自2011年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)之后，我們就被“工業(yè)4.0”這一概念包圍，許多像我們一樣的專(zhuān)業(yè)期刊都試圖說(shuō)明這是什么以及與物聯(lián)網(wǎng)(IoT)相關(guān)的主題對(duì)我們大家來(lái)說(shuō)多么重要，最終的目的是為了讓企業(yè)能夠在日益數(shù)字化的世界中保持競(jìng)爭(zhēng)力。傳統(tǒng)的商業(yè)領(lǐng)域?qū)?huì)消失，新的領(lǐng)域?qū)?huì)加入，但要利用它們需要技術(shù)方面的前提條件，如高速互聯(lián)網(wǎng)、云解決方案和快速計(jì)算機(jī)以及高效控制系統(tǒng)，這樣才能成為徹底的數(shù)字化工廠。
企業(yè)實(shí)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的絆腳石
雖然這些現(xiàn)在聽(tīng)起來(lái)并不復(fù)雜，但實(shí)際卻不容易，因?yàn)閳?zhí)行過(guò)程往往不順利：對(duì)此只要想想快速互聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展不足，特別是農(nóng)村地區(qū)，還有眾多的黑客攻擊，這需要謹(jǐn)慎處理數(shù)據(jù)，因此企業(yè)必須采取相應(yīng)的安全措施抵御來(lái)自外部的攻擊。
調(diào)研證實(shí)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)展緩慢
根據(jù)IT服務(wù)商DXC Technology 2017年7月通過(guò)一家市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)對(duì)德國(guó)300名高管進(jìn)行的“數(shù)字議程2020”的調(diào)研結(jié)果，三分之二的人認(rèn)為，在未來(lái)兩到三年中，企業(yè)數(shù)字化帶來(lái)的最大優(yōu)勢(shì)之一是創(chuàng)新的加速，但目前還有60%的德國(guó)經(jīng)理認(rèn)為，自己公司在數(shù)字化項(xiàng)目中的革新成熟度只是中等甚至較弱。
“數(shù)字化轉(zhuǎn)型為開(kāi)發(fā)新思路提供了許多機(jī)會(huì)-無(wú)論是產(chǎn)品、服務(wù)還是全新的商業(yè)模式。”DXC技術(shù)咨詢公司北歐和中歐負(fù)責(zé)人Martin Eldracher博士說(shuō)道：“但正如我們最近的數(shù)字議程調(diào)研結(jié)果顯示的那樣，只有少數(shù)經(jīng)理人認(rèn)為自己公司的創(chuàng)新能力很優(yōu)秀：不到10%的人表示他們通過(guò)與創(chuàng)新型人才的合作達(dá)到了最高的創(chuàng)新成熟度，這不僅是指公司的內(nèi)部組織，也適用于外部合作伙伴?！?/p>
管理人員表示，實(shí)施數(shù)字化項(xiàng)目最主要的障礙在于領(lǐng)導(dǎo)層缺乏開(kāi)發(fā)新型數(shù)字化商業(yè)模式的愿景，只有不到50%的專(zhuān)業(yè)和管理人員信服(48%)。在數(shù)字化項(xiàng)目實(shí)際啟動(dòng)的情況下，傳統(tǒng)商業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)層對(duì)其進(jìn)行否定的風(fēng)險(xiǎn)很高，因?yàn)閱T工對(duì)于未來(lái)改變既定流程會(huì)非常謹(jǐn)慎，特別是在流程運(yùn)行順利的情況下，幾乎60%的企業(yè)都提到了這一效應(yīng)。
“為了消除這種傳統(tǒng)的負(fù)面影響，應(yīng)該創(chuàng)建新的組織結(jié)構(gòu)，單獨(dú)開(kāi)發(fā)數(shù)字化項(xiàng)目?！?Eldracher說(shuō)道，在這種情況下，企業(yè)不能丟失重要的指導(dǎo)方針：大處著眼，從小事做起，及早測(cè)試并迅速評(píng)定成績(jī)：這將確保創(chuàng)新的道路不會(huì)走進(jìn)死胡同。
