元宵 | 又是一年元宵時(shí)，何人伴君詩與酒？
漢諾威工博會(huì)所形成新聞熱浪正在退去。但它所指引的工業(yè)方向，卻是值得坊間中人咂摸再三、回味難忘的思考。工業(yè)集成，成為2016年漢諾威的主調(diào)。本屆漢諾威博覽會(huì)兩大官方主題皆為此而來：
一個(gè)是“集成工業(yè)-發(fā)現(xiàn)之旅”（Integrated Industry – Discover solutions），
一個(gè)是“集成能源-未來能源系統(tǒng)”（Integrated Energy-The Energy system of the future）。
在工業(yè)和能源領(lǐng)域，數(shù)字化進(jìn)程使得各種機(jī)構(gòu)和各種技術(shù)加速融合與集成。
集成什么？融合何在？在現(xiàn)場(chǎng)，筆者跟蹤了八大集成趨勢(shì)。
圖1 德美工業(yè)貌似融合
趨勢(shì)一：兼容性集成是共識(shí)
那一個(gè)頒獎(jiǎng)的夜晚，燈光屬于德國浩亭（HARTING）公司。其工業(yè)計(jì)算機(jī)MICA，斬獲了有“工業(yè)界奧斯卡獎(jiǎng)”之稱的Hermes獎(jiǎng)。
圖2 德國聯(lián)邦教育與科研部長Wanka親自頒獎(jiǎng)
這個(gè)不起眼的黑盒子，就是斬獲大獎(jiǎng)的“MICA”。它究竟有何特別之處？
圖3 酷黑盒MICA系統(tǒng)
作為一臺(tái)小型工業(yè)計(jì)算機(jī)（Mini PC），它可以對(duì)于智能化工廠的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、處理和發(fā)送。配合上傳感器，它就讓原本冷冰冰的機(jī)器變得“智能”起來，讓生成的數(shù)據(jù)開始流動(dòng)。
讓MICA獲得評(píng)委一致青睞的是其良好的兼容性。它是一款很容易讓人“上手”的模塊化產(chǎn)品，可以廣泛適用于各種企業(yè)的環(huán)境。成為“智能工廠的神經(jīng)系統(tǒng)”。
MICA計(jì)算機(jī)的“易上手”體現(xiàn)在三大方面：硬件兼容、軟件兼容、擴(kuò)展性強(qiáng)。
圖4 MICA計(jì)算機(jī)的三大特征
MICA具有軟硬通吃的好胃口：無論現(xiàn)在用的是什么硬件標(biāo)準(zhǔn)還是軟件標(biāo)準(zhǔn)，都可以應(yīng)用。應(yīng)用的范圍也可大可?。杭瓤梢杂迷谝慌_(tái)機(jī)器上，也可以用于成百上千臺(tái)機(jī)器。許多臺(tái)機(jī)器結(jié)成的網(wǎng)絡(luò)之間可以用現(xiàn)有的通訊標(biāo)準(zhǔn)相互通信，數(shù)據(jù)的處理既可以在本地完成，也可以方便地傳到云端。
自從去年9月推出以來，MICA已經(jīng)有了30多個(gè)成功的應(yīng)用案例，例如用在這輛帥氣的跑車“RINSPEED”（圖5）中。
圖5 奧巴馬和默克爾親臨參觀
RINSPEED跑車內(nèi)部安裝了多個(gè)傳感器，用來探測(cè)油耗情況和溫室氣體排放情況；這些傳感器獲得的數(shù)據(jù)由MICA計(jì)算機(jī)來收集、處理，并且統(tǒng)一上傳到云端的第三方監(jiān)測(cè)平臺(tái)。通過在成千上萬輛車上安裝MICA，就可以實(shí)現(xiàn)智能的汽車排放檢測(cè)，并且從大數(shù)據(jù)中還可以分析出更多有用的信息。能夠在問世不久之后就獲此成功應(yīng)用，而且又和環(huán)保的主題相融合，難怪MICA能夠獲得專業(yè)評(píng)委和政要們的青睞了。
MICA為代表的產(chǎn)品，代表了一種集成趨勢(shì)：全面兼容，用戶易于上手。
看上去工業(yè)4.0的升級(jí)可以是一種有機(jī)的自然生長，不必非得“傷筋動(dòng)骨”。這種“親民產(chǎn)品”的出現(xiàn)，更多地是為中小企業(yè)量身定做，便于其用較低的成本來實(shí)現(xiàn)智能化“從0到1”的突破。這在德國也是一種“政治正確”：德國產(chǎn)業(yè)規(guī)劃從來都把中小企業(yè)擺在重要位置，因?yàn)樗鼈儽却蠊靖枰饨鐜椭?/span>
趨勢(shì)二：新材料與能量、信息的整合
在工業(yè)4.0時(shí)代，德國產(chǎn)業(yè)界有許多有趣的比喻。
上文介紹的工業(yè)計(jì)算機(jī)產(chǎn)品被稱為智能工廠的“神經(jīng)系統(tǒng)”，而能量鏈產(chǎn)品則被稱為新一代智能設(shè)備的“臍帶”。
