彭俊松：2018漢諾威工業博覽會看點預測|專欄
發表于：2018/3/7 9:30:41??閱讀量：?[關閉]
彭俊松博士現任SAP中國區副總裁、首席數字官。他和他的團隊負責將SAP的全球數字化創新與中國本地實踐相結合，建立SAP的思想領導力，推動數字化轉型、工業4.0和工業互聯網在中國市場的業務。彭博士為錦囊專家平臺認證專家，約專家交流請下載錦囊專家APP。
近年來，隨著工業4.0熱潮的興起，漢諾威工業博覽會已成為工業4.0領域很權威的展會，引領了全球工業數字化的風向標。
2017漢諾威工博會以“融合的工業——創造價值”為主題，吸引了6500家企業布展和22.5萬名觀眾。按照參展企業的國家排名(展商數和展區面積)，中國企業在數量上排第二，僅次于德國。足以說明漢諾威工博會在中國市場的知名度，以及國內企業對于德國工業4.0的高度認可。
2018漢諾威工博會即將在4月23日~27日舉行，本文將根據筆者的長期觀察、總結和預測，分享三大熱點趨勢和五大核心技術，并提前解密SAP展區亮點。
關注漢諾威工博會的四大理由
總地來說，漢諾威工博會有四大特點，使得它成為學習和了解工業4.0的最佳途徑。
1. 最大：漢諾威工博會是業界最大(展廳面積、參展廠家、參觀人數)、最全面(軟硬結合，覆蓋各個主要領域)的方案和成果的綜合展示。
2. 主流：參展廠商主要是活躍在第一線的各大主流供應商，以及一些緊密聯系實際的工業研究院所，高等院校等純學術機構則較少。從中不但可以掌握新的方案，也可以從方案的背后揣摩出行業的發展趨勢。
3. 直觀：以現場演示、模型展覽、場邊演講、面對面交流為主要形式。整個參觀過程直觀、形象，直入主題，溝通效率高，輕概念和理論、重實踐和操作。
4. 落地：漢諾威工博會代表了德國企業在制造業和工業4.0領域的新進展，方案嚴謹，落地性和可操作性高。此外，舉辦方每年與某個國家合辦(前年與美國合辦，去年與波蘭合辦，今年與墨西哥合辦)，引入新的元素和內容。
2018年五大展出主題
經過多年的發展，漢諾威工博會的展出主題基本上已經比較穩定，每年會根據當年的情況進行一些調整。下圖所示是2018年的五大展出主題，分別是：
1. 集成的自動化與動力傳動展
2. 數字化工廠展
3. 能源展
4. 工業供應展
5. 研究與技術展
在這五大展中，與工業4.0最為相關的就是數字化工廠展和集成自動化與動力傳動展。如下圖所示，前者以IT軟件為主，后者以工業硬件為主，非常好地詮釋了工業4.0的軟硬結合的特點。
在工業4.0領域，2018漢諾威工博會的主題將是“集成的工業——連接與協作(Integrated Industry – Connect & Collaborate)”，通過重點展示自動化與IT平臺、人工智能和能源技術的整合，讓觀眾們了解數字化轉型在工業中的新進展，昭示著工業4.0即將進入到下一個階段。
提前了解三大熱點趨勢
1. 人工智能、IT平臺與工業機器人三者之間的集成與結合
從一開始，德國的工業4.0便極為強調虛實結合，尤其體現在IT平臺與工業硬件的發展與整合的技術路線上。工業4.0通過新的通訊技術，將生產系統中的機器進行聯網，構建網絡物理系統CPS，從而打造出新一代的智能工廠。
在人工智能技術日益實用化的今天，人工智能與IT平臺和工業機器人三者之間的集成，更是將這一虛實和軟硬結合的路線推到了一個更高的水平。顯然，這一發展路線與偏愛工業大數據和云計算的工業互聯網平臺相比，有著十分鮮明的德國特色。