目前正在世界各地進(jìn)行的富士通調(diào)研“打開(kāi)一個(gè)新窗口”也顯示，其它地方的情況也好不到哪里去，這差不多可以說(shuō)是我們的幸運(yùn)。在被調(diào)查的1625名高級(jí)管理人員中，三分之一(33%)在過(guò)去兩年中斷了數(shù)字化項(xiàng)目，由此產(chǎn)生了據(jù)稱平均為423.534歐元的成本，此外超過(guò)四分之一(28%)的企業(yè)這類(lèi)項(xiàng)目失敗，造成了每個(gè)項(xiàng)目555.000歐元的成本(德國(guó)甚至達(dá)到110萬(wàn)歐元)。但84%的企業(yè)確信，他們的客戶希望他們達(dá)到更高的數(shù)字化程度，然而71%的人認(rèn)為他們?cè)谶@方面的競(jìng)爭(zhēng)落后了，受訪領(lǐng)導(dǎo)人員中的三分之二(66%)擔(dān)心這會(huì)在中期導(dǎo)致客戶流失。
企業(yè)努力實(shí)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型
數(shù)字化轉(zhuǎn)型不僅需要技術(shù)支持，富士通調(diào)查了各家企業(yè)在員工、主動(dòng)性、合作和技術(shù)等4個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)型要素方面的情況，簡(jiǎn)稱Pact(People, Actions, Collaboration and Technology)：大多數(shù)受訪者相信數(shù)字化是不可避免的，因此他們中的46%已經(jīng)啟動(dòng)了數(shù)字化項(xiàng)目，86%計(jì)劃在未來(lái)十二個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間中實(shí)施這類(lèi)項(xiàng)目，但在Pact因素方面還存在一些挑戰(zhàn)。
在涉及工業(yè)4.0的企業(yè)中多數(shù)（56％）還沒(méi)有利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)
90%的企業(yè)證實(shí)，他們渴望增加數(shù)字化專(zhuān)業(yè)技術(shù)員工的人數(shù)，70%看到了自己?jiǎn)T工在數(shù)字化能力方面的明顯缺陷，對(duì)于80%的企業(yè)來(lái)說(shuō)，這種缺陷是網(wǎng)絡(luò)安全方面的最大障礙，而這種能力會(huì)變得越來(lái)越重要：對(duì)于93%的企業(yè)而言，這種能力在未來(lái)三年會(huì)成為決定成功的因素，此外還有83%的受訪者確信，到2020年人工智能會(huì)使要求發(fā)生根本改變。
許多企業(yè)已在實(shí)施數(shù)字化戰(zhàn)略
就推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的方法和關(guān)鍵流程而言，大多數(shù)(90%)受訪者已經(jīng)制定了相應(yīng)的戰(zhàn)略，83%的人認(rèn)為行業(yè)內(nèi)的其它企業(yè)也是如此，但近四分之三(74%)的人表示，單個(gè)項(xiàng)目并不總是符合商業(yè)戰(zhàn)略，72%的人認(rèn)為“影子項(xiàng)目”是企業(yè)實(shí)施真正有意義和有價(jià)值的創(chuàng)新的唯一途徑。另一方面，三分之二(66%)的受訪者認(rèn)為，失敗的高昂成本使人們對(duì)復(fù)雜的轉(zhuǎn)型項(xiàng)目望而卻步。
該項(xiàng)調(diào)研還表明，領(lǐng)導(dǎo)層非常愿意與其它企業(yè)進(jìn)行合作，其中63%已計(jì)劃或?qū)崿F(xiàn)了共同創(chuàng)新項(xiàng)目。首選合作伙伴主要是技術(shù)專(zhuān)家(64%)和現(xiàn)有客戶(42%)，79%的企業(yè)甚至?xí)诠餐瑒?chuàng)新項(xiàng)目的范圍內(nèi)對(duì)合作伙伴開(kāi)放敏感數(shù)據(jù)。對(duì)企業(yè)而言，重要的還有快速的成果，如果沒(méi)有這些，近四分之三(73%)的受訪者會(huì)結(jié)束合作關(guān)系。
受訪管理人員中的一半希望在未來(lái)12個(gè)月內(nèi)實(shí)施新系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)安全(52%)和物聯(lián)網(wǎng)解決方案(51%)，緊隨其后的是云計(jì)算(47%)和人工智能(46%)。決策者深知這一技術(shù)發(fā)展的破壞性，對(duì)于86%的企業(yè)而言，這個(gè)問(wèn)題將在未來(lái)五年內(nèi)決定存在與否，為此還有很多事情要做，因?yàn)槟壳斑€有71%的人非常懷疑自己的企業(yè)是否能夠有價(jià)值地利用人工智能。