能量鏈（德語：Energieführungskette）是一種機(jī)械元件，通常包含電纜，用來傳輸電流。最大特點(diǎn)是：這條輸送能量的“鏈”是在不斷運(yùn)動(dòng)著的。這種典型應(yīng)用例子包括機(jī)床、機(jī)器臂、全自動(dòng)倉庫等）。如果沒有合適的材料和機(jī)械裝置對(duì)內(nèi)在的電纜進(jìn)行保護(hù)，并提供一定的柔性和扭動(dòng)能力，則電纜會(huì)很容易損壞。
如何在確保材料導(dǎo)電能力、并且保證能量鏈不易損壞（給設(shè)備“輸血”的臍帶不斷裂）的情況下，還能夠降低整體成本?
圖6 常見的塑料能量鏈（左）和金屬能量鏈（右）
在本次展會(huì)上，Igus公司推出的“智能能量鏈”（e-chains）產(chǎn)品給出了一個(gè)創(chuàng)新的解決方案，并且獲得漢諾威“展會(huì)快報(bào)”的專題報(bào)導(dǎo)。
圖7 展會(huì)上的智能產(chǎn)品“e-chains”
e-chains是Igus公司用塑料材料制造的能量鏈產(chǎn)品。和普通的能量鏈不同的是：
它將高性能的聚合物材料與傳感器集成在一起，使得每條鏈都可以發(fā)出信號(hào)，及時(shí)“報(bào)告”其損壞情況。這些信號(hào)在本地匯總之后，通過Igus獨(dú)有的通訊模塊可以傳遞到云端，從而使得遠(yuǎn)程的客戶/工程師也可以接收和分析其數(shù)據(jù)（圖8）。
圖8 能量鏈渾身都在蒸發(fā)出數(shù)據(jù)
這款復(fù)合型智能產(chǎn)品的除了主動(dòng)性維護(hù)，降低了維修頻率，降低能耗，最為重要的是它構(gòu)成了數(shù)據(jù)的真正回流：它在運(yùn)動(dòng)中的大量數(shù)據(jù)可以反饋給研發(fā)人員，幫助其進(jìn)一步改善材料、傳感器和通訊模塊的研發(fā)。
e-chains產(chǎn)品用實(shí)際運(yùn)營數(shù)據(jù)指導(dǎo)研發(fā)活動(dòng)，從而使得產(chǎn)品從研發(fā)到使用形成了一個(gè)“閉環(huán)系統(tǒng)”。在數(shù)字化時(shí)代，傳統(tǒng)的硬件廠商紛紛搖身一變，變成了硬件、軟件、能源、服務(wù)等要素的集成提供者；而在這整個(gè)集成閉環(huán)活動(dòng)中包含的大量有價(jià)值數(shù)據(jù)，也反過來不斷促進(jìn)公司自身競(jìng)爭(zhēng)力。與此同時(shí)，材料也成為焦點(diǎn)。事實(shí)上, Igus公司在先進(jìn)塑料材料產(chǎn)品方面的營收迎來了爆發(fā)式增長，在2015年增長近20%，并且未來預(yù)期還有很大增長空間。
新材料、信息、能源日益呈現(xiàn)集成趨勢(shì)
事實(shí)上，各種新型材料已經(jīng)事實(shí)上成為了物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)入口。目前歐美還有很多新穎產(chǎn)品也具備類似特性，例如：美國麻省理工學(xué)院（MIT）的AFFOA聯(lián)盟正在研究革命性的新型纖維（集能量、信息和材料于一體的功能材料），用于發(fā)展可穿戴電子服裝。將來，我們穿戴的衣服和飾物也可能成為物聯(lián)網(wǎng)的人機(jī)接口。
趨勢(shì)三：增材制造與軟件技術(shù)的整合
更快，更強(qiáng)，將產(chǎn)品推向市場(chǎng)，正在成為挑戰(zhàn)極限的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
增材制造（"Additive Manufacturing”）在本次展會(huì)上也是業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)之一，許多知名的公司紛紛推出其解決方案，而西門子給出了一個(gè)相互集成的典范。
值得注意的是，“3D打印”這個(gè)說法用得并不頻繁了，往往由“增材制造”取而代之。
在本次展會(huì)上，西門子在列出齊全的產(chǎn)品系列同時(shí)，還專門增設(shè)了四個(gè)“Highlight
Cubes”展區(qū)，重點(diǎn)展示幾個(gè)特定領(lǐng)域的成就。其中有一個(gè)展區(qū)就是關(guān)于增材制造的。在這里，西門子共展示了三種增材制造技術(shù)（表1中信息均來源于其漢諾威博覽會(huì)展臺(tái)）：
表1 三種增材制造技術(shù)