本次工博會上，將會看到眾多的德國乃至全球知名的IT平臺提供商和工業機器人和工業設備提供商的精彩展示，以及結合人工智能技術下的新應用進展。這將是本次大會精彩的亮點。
2. 生產與物流的高度一體化
在以往展示的數字化工廠場景中，主角常常是機器或者是機器和人。隨著在數字化工廠中越來越多的創新技術和新的業務流程的出現，物流日益成為推動或制約工業4.0技術落地應用的重要前提?？梢哉f，沒有物流技術的升級和支持，很多智能化的數字工廠場景只能是空中樓閣。在制造業中，通過數字化技術，將生產與物流乃至供應鏈緊密結合在一起，成為持續追求效率提升和成本降低的重要手段，這一結論已經成為業界的共識。
本次的漢諾威工博會將與著名的漢諾威國際物流展CeMAT同時舉辦，本身就昭示著生產與物流一體化在工業4.0時代的重要性，充分說明德國工業4.0已經進入到實用和落地的階段。在CeMAT上，觀眾們將能親身體驗生產和物流的融合技術，以及在工業4.0時代的物流4.0(Logistics 4.0)的新發展。
用于電動汽車的生產和電網能源
越來越多的人已經接受這一觀點，那就是電動汽車和自動駕駛將會給社會和經濟帶來巨大的轉變。工業4.0所追求的在智能工廠中的靈活物流，也越來越離不開電動汽車及其相關技術的支持。但是，今天的電網并未做好廣泛支持電動汽車的準備。
為了迎接電動汽車帶來的挑戰，需要提供全面的充電站覆蓋，升級和構建相應的配電網絡，建設電力“超級高速公路”——所有這些都歸結為數字集成，將可再生能源、能源儲存設施和電動汽車智能互聯，作為一個協調的無縫集成系統一起工作。在電動汽車和自動駕駛技術在國內乘用車市場如火如荼地宣傳的今天，漢諾威工博會將會給我們帶來一個不一樣的工業應用的新視角。
五大核心技術重點考察
對工業4.0感興趣的觀眾，對于以下五大核心技術，在工博會現場也是絕對不能放過。
1. 機器學習——人工智能在制造業中的實用技術
機器學習在今天已經成為人工智能應用在制造業中很重要的技術。它能夠讓數字系統識別數據中循環出現的模式，將其應用到新的數據流中，從而在系統運行中實時監測到新的趨勢和異常情況。在本次工博會上，將會看到大量的機器學習應用在制造業中的場景，例如：
智能化地監控設備故障：由于傳感器變得更小更便宜，意味著企業可以采用更加經濟的手段，隨時監控設備運行狀況。機器學習在這里可以發揮巨大的作用，在數據偏離正常狀態之后，可以發出警報，減少意外停機的次數。
根據測量結果提高產品質量：在獲得了測量數據之后，機器學習的算法不僅可以根據已知的缺陷模式，幫助企業找出造成加工誤差的原因，甚至還可以對以前未知的產品缺陷模式進行檢測和報警。
對能源管理進行優化：在智能電網和微網技術日益發展的今天，通過機器學習技術，可以幫助企業對未來電力需求進行預測，從而適應化石燃料能源和可再生能源混合應用下的電網波動，更加精確地將發電企業的電力成本與制造企業的生產需求匹配起來。
自動調度物流車輛：機器學習為自動駕駛鋪平了道路，使其成為支持數字化工廠柔性化生產的基礎。通過機器學
2. 智能供應商——智能工廠的基石
建立數字化工廠的一個重要目標就是提高對產品的定制能力，希望能夠像批量生產一樣經濟高速效率地生產定制化的產品。顯然，這一實現有賴于大量的可以提供定制化零部件的供應商，這也是在很多復雜裝配行業里推動數字化轉型的重要基礎。