“我們的調(diào)研表明，企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到數(shù)字化的機(jī)會(huì)，并準(zhǔn)備投資相應(yīng)的項(xiàng)目?！?a title="富士通環(huán)球官網(wǎng)" href="http://m.dltyjz.cn/brand/more.php?itemid=2650" target="_blank">富士通中歐負(fù)責(zé)人Rolf Werner博士解釋說(shuō)，“為了使這些投資獲得長(zhǎng)期成果，企業(yè)不僅需要適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，而且還需要將其整合到業(yè)務(wù)流程中的戰(zhàn)略，包括為員工提供全面的數(shù)字化創(chuàng)新培訓(xùn)，并在企業(yè)內(nèi)推廣創(chuàng)新文化。如果企業(yè)只仰仗其中一個(gè)因素，那么很多數(shù)字化項(xiàng)目就會(huì)注定失敗，因此找到Pact要素之間的正確關(guān)系非常重要。幾乎沒(méi)有公司能夠單獨(dú)應(yīng)對(duì)這種轉(zhuǎn)型，強(qiáng)大的合作伙伴有助于找到合適的技術(shù)，并根據(jù)企業(yè)的具體需求進(jìn)行調(diào)整。”
對(duì)于今天的大型軟件項(xiàng)目而言，從一開(kāi)始就考慮安全問(wèn)題是不言而喻的，但如果人們規(guī)劃一臺(tái)新機(jī)器或一個(gè)新鋼廠，情況又會(huì)怎樣呢?生產(chǎn)技術(shù)受現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的影響越來(lái)越大，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)使我們的工業(yè)發(fā)生了革命，但這也開(kāi)啟了全新的安全漏洞，工業(yè)設(shè)備在開(kāi)發(fā)時(shí)就必須考慮安全性，來(lái)自維也納科技大學(xué)信息與軟件工程組的網(wǎng)絡(luò)安全專(zhuān)家Edgar Weippl說(shuō)，他在SPSIPC Drives專(zhuān)業(yè)博覽會(huì)上介紹其針對(duì)生產(chǎn)技術(shù)中IT安全的戰(zhàn)略。
“在生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域人們對(duì)于IT安全問(wèn)題依然過(guò)于大意”Weippl警告說(shuō)，“許多客戶和供應(yīng)商都相信，為他們開(kāi)發(fā)軟件的IT人員誠(chéng)實(shí)可信，但可惜這點(diǎn)永遠(yuǎn)都無(wú)法肯定，”如果有人在開(kāi)發(fā)軟件時(shí)就故意在大型生產(chǎn)設(shè)備中安裝了漏洞怎么辦?如果有人發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤但卻不報(bào)告，而是后期對(duì)此加以利用又該怎么辦?“這些不是陰謀論，而是人們必須問(wèn)自己的問(wèn)題，尤其是在很多人共同完成一個(gè)大項(xiàng)目的時(shí)候?！?Edgar Weippl解釋道，在IT行業(yè)多年來(lái)都是這樣，他和他的小組在這一領(lǐng)域已為許多公司提供了成功的咨詢，現(xiàn)在這一知識(shí)也將用于生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟的T5N測(cè)試平臺(tái)在巴塞羅那IoT解決方案世界大會(huì)上獲得測(cè)試臺(tái)獎(jiǎng)
網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)提出了額外的安全問(wèn)題
在工業(yè)領(lǐng)域中，區(qū)分IT部件和機(jī)械部件越來(lái)越不可能，人們會(huì)稱之為集成系統(tǒng)或“網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)”，這意味著在安全性方面這兩個(gè)部分也無(wú)法再分開(kāi)，只分析軟件是不夠的，人們必須查看整個(gè)設(shè)備?？刂齐娐肥鞘裁礃拥?哪些傳感器能夠在哪些情況下提供哪些數(shù)據(jù)?這會(huì)產(chǎn)生什么效果?