下面是現(xiàn)場(chǎng)拍攝的產(chǎn)品實(shí)例：
圖9 三種增材制造技術(shù)的產(chǎn)品實(shí)例
現(xiàn)代高端制造業(yè)對(duì)于產(chǎn)品的要求日漸復(fù)雜，用傳統(tǒng)技術(shù)可能無法制造，或是要構(gòu)建冗長的供應(yīng)鏈才能合作造出來。而利用增材制造技術(shù)，可以打造出之前無法構(gòu)建的幾何形狀，或是大大降低分工協(xié)作的復(fù)雜性。這種變化，絕不會(huì)是任何一家有抱負(fù)的軟件廠商所能忽視的。增材制造已經(jīng)不是一種單純的制造技術(shù)，而是集制造與軟件于一身的先進(jìn)流程。在西門子三種增材制造方式的背后，都有著強(qiáng)大的軟件技術(shù)支持，如圖10所示：
圖10 軟件技術(shù)與增材制造過程的交互
在此圖中，實(shí)際上又有三大交互過程：
-
一是應(yīng)用先進(jìn)的軟件技術(shù)，本身就能大大縮短增材制造產(chǎn)品的研發(fā)時(shí)間。通過3D數(shù)據(jù)建模、系統(tǒng)仿真等技術(shù)，可以在實(shí)際制造開始之前就對(duì)產(chǎn)品的性能有很多了解，從而減少出錯(cuò)的概率。
-
二是對(duì)于那些仿真還不能完全模擬的要素，通過增材制造過程則可以快速地制造出高品質(zhì)產(chǎn)品原型，從而在短時(shí)間內(nèi)了解該產(chǎn)品的特性。
-
三是圖中所涉及到的這些軟件技術(shù)本身，如果能夠有機(jī)結(jié)合成一個(gè)整體，則大大提升智能制造和研發(fā)水平。
值得注意的是，西門子公司的這些軟件幾乎都由自己開發(fā)。近年來，它正逐步將自身打造成一個(gè)“軟件公司”，以數(shù)字化來驅(qū)動(dòng)制造進(jìn)程。
上述幾種增材制造技術(shù)已經(jīng)有了實(shí)際的應(yīng)用案例，用于能源、汽車等行業(yè)。在本次漢諾威博覽會(huì)上，一家叫”Local Motors”的公司將上述技術(shù)用于電動(dòng)車的增材制造，整個(gè)制造的原材料只有塑料和碳纖維兩種。
每一輛汽車都可以為顧客量身定做，從在系統(tǒng)里確定其數(shù)字方案到實(shí)際“打印”出來，只需要20小時(shí)。
整個(gè)制造方案預(yù)計(jì)在未來一年內(nèi)投入實(shí)用。
圖11 Local Motors電動(dòng)汽車的“粉末層融合”制造場(chǎng)面
圖11中可以看到“粉末層融合”印刷過程。我們固然可以想象這種車在成本等方面的局限性，然而它畢竟是要實(shí)際投產(chǎn)了，并且，20小時(shí)！傳統(tǒng)制造商，如何能不感受到壓力？
縮短研發(fā)周期、縮短”Time to market”，由于軟件與增材制造的集成，正在挑戰(zhàn)傳統(tǒng)思維的極限。全新機(jī)遇，正在展開。
趨勢(shì)四：虛實(shí)結(jié)合
以人為中心的”虛實(shí)結(jié)合”技術(shù)，開始大舉進(jìn)軍工業(yè)界
本次開幕式上的一幕令人印象深刻：德國總理默克爾戴著虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡，在“虛擬世界”中向奧巴馬伸出手，而奧巴馬則在“現(xiàn)實(shí)世界”中伸出手回應(yīng)。
漢諾威官方網(wǎng)站評(píng)論說：這一幕將無疑是本屆展會(huì)上最令人銘記的畫面，它象征著美德兩國在工業(yè)4.0道路上深度合作的誠意。
圖12 默克爾通過VR和奧巴馬“握手”
好吧。這個(gè)誠意也太具有作秀的成分了。但在事實(shí)上，VR/AR等技術(shù)已經(jīng)開始全面滲透工業(yè)界了。博世（Bosch）公司讓工人通過配戴虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡來感知生產(chǎn)線的運(yùn)行狀況，以及通過視頻投影儀來為工人提供指導(dǎo)、提示下一步工序所需的工件。
在本次展會(huì)的研究展區(qū)(Research & Technology Area)中，著名的Fraunhofer研究所也展出增強(qiáng)融合技術(shù)的一個(gè)應(yīng)用案例。此案例是對(duì)“工人”裝配汽車的過程進(jìn)行指導(dǎo)：
圖13 Fraunhofer研究所展示AR交互技術(shù)
場(chǎng)景看上去并不起眼，但是研究所有著清晰的應(yīng)用思路，通過AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)來指導(dǎo)人的工作。
