聯(lián)網(wǎng)

點評:標準混亂,當下實踐意義不明顯但未能成大氣候。許多人甚至與物流領域成熟的RFID相混淆。

35.IoTS Internet of Things&Services 物與服務聯(lián)網(wǎng)

點評:目前進展不大,物品、設備、機器以及制造者,都沒有走到這一步。在工業(yè)4.0的體系下,屬于橫向價值網(wǎng)絡。

36.MiRA Mixed-Reality Application 混合現(xiàn)實

點評:一種虛擬與實際操作相結合的技術。它使得虛擬的、數(shù)字化存在空間和現(xiàn)實之間的信息實現(xiàn)同步,便于人類的感知和交互。相信《環(huán)太平洋》機甲戰(zhàn)士,一個人如何操作比自己龐大上百倍的機器戰(zhàn)車。工廠里不需要如此賣命,但危險和非宜人制造的環(huán)境下,就需要這種技術。

37.AGV Auto-Guided Vehicle 自動導引小車或輸送系統(tǒng)

RGV Rail Guided Vehicle 有軌制導/穿梭車輛

點評:AGV具有強大的自動化集成度和現(xiàn)場適應;RGV以其低成本和穩(wěn)定性在汽車生產(chǎn)線的應用中占據(jù)主導地位

38.DL Data Legacy 過去的資料與數(shù)據(jù)

點評:這是中國制造2025的一個巨大的包袱;或者是絆腳石。如何在新升級體系下,遷移、清洗和兼容原來各種信息化資產(chǎn)和里面被鎖住了的數(shù)據(jù),決定了中國制造業(yè)騰飛的步伐。

39.ENTIME 智能機電一體化系統(tǒng)的設計方法

點評:德國針對工業(yè)4.0進行了許多大量而有意義的研究。ENTIME是德國把語義網(wǎng)和基于模型的方法聯(lián)合起來,以便找到具體機器的解決方案的一個成果之一。語義技術是通向工業(yè)4.0的重要支柱,對中國制造技術而言,語言是少數(shù)抵御外來系統(tǒng)侵蝕的壁壘之一。

40.IPV6 新一代網(wǎng)址域名管理協(xié)議

點評:IPV4域名體系已經(jīng)接近枯竭,相當于為每一粒沙子,都可以分配一個域名。未來工業(yè)4.0中,智能產(chǎn)品是可能都會分配給一個域名,從而記錄它的前生、今世和未來。

41.BITKOM 聯(lián)邦信息經(jīng)濟通信和新媒體協(xié)會

點評:很奇怪的名稱,但卻強悍地引導了德國工業(yè)與信息化的發(fā)展。

42.VDMA 德國機械設備制造業(yè)聯(lián)合會

點評:機械與軟件的邊界,正在變得模糊;盡管自動化與軟件從來也是VDMA的重要方向,但工業(yè)4.0激發(fā)了VDMA更大的雄心。

43.ZVEI 德國電子與電氣工程協(xié)會

點評:德國協(xié)會的力量是強大的。BITKOM、VDMA、ZVEI構成德國工業(yè)4.0的秘書工作組,主導了德國工業(yè)技術發(fā)展的戰(zhàn)略。中國制造需要這樣扎實的工作組。

44.FHG Fraunhofer-Gesellschaft 德國弗勞恩霍夫協(xié)會,弗勞恩霍夫研究所

點評:德國也是歐洲最大的應用科學研究機構,偏重于應用科技的研究。1991年世界上第一臺MP3就產(chǎn)生于其下面的集成電路研究所(當然不用說,MP3的大規(guī)模應用還是要靠美國人的營銷意識)。下設80多個研究,年經(jīng)費10億歐元,是公助、公益、非營利的科研機構,為企業(yè)特別是中、小企業(yè)開發(fā)新技術,新產(chǎn)品,新工藝和管理問題。FHG與德國工程院、西門子公司等德國學術界和產(chǎn)業(yè)界的建議和推動下形成的工業(yè)4.0,成功成為德國國家級戰(zhàn)略。

45.Incose INternational Councile of System Enineering 國際系統(tǒng)工程協(xié)會

點評:具有強烈的航空行業(yè)背景。實際上,系統(tǒng)工程在國防、航空、航天具有著強大的應用背景和實施的決心。該協(xié)會成立的最大動力,仍然是美國國防軍工企業(yè)的實際需求,有著強烈的美國國防部的痕跡;該軍方痕跡在2006年開始被逐漸擺脫,向民用和通用的工業(yè)領域發(fā)展。

46.IIC Industrial Internet Consortium 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟

點評:采用開放成員制,目標是建立一個打破科技壁壘的團體,以更好地推動大數(shù)據(jù)在現(xiàn)實物理世界和數(shù)字世界間的整合。這是美國GE公司率先提出,并聯(lián)合IBM、思科等100家公司而成立,華為也是其中成員單位。核心仍然是各個廠商設備之間可以共享和傳輸數(shù)據(jù),并挖掘其中的價值。作為軟硬件相結合的巨無霸工業(yè)公司,GE與西門子旗鼓相當。但玩起頂層體系架構設計和互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù),GE似乎略勝一籌。中國智能制造,能從GE得到的啟發(fā),或許會超過從西門子所得。

47.DMDII Digital Manufacturing&design of Innovation Insititute 美國數(shù)字化制造與設計創(chuàng)新研究所

點評:美國先進制造中心的標桿性機構,2015年已經(jīng)由奧巴馬總統(tǒng)親自宣布成立,并且準備建設15個這樣的中心。目前在芝加哥中心已經(jīng)開業(yè),94000平米的面積,空前絕會。比較奇葩的是,這是美國陸軍主導的項目——而美國陸軍是美國知識管理最為成功的機構之一。美國陸軍希望利用此機會,整合整個國家的力量發(fā)展新型制造技術,改善制造能力和相應的網(wǎng)絡,進而改變工業(yè)界和軍工業(yè)制造零部件和系統(tǒng)級產(chǎn)品的方法,而不僅僅是曾慶美國在制造領域的競爭力。

48.ICT產(chǎn)業(yè):Information and Communication Technology 信息和通信技術

ICT是電信服務、信息服務、IT服務及應用的有機結合。為了成功過渡到工業(yè)4.0,ICT產(chǎn)業(yè)(創(chuàng)新周期相對短)應和機械、設備制造商以及機電系統(tǒng)供應商(創(chuàng)新周期相對較長)密切配合,以開發(fā)出所有合作伙伴都能接受的商業(yè)模式。

49.KA:Knowledge Automation知識自動化

點評:麥肯錫在《2025顛覆性的技術》報告對“知識工作者自動化”倍加推崇。知識自動化是指將各種經(jīng)驗、各種知識、數(shù)據(jù)、文檔等通過模型驅動的方式,實現(xiàn)知識的自動流動,自動推送給設計師、工藝員、制造師,實現(xiàn)“知識伴隨流程”。

50.CPD Continuing Professional Development 繼續(xù)職業(yè)教育

點評:德國工業(yè)從來不會忽略人才、教育與職業(yè)培訓,并在工業(yè)4.0白皮書中明確提到了“學院立方體”的概念,打造從職業(yè)學校、大學道企業(yè)的立體人才培養(yǎng)計劃。這真是德國人的思路,教育永遠不缺席。不禁要想想:中國智能制造,給CPD留下多少空間?