“比如黑客可能從外部攻入系統(tǒng)并改變某些物理參數(shù)，從而導(dǎo)致其它問(wèn)題?！?Weippl說(shuō)。這時(shí)人們可以通過(guò)運(yùn)行某些組件，故意在一段時(shí)間內(nèi)提高用電量，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障。人們必須對(duì)控制回路適當(dāng)建模并仔細(xì)檢查，以便作出相應(yīng)安排。
這對(duì)于使用壽命長(zhǎng)的工業(yè)設(shè)備尤為重要，一部新手機(jī)的使用時(shí)間可能為幾年，但一個(gè)新建的生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)該運(yùn)行50年都沒(méi)有安全漏洞，因此工業(yè)過(guò)程必須巧妙規(guī)劃并保證安全，人們必須清楚說(shuō)明以后的改變?nèi)绾瓮瓿?，在機(jī)器和設(shè)備的整個(gè)生命周期內(nèi)，信息處理和數(shù)據(jù)的安全性都必須得到保證，防止操縱和盜竊。
銷(xiāo)售產(chǎn)品時(shí)也有新的途徑，Staufen Digital Neonex GmbH咨詢公司的專(zhuān)家接受委托對(duì)此進(jìn)行了調(diào)研，他們?cè)u(píng)估了未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在銷(xiāo)售和支持自身價(jià)值鏈方面的重要性。
專(zhuān)家警告舍棄數(shù)字平臺(tái)銷(xiāo)售的行為
“拒絕使用數(shù)字平臺(tái)的公司可能會(huì)完全錯(cuò)過(guò)對(duì)成功至關(guān)重要的發(fā)展，”Staufen Digital Neonex的董事總經(jīng)理Thomas Rohrbach說(shuō)?！斑@樣的平臺(tái)解決方案變得日益重要，企業(yè)要生存就必須參與其中，這些都只是時(shí)間問(wèn)題?！斑@項(xiàng)調(diào)研表明，許多企業(yè)低估了這一趨勢(shì)，一方面在評(píng)估發(fā)展速度時(shí)，44%的人承認(rèn)平臺(tái)主題的高度重要性，還有38%的人至少認(rèn)識(shí)到了這種潛力，但另一方面這些公司仍然明顯處于模擬時(shí)代：五分之四的人懷疑未來(lái)兩年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)會(huì)給自己的行業(yè)帶來(lái)明顯變化，即使說(shuō)到五年時(shí)間，還有近一半的人無(wú)動(dòng)于衷。
“鑒于目前這類(lèi)提議正在蓬勃發(fā)展，人們必須明確強(qiáng)調(diào)虛假的安全性，”數(shù)字化專(zhuān)家Rohrbach警告說(shuō)，“十年后大多數(shù)人才會(huì)期待工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的統(tǒng)治地位，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型時(shí)代這是一個(gè)永恒的話題?！?/p>
盡管許多企業(yè)已經(jīng)在采購(gòu)方面使用數(shù)字平臺(tái)，但銷(xiāo)售領(lǐng)域仍然十分猶豫，主要是害怕，當(dāng)然這也不是完全沒(méi)有道理，平臺(tái)供應(yīng)商可以擠進(jìn)企業(yè)和客戶之間，鑒于目前訂單充足，可以觀察到某種漫不經(jīng)心，但現(xiàn)在人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，投資產(chǎn)品的購(gòu)買(mǎi)已經(jīng)穩(wěn)定在現(xiàn)有的平臺(tái)上，而以前人們更愿意將其歸為消費(fèi)領(lǐng)域。
資本投資行業(yè)的企業(yè)不應(yīng)該重復(fù)B2C行業(yè)的錯(cuò)誤，拒絕銷(xiāo)售和服務(wù)領(lǐng)域的數(shù)字化趨勢(shì)，相反要將數(shù)字化工業(yè)平臺(tái)的發(fā)展視為一個(gè)機(jī)會(huì)。