其中，攝像機(jī)對(duì)于場(chǎng)景的監(jiān)控可以具體識(shí)別出人的身體動(dòng)作和臉部表情，而“給人下達(dá)建議”則可以通過來激光指示或佩帶眼鏡（具有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)效果）來完成。這種技術(shù)在更為復(fù)雜的工作環(huán)境里可以發(fā)揮非常大的作用：首先，減少人的腦力負(fù)擔(dān)（比如可以免于鑒別成百上千種不同的零件型號(hào)）；其次，可以減少體力負(fù)擔(dān)，例如規(guī)劃最短的行走路線；再次，可以避免工作中的低級(jí)錯(cuò)誤-電腦算法通常不會(huì)因?yàn)?ldquo;疲勞”或“走神”而出錯(cuò)。
除了激光指示和數(shù)字化眼鏡之外，平板顯示等技術(shù)也常常用來描繪虛擬的世界。
例如在圖14中，F(xiàn)raunhofer展示了如何用AR系統(tǒng)顯示出機(jī)器隱患的。這可以幫助員工提早發(fā)現(xiàn)問題，避開很多“雷區(qū)”。
圖14 Fraunhofer用AR來“透明化”機(jī)器運(yùn)行中的隱患
在此必須強(qiáng)調(diào)，這里討論的是“以人為中心”的虛實(shí)結(jié)合技術(shù)。事實(shí)上，德國在工業(yè)4.0進(jìn)程中從來不忽略“人”的要素，也不認(rèn)為人會(huì)逐步被機(jī)器淘汰。德國人不斷描繪的新型工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，是一個(gè)人與機(jī)器和諧共存的體系。新的勞動(dòng)觀已經(jīng)形成共識(shí)。所有的開發(fā)和應(yīng)用這些技術(shù)時(shí)應(yīng)堅(jiān)持雙重目標(biāo)導(dǎo)向，在提高工作效率的同時(shí)，一定要為勞動(dòng)者帶來便利、愉悅和健康。工廠現(xiàn)場(chǎng)那些違背宜人工程學(xué)原理的布局，都在成為工業(yè)4.0世界的不和諧之音符。
趨勢(shì)五：認(rèn)知技術(shù)與工業(yè)的集成
認(rèn)知技術(shù)的觸角已經(jīng)伸向工業(yè)界，智能決策嶄露頭角。
美國是本次漢諾威博覽會(huì)的主賓國，破天荒地許多美國公司紛紛跑到德國場(chǎng)地，秀出自己的“武器庫”。在這其中，運(yùn)用大數(shù)據(jù)和認(rèn)知技術(shù)來幫助工業(yè)企業(yè)作出決策，便是一枚“重磅炸彈”。微軟公司展臺(tái)，一臺(tái)巨大的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)赫然入目。喧賓奪主的硬裝備！難道微軟開始造發(fā)動(dòng)機(jī)了嗎？
圖1 微軟公司展臺(tái)上的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)
軟件試圖定義硬件！這臺(tái)大家伙是業(yè)內(nèi)鼎鼎有名的羅-羅航空發(fā)動(dòng)機(jī)Trent XWB，用于空中客車的A350 XWB系列大飛機(jī)。為了能夠基于大數(shù)據(jù)進(jìn)行智能決策，羅-羅在每臺(tái)這樣的發(fā)送機(jī)上都安裝了傳感器，并實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳到微軟公司的軟件平臺(tái)，用于進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析。
圖2 微軟為羅-羅發(fā)動(dòng)機(jī)打造的決策平臺(tái)
現(xiàn)場(chǎng)工作人員告訴筆者：這個(gè)軟件平臺(tái)能隨時(shí)掌握每臺(tái)飛機(jī)的多方面數(shù)據(jù)，并且憑借大數(shù)據(jù)和認(rèn)知技術(shù)，可以得出許多非常有價(jià)值的重要信息。
圖3 微軟平臺(tái)智能分析
馬航飛機(jī)的意外失蹤，時(shí)間會(huì)證明，這對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)采集與分析，是一個(gè)分水嶺事件。發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)，從此與所有人都有關(guān)。
