比“机器换人”更厉害的是制造业“生态融合”

2015-11-19 10:54 行业报道   

导读很多老一辈的工控人经历了使用多个单按钮开关,控制多个机器完成生产的时代,但是开关的数量越来越多,控制回路也越来越多,生产线中开始加入继电器执行简单的控制逻辑。那时最大的痛点是这些继电器更换起来十分的费时、费工、费料。当生产线复杂到继电器控制装置超负荷运转也难以应付的时候,PLC可编程逻辑控制器出现了。  

很多老一辈的工控人经历了使用多个单按钮开关,控制多个机器完成生产的时代,但是开关的数量越来越多,控制回路也越来越多,生产线中开始加入继电器执行简单的控制逻辑。那时最大的痛点是这些继电器更换起来十分的费时、费工、费料。当生产线复杂到继电器控制装置超负荷运转也难以应付的时候,PLC可编程逻辑控制器出现了。

那个年代PC电脑还非常笨拙,根本无法胜任操作现场的需求。1968年,美国马萨诸塞州一位名叫Morley的工程师在新年庆祝中喝得酩酊大醉,醒来后他不愿继续平日繁琐复杂的制造工作。于是,他带领团队发明了一个可编程逻辑控制器,来替代原来数量众多的逻辑继电器,这就是PLC

自从PLC的出现,制造业新增了一个操作层级:控制层。从第一台自动化控制器Modicon084,到第一个工业现场总线Modbus,第一套热备PLC-Modicon584,再到第一次将工业以太网引入制造业,控制层的演进一路走来,PLC在其中起到了核心的推动作用。

iPad的价值在音乐,奔驰的价值在知名度。而PLC的价值在缩短上市时间。汽车制造商原本要6-9个月的时间才能使新产品上市,用了PLC后就只需要6-9周。PLC卖的是稳定高效的服务以及对制造业产生的价值,而非产品本身。脱离开对PLC新模块、可扩展能力、速度、稳定性、客制化等具体技术的讨论,PLC以稳定、廉价和愈发宽泛的功能延展性,成熟广泛的应用于制造业的各个领域,仅中国市场的应用规模已经超过了50亿。

渐渐的控制层也变得日趋复杂,PLC的量级越来越大,借助OT(OperationTechnology,操作技术)的日益演进,小作坊也逐渐成长为大企业,需要信息传递、综合管理和产生决策。当谈到企业管理层的时候,我们有必要来审视一下IT(Information Technology,信息技术)引发的浪潮。

很显然PC比PLC发展要快得多。同样在40多年前,IT技术的第一次浪潮来临,根据迈克尔·波特在《信息如何带来竞争优势》一文中的描述,人们开始使用PC的运营优势,代替纸笔计算和口头沟通,捕捉和分析企业活动中的数据,企业管理流程开始了标准化革命。从订单处理到账单支付,从计算机辅助设计到生产资料规划都逐步实现了由IT产品统一处理。

在20多年前,第二次IT技术的浪潮紧接着袭来,无处不在的互联网开始兴起,企业与外部供应商、渠道和客户之间的集成与整合得以实现,企业甚至可以对全球的供应链系统进行紧密整合,因此发展得越来越庞大,非常多的全球性“庞然大物”公司产生。

由此我们可以看到两条截然不同的发展道路,PLC带领OT从企业下面的设备层逐步向上发展,PLC使用梯形图编程,非常适合具备电工基础的控制工程师理解和使用,因此逐步风靡。联网PC则带领IT从上面的管理层逐步向下发展。虽然互联网发展飞速,但是由于PC在处理控制问题时,使用C语言或者VB编程,而这两种语言并不是OT工程师的必修课,相比梯形图也难以理解和使用,因此在控制层和设备层并未普及。

“到目前为止,企业的IT和OT之间仍然存在一定程度上的割裂,信息并不能顺畅的集成和交互。这个问题目前困扰着大量的企业,也成为无论是工业4.0还是中国制造2025发展道路上必须攻克的难题。”互联网+产融战略顶层设计专家罗百辉表示,人工智能的演进速度达到了超越人类自然进化的极点,工业机器人的成本达到了趋近于人力劳动成本的极点,同样,IT技术在制造业应用的便捷性逼近了OT技术发展的极点。这种融合将会以“生态融合”的形式展开,“生态融合”意味着并不是谁取代谁的关系,而是IT与OT在制造业逐步发展演进,你中有我我中有你,进而融成一体。

从硬件来看,IT和OT的融合已经逐步发生,无论芯片或者模块都没有本质不同,大多数PLC已经转而使用消费电子领域的微处理器,但是使用习惯的差异是最难调和的。虽然IT标准编程模块的发展让编程不再是难事,尤其是在一些PLC运算能力不足的场合,比如机器人、CNC数控机床等,PC的优势非常明显。但是具有消费电子基因的IT硬件并没有在制造业证明它的可靠性和稳定性,而这如果没有十年八年的时间进行验证谁也不敢妄下定论,毕竟制造业生产线皮实、鲁棒是首要指标。

如果没有外力的触发,这种“生态融合”也许还会缓慢推进,直到彻底相融。不过事情的演进往往不会按照既定模式发展,外力突然出现了,而且异常猛烈:

一是“互联网+”带来的冲击,决策、销售、渠道、金融…各个链条的思维模式都在快速变化,如果制造业生产线上的思维方式也不跟着改变,就脱离于整个链条之外,没人愿意一起玩。

二是智能硬件的快速渗透,向着价值创造环节渗透,特别是向产品研发和制造等领域渗透,而且这种渗透是全方位的。可穿戴在制造业的应用、在线互动产品配置、3D打印和塑模、动态计价智能运算…追随着大规模产品个性化定制浪潮。通过云平台供应链整合,不同环节的企业可以实现信息共享,加强产业链的合作,使各环节集中发挥核心优势。

三是人力成本的优势不再,倒逼制造业升级。美国波士顿咨询集团(BCG)发布的报告《全球制造业的经济大挪移》显示,中国的制造成本已经与美国相差无几,中美两国的制造成本差距被缩小到了5%以内。一句简单的“机器换人”并不能从本质上解决劳动成本的问题。

市场并没有给IT与OT足够的时间进行温柔的融合。如果将这种生化融合继续往下推演,我们也许可以想象这样的场景:

工业现场的变频器、控制器、执行器,直连网关,通过外接链路将监控信息上传到云端,手机通过APP可以随时随地查看。云平台提供类似微信公众号这样的开放框架,企业无需开发独立的APP,只需在制造业“微信”后台进行简单的功能定制,就能发布属于自己的独特应用。智能硬件创业者和开发者也可以基于云平台的模块化功能,用跨界眼光审视制造业的需求和痛点,找到适合自己的发展模式。

一个制造型企业未必需要有自己的工厂,而可以只负责设计,将生产环节外包出去。在罗百辉看来,未来的生产环节也将向着网络化、小微化的方向发展。制造业中越来越多的服务环节从生产流程中分离出来,形成生产性服务业,导致制造业生产结构的变革。由专业机构从事的生产性服务业,将根本性改变传统的生产流程、管理方式、劳资关系,并导致产业链的重构。

由于制造业本身技术和资源的复杂性,在各个实际操作现场,总会面临很多的具体问题,目前一些IT与OT融合得超越常规的智能工厂、透明工厂也只是停留在展示和示范阶段,实用的价值不大。但是大势不可逆转,生态融合只是时间问题。

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[整理编辑:中国测控网]
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