“盲目行動(dòng)不合適，首先必須徹底分析自己的服務(wù)組合，在這個(gè)基礎(chǔ)上才能開(kāi)發(fā)平臺(tái)戰(zhàn)略和可能的新商業(yè)模式“，Rohrbach建議說(shuō)。此外還有一點(diǎn)很關(guān)鍵，那就是應(yīng)在多大程度上利用現(xiàn)有的服務(wù)或開(kāi)發(fā)自己的平臺(tái)，具有工業(yè)4.0經(jīng)驗(yàn)的調(diào)研參與者傾向于自己內(nèi)部的解決方案，“但這種情況很快就會(huì)改變，”Rohrbach說(shuō)，“特別是銷(xiāo)售領(lǐng)域建議多樣化，企業(yè)不應(yīng)在此進(jìn)行不必要的自我限制，而是應(yīng)該從獲得新客戶的角度出發(fā)審視眾多的可能性”。
當(dāng)然人們不能忘記技術(shù)，如果人們想從工業(yè)4.0的角度出發(fā)將所有東西數(shù)字化，那么就會(huì)涉及每個(gè)角落，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)徹底的網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)，而且這還需要實(shí)時(shí)功能，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)必須以相關(guān)應(yīng)用需要的速度提供，對(duì)此就是人們已經(jīng)說(shuō)了一年的三個(gè)字母：TSN(Time Sensitive Networking)，它可使開(kāi)放協(xié)議OPC UA變得實(shí)時(shí)，并且連接經(jīng)典的專(zhuān)有現(xiàn)場(chǎng)總線(Profinet，以太網(wǎng)/ IP，Powerlink，Ethercat，Profibus，Modbus或CAN)。
通過(guò)測(cè)試臺(tái)檢驗(yàn)TSN的開(kāi)發(fā)
為了檢查適用相關(guān)要求的條件，人們提供了所謂的測(cè)試臺(tái)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)的TSN測(cè)試平臺(tái)在巴塞羅那2017年10月3日至5日召開(kāi)的物聯(lián)網(wǎng)解決方案世界大會(huì)上推出，獲得試驗(yàn)臺(tái)獎(jiǎng)。該獎(jiǎng)項(xiàng)從2016年開(kāi)始每年分為四大類(lèi)(行業(yè)獎(jiǎng)、創(chuàng)新獎(jiǎng)、業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型獎(jiǎng)、試驗(yàn)臺(tái)獎(jiǎng))，評(píng)審團(tuán)將今年新建的TSN測(cè)試平臺(tái)評(píng)為十一個(gè)提名測(cè)試平臺(tái)中的最佳平臺(tái)。
Bosch Rexroth參與了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟的TSN測(cè)試平臺(tái)，2016年該財(cái)團(tuán)在美國(guó)National Instruments首次建設(shè)了TSN測(cè)試平臺(tái)，今年決定在德國(guó)建立第二個(gè)測(cè)試平臺(tái)，為快速增長(zhǎng)的歐洲區(qū)域設(shè)立一個(gè)附近的測(cè)試點(diǎn)，Bosch Rexroth為此提供場(chǎng)地和基礎(chǔ)設(shè)施。
如今在Erbach的Rexroth會(huì)定期舉辦所謂的插接節(jié)，屆時(shí)控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施組件生產(chǎn)廠家的研發(fā)人員都會(huì)聚集一堂，檢驗(yàn)其當(dāng)前TSN的配合，這樣以O(shè)PC UA TSN為基礎(chǔ)，不同生產(chǎn)商的控制系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換可以迅速實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證，目前Bosch Rexroth正與IIC TSN測(cè)試臺(tái)的其它公司合作，為簡(jiǎn)單且用戶友好的配置奠定基礎(chǔ)。聯(lián)合成員制未來(lái)可以讓企業(yè)不受IIC會(huì)員身份限制在TSN測(cè)試平臺(tái)上測(cè)試其產(chǎn)品。