說到認(rèn)知技術(shù)，當(dāng)然不能忽略了IBM公司。只是這一次博覽會(huì)上，IBM不再耍酷了，而是越來越走親民形象了，詮釋其認(rèn)知技術(shù)的最新進(jìn)展，包括“Watson”產(chǎn)品的多種應(yīng)用。
是啊，沃森真的要變成全能的達(dá)芬奇了。這次它要寫毛筆字。
圖4 IBM的認(rèn)知技術(shù)用于寫毛筆字
這臺(tái)寫書法的機(jī)器人是由IBM和富士康聯(lián)合研制的。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察，它寫的毛筆字還不錯(cuò)，至少比筆者的要好一些（哎呀，下次碰到機(jī)器人，心怯的地方越來越多了）。根據(jù)工作人員介紹，這一實(shí)例主要強(qiáng)調(diào)認(rèn)知技術(shù)在翻譯領(lǐng)域的應(yīng)用：當(dāng)用戶說一句英語（例如“I wish you would get rich”），機(jī)器人就會(huì)自動(dòng)將它翻譯成中文（例如，翻譯成“恭喜發(fā)財(cái)”）。然后它會(huì)在系統(tǒng)字庫中找出“恭喜發(fā)財(cái)”這幾個(gè)漢字及其字體，再通過機(jī)器人技術(shù)將毛筆字寫出。
當(dāng)然，這還只是娛樂一下。但I(xiàn)BM決議離工業(yè)走的更近，跟聽上去就有點(diǎn)笨重的大機(jī)器也裹在一起了。是的，沃森開始玩機(jī)床啦。
圖5 IBM認(rèn)知技術(shù)面向金屬加工
在名為“工業(yè)認(rèn)知物聯(lián)網(wǎng)解決方案”上，IBM為一家銑削加工廠提供的認(rèn)知技術(shù)服務(wù)，吸引了觀眾的目光（如圖6）
圖6 IBM認(rèn)知技術(shù)幫助客戶優(yōu)化銑削加工過程
在銑削過程中，有很多變量（如加工角度、速度等）顯著影響最終的加工效果。在這種多變量的環(huán)境中找到最優(yōu)的參數(shù)組合，并非易事。傳統(tǒng)公司往往基于歷史經(jīng)驗(yàn)來制定加工策略，而IBM的認(rèn)知過程則可以模仿人的思維和學(xué)習(xí)過程，通過先進(jìn)的學(xué)習(xí)算法，在短期內(nèi)大幅優(yōu)化參數(shù)的組合，從而明顯改善加工效果。
計(jì)算機(jī)認(rèn)知技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例，正在逐步影響實(shí)業(yè)界的運(yùn)營模式和產(chǎn)品開發(fā)。例如，一些公司在機(jī)械加工方面通過好幾十年積累的經(jīng)驗(yàn)，可能會(huì)在短期內(nèi)就被計(jì)算機(jī)程序趕上和超越。又比如，計(jì)算機(jī)在語言翻譯方面的功能也變得日益強(qiáng)大。在長遠(yuǎn)的未來，是否可能提供一款產(chǎn)品，在人機(jī)交互方面能同時(shí)滿足上百種語言的用戶需要，或是在不同語言之間靈活切換？考慮到谷歌已經(jīng)可以翻譯500種語言，我們只能有些驚心地說：機(jī)器有能力，一切皆可能。
趨勢(shì)六：企業(yè)之間的技術(shù)集成
Festo公司是德國一家的工業(yè)控制與自動(dòng)化企業(yè)，早期以氣動(dòng)元器件而聞名。而現(xiàn)在，它致力于用先進(jìn)的產(chǎn)品技術(shù)來提高客戶的生產(chǎn)力，并且在柔性、仿生等方面有獨(dú)到的研究。Festo也是工業(yè)4.0理論和實(shí)踐的領(lǐng)導(dǎo)者和推動(dòng)者之一。在本屆博覽會(huì)上，它展出了“空中抓取技術(shù)”、“磁懸浮搬運(yùn)”等多項(xiàng)尖端科技。
圖7 漢諾威博覽會(huì)上的Festo展區(qū)
在物流自動(dòng)化領(lǐng)域，F(xiàn)esto公司介紹了一款全新產(chǎn)品概念“多托盤系統(tǒng)”（MCS, Multi-Carrier-System）。用它打造的自動(dòng)化裝配線，具有極其強(qiáng)大的功能：傳送帶上每一個(gè)托盤都可以自主決定運(yùn)動(dòng)軌跡，且可以自行與中央控制系統(tǒng)通訊。這項(xiàng)技術(shù)可以帶來最大限度的生產(chǎn)柔性，從物流角度貫徹生產(chǎn)的定制化。
此外，多托盤系統(tǒng)很容易和傳統(tǒng)的傳送帶相結(jié)合，且便于靈活改裝。它的優(yōu)點(diǎn)還包括：托盤移動(dòng)速度很快、軟件編程容易上手、托盤可以在狹小空間內(nèi)作三維移動(dòng)、等等。有專家曾指出：物流自動(dòng)化的規(guī)劃是智能工廠設(shè)計(jì)的一大難點(diǎn)。多托盤系統(tǒng)作為一項(xiàng)模塊化、易拓展的先進(jìn)柔性技術(shù)，有望在這方面帶來突破性的進(jìn)展。
圖8 Festo的“多托盤系統(tǒng)”裝配線演示
這樣一款產(chǎn)品，并不能夠獨(dú)立開發(fā)研究。實(shí)際上，這是Festo和西門子合作的結(jié)晶。多托盤系統(tǒng)本身就是多種先進(jìn)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。如圖9所示，F(xiàn)esto和西門子至少各貢獻(xiàn)了三方面的關(guān)鍵技術(shù)：
圖9 “多托盤系統(tǒng)”的關(guān)鍵技術(shù)
這款高精尖產(chǎn)品是Festo與西門子雙劍合璧的成果。在本次漢諾威博覽會(huì)上，類似的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合例子還有很多，如德國Fraunhofer研究所和華為公司聯(lián)合研發(fā)的農(nóng)業(yè)機(jī)械大數(shù)據(jù)技術(shù)，以及印度Infosys軟件公司與德國SAP公司合作開發(fā)的制造業(yè)數(shù)據(jù)建模系統(tǒng)。無論合作的具體方式是什么，知名企業(yè)之間尋求技術(shù)集成，已然是一種趨勢(shì)。再知名的公司，也需要伙伴一起蕩起“友誼的小船”。
趨勢(shì)七：小企業(yè)與大企業(yè)的生態(tài)集成
如果大企業(yè)都需要相互抱團(tuán)，那么小企業(yè)如何尋找生存的空間？
在本次博覽會(huì)上，美國館的“Digital Factory U.S.A”展區(qū)吸引了許多與會(huì)者的目光。除了GE等知名大公司外，許多小公司的產(chǎn)品，也讓人覺得饒有興味。
圖10 美國館標(biāo)志“選擇美國”
一家名為Eagle Technology的公司，專注于數(shù)字化工廠的“智能管理”系統(tǒng)。它可以將工廠各種軟件系統(tǒng)（如制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、 供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)SCM、企業(yè)資源計(jì)劃軟件ERP）中的數(shù)據(jù)集成起來，通過自動(dòng)分析和處理生成“Work Order”(可供管理者直接執(zhí)行的決策)并顯示在電腦屏幕上或是手機(jī)APP中，從而讓企業(yè)管理變得更加透明化和便捷。這家公司的客戶包括工業(yè)領(lǐng)域的多家世界500強(qiáng)大企業(yè)。
圖11 集成的智能管理系統(tǒng)
另一家名為TATSOFT的公司，則用模塊化軟件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)工廠運(yùn)行的可視化和數(shù)據(jù)分析。它開發(fā)的“Factory Studio”系統(tǒng)，通過處理傳感器收集來的數(shù)據(jù)，可以將管理者感興趣的對(duì)象（例如：工廠中所有的關(guān)鍵設(shè)備）虛擬顯示在同一個(gè)界面里，并且可以實(shí)時(shí)從每個(gè)對(duì)象里面獲取想要的數(shù)據(jù)和分析報(bào)告。人機(jī)交互界面（HMI）的建立非常簡(jiǎn)單：軟件商為各種常見的對(duì)象（如機(jī)床、車輛、管道、發(fā)電機(jī)）都準(zhǔn)備了相應(yīng)的可視化模板，用戶只需簡(jiǎn)單地將這些模板拖到界面中即可建立初步的系統(tǒng)模型。憑借其易用性、可視化優(yōu)勢(shì)和后臺(tái)數(shù)據(jù)分析能力，TATSOFT也在世界各地贏得了許多客戶，包括工業(yè)4.0領(lǐng)域知名的大公司。
圖12 Factory Studio的界面實(shí)例
在大企業(yè)尚且紛紛抱團(tuán)之際，這些小企業(yè)是如何實(shí)現(xiàn)夾縫中生存，并且還從大客戶那里“淘到一桶金”的？
我們觀察到這類小企業(yè)有一些共同點(diǎn)：
圖13 小公司的生存策略
一方面，它們的產(chǎn)品和各大公司的標(biāo)準(zhǔn)相兼容。如一家公司宣傳的：它的數(shù)字化產(chǎn)品與所有主流的通訊標(biāo)準(zhǔn)、軟件標(biāo)準(zhǔn)都能很好地對(duì)接。這就便于其融入每一家巨頭的“平臺(tái)”及其生態(tài)圈。另一方面，許多小公司有很強(qiáng)的客戶定制能力?，F(xiàn)場(chǎng)的許多公司表示，如今的客戶需求呈現(xiàn)出越來越多樣化的趨勢(shì)，所以對(duì)其進(jìn)行定制化服務(wù)也越來越有挑戰(zhàn)。許多時(shí)候，大公司會(huì)選擇專攻通用性的平臺(tái)，而把定制化的工作外包給小公司。這樣一來，兩者相得益彰，都獲得了自己的“比較優(yōu)勢(shì)”。在大企業(yè)的主流平臺(tái)中，存在大量小型企業(yè)生存的空間與集成的空間，與生態(tài)圈相容。
趨勢(shì)八：國際范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)集成
德國和美國的機(jī)構(gòu)在共同制定新一代的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，微軟公司等IT巨頭正強(qiáng)勢(shì)介入。印度等國的公司也在密切跟進(jìn)。
在新一波工業(yè)革命浪潮中，有兩大組織持續(xù)吸引著產(chǎn)業(yè)界的目光：一是德國的“工業(yè)4.0平臺(tái)”，二是美國為主導(dǎo)的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟”。
圖14 工業(yè)4.0平臺(tái)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟
在引領(lǐng)工業(yè)革命的過程中，兩大組織都深刻意識(shí)到標(biāo)準(zhǔn)制定的重要性，因此先后推出了其頂層架構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：工業(yè)4.0的架構(gòu)稱為RAMI 4.0 (Reference Architecture Model for Industrie 4.0)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)被稱為 IIRA (Industrial Internet Reference Architecture)。
本次漢諾威博覽會(huì)上，在德美合作的大背景下，兩大組織就RAMI 4.0和IIRA的關(guān)系展開熱烈的討論，謀求合作共贏。名為“工業(yè)4.0與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的專題論壇貫穿了漢諾威博覽會(huì)的全過程（如圖15）。
圖15 本次博覽會(huì)的專題論壇
“工業(yè)4.0與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”
通過討論，兩大組織達(dá)成三大共識(shí)：
共識(shí)一：工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重點(diǎn)領(lǐng)域具有互補(bǔ)關(guān)系。
博覽會(huì)上給出了如下的關(guān)系圖：
圖16 工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重點(diǎn)領(lǐng)域
可以看到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)涉及的領(lǐng)域更加廣泛，覆蓋能源、醫(yī)療、公共服務(wù)等，而工業(yè)4.0則是在制造業(yè)這一個(gè)領(lǐng)域深挖。
兩大組織并不想完全走在一起，他們一點(diǎn)都不遲疑地對(duì)外宣稱，二者的架構(gòu)不可能徹底合并。但是，二者具有很好的互補(bǔ)性。目前它們正不斷深入研究，以期達(dá)成更大的共識(shí)。
共識(shí)二：有必要建立兩大架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，增強(qiáng)其互通性（Interoperability）
兩大組織宣稱：互通性意味著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0要共同影響全世界的標(biāo)準(zhǔn)。它們要采取的行動(dòng)包括：1）促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)之間的合作，清楚地定義需求；2）保持技術(shù)交流，鑒別兩大架構(gòu)體系的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，建立對(duì)應(yīng)關(guān)系；3）促進(jìn)不同應(yīng)用領(lǐng)域之間的互通性。
共識(shí)三：要在研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施上加強(qiáng)合作。
工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)組織要加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施方面的交流和共享，包括測(cè)試床（Test Bed）等設(shè)施，以促進(jìn)共同研發(fā)和創(chuàng)新。
圖17 工業(yè)4.0與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的三大共識(shí)
兩大組織不僅僅是有口頭的共識(shí)而已。事實(shí)上，德美兩國的公司已經(jīng)在“標(biāo)準(zhǔn)”問題上行動(dòng)起來了。例如在本次博覽會(huì)上，SAP公司和微軟公司共同宣布其云服務(wù)產(chǎn)品支持”OPC-UA”標(biāo)準(zhǔn)，也就是機(jī)器與機(jī)器之間的通訊標(biāo)準(zhǔn)。目前應(yīng)用極其廣泛（前文所述的MICA工業(yè)計(jì)算機(jī)、Festo“多托盤系統(tǒng)”等產(chǎn)品都支持它）。
而“云”作為一種熱門的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，則是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心之一。所以O(shè)PC-UA和“云”的結(jié)合，被視作在工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)之間搭起了一座橋梁，也在硬件和軟件之間搭起了一座橋梁。
如果說OPC-UA通訊和云服務(wù)都是既有的標(biāo)準(zhǔn)，那么通過此次SAP和微軟的動(dòng)向，
我們可以看到一種新的集成標(biāo)準(zhǔn)：“OPC-UA + 云”。
今后想要實(shí)現(xiàn)硬件聯(lián)網(wǎng)化的公司，可能都不得不按此集成模式來做：所有硬件的數(shù)據(jù)直接傳到云端，在“云里霧里”通過微軟的大數(shù)據(jù)平臺(tái)或是SAP的ERP/MES系統(tǒng)來作出決策，然后再將指令直接發(fā)給各個(gè)硬件（包括傳感器、控制器、機(jī)器設(shè)備等）。
如果這個(gè)集成模式非常成功、成為行業(yè)標(biāo)桿的話，那么不符合此模式的公司都可能會(huì)被邊緣化。因此這是一個(gè)非常值得關(guān)注的趨勢(shì)。
圖18 自動(dòng)化公司用微軟Azure云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
除了德國和美國之外，印度的公司也憑借其在軟件技術(shù)方面的積累，開始在標(biāo)準(zhǔn)制定方面躍躍欲試。例如Infosys公司（印度頂級(jí)軟件公司）在此次“工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”論壇上作專題報(bào)告，分析應(yīng)如何增加RAMI 4.0和IIRA兩大架構(gòu)的互通性。
這家公司還和SAP合作，幫助能源行業(yè)的大型客戶建立三維數(shù)據(jù)建模的流程，從而在樹立這一領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)該說，印度公司涉足的這些標(biāo)準(zhǔn)都是相當(dāng)關(guān)鍵、影響深遠(yuǎn)的。放眼中國企業(yè)，本次在漢諾威展出的產(chǎn)品并不少，也有很多在本行業(yè)內(nèi)市場(chǎng)占有率領(lǐng)先。但是在標(biāo)準(zhǔn)制定和技術(shù)趨勢(shì)引領(lǐng)方面，中國似乎并沒有發(fā)出太多聲音。
圖19 日本代表團(tuán)在學(xué)習(xí)微軟的云平臺(tái)技術(shù)
得標(biāo)準(zhǔn)者得天下。在這一方面，德、美等國的企業(yè)開始組團(tuán)了，這一點(diǎn)，留給中國制造的時(shí)間已經(jīng)越來越少了。