在本次工博會上，會看到很多這樣的例子，這也是很多在零部件行業里，作為“隱形冠軍”的德國企業發揮重要作用，帶動整個經濟走向工業4.0的例證。在工博會現場，我們會看到很多這樣的例子，這充分說明工業4.0不僅僅是大型總裝企業的專利，在零部件供應商和中小企業，都可以運用工業4.0獲得實際的效果，這一點對于中國企業來說具有重要的借鑒意義。這方面的實例很多，遍布在工博會會場的各個角落，例如：
通過在產品中嵌入RFID芯片或傳感器，可以讓生產線在生產過程中進行產品定位，由產品向設備傳達應該如何進行下一步加工的指令，從而提高生產的靈活性。
通過使用3D打印技術，汽車企業可以生產以前出產的老汽車的維修配件，避免了重新開模的成本和復雜的制造準備過程。
使用傳感器測量機械設備中潤滑油的導電性能，從而監控潤滑油的溫度和潤滑滾動軸承的磨損，從而持續地優化生產系統。
3. 預測性維護——在設備停機前維修
預測性維護作為工業4.0的核心應用之一，從一開始就得到了廣泛的重視。近年來在每一屆漢諾威工博會上，都會有大量的預測性維護的產品和方案的展示。越來越多的企業已經開始意識到，通過使用預測性維護技術，可以為企業帶來真正的成本節省。在工博會現場，將會看到很多這方面的例子：
一個開發工具包的例子，用它來搜集來自家電、鋼鐵等行業的生產線的數據進行診斷，其目標是提高10%的生產率。
在遠程控制桌面軟件的基礎上向物聯網遷移，以支持智能建筑、零售和農業設備中的預測性維護。
在城市交通軌道列車安裝板卡，將傳感器、芯片和算法集成在一起，對預期磨損和可能缺陷進行預測。
對電梯提供預測性維護服務，精確地監控電梯的運行速度、容量、關門情況，并在云端對數據進行分析。
在進行預測性維護的時候，將現場工人的模糊性的語言描述也納入到算法中，從而提高預測質量。
不得不提的是，盡管預測性維護一直以來都是漢諾威工博會的常客，但是根據一項調查，在德語國家里，雖然有76%的企業已經可以通過傳感器進行數據采集，但只有20%左右的企業正在使用這項技術。造成這一現象的主要原因，還是因為目前的預測性維護方案大多只針對某一種設備。
作為企業來說，在一條生產線上有大量的不同設備。如果為每一類設備采用不同的預測性維護方案，對于企業來說將會煩不勝煩。那么，在市場上是否有較為通用的預測性維護的系統呢?觀眾不妨帶著這個問題在現場尋找一下。
4. Cobots——新一代的人機協同
目前在德國的制造部門，每1萬名員工就會部署290多臺多功能機器人。預計在未來的一段時間，這個數字還會增加。這些機器人不是在替換工人，而是更多地成為他們的“同事”，與他們一起攜手合作——即所謂的“Cobot”而不是“Robot”。
在本次漢諾威工博會上，將會看到大量的這類展示，體現出很多特點，例如：
互動和靈活：與傳統的工業機器人需要在物理隔離的區域甚至籠子里執行工作不同，今天的Cobot大量使用傳感器技術，可以觀察工人的位置和動作，在近距離與工人交互式接觸工作。
可以完成具有挑戰性的任務：與傳統的智能完成一些笨拙費力的工作的工業機器人不同，今天的Cobot可以獨立工作，甚至可以完成十分復雜的任務，讓工人可以從單調和身體緊張的工作狀態中解放出來。
安全第一的原則：Cobot從設計到運行都遵循了很大限度降低工人受傷風險的原則。工人既可以直接引導機器人對其進行控制，也可以放心地與機器人肩并肩工作。即便因為工人意外移動造成被機器人手臂打中，其力量也不會造成嚴重的傷害。
5. 數字化雙胞胎——“一生一世”的映射
近兩年來，大量的產品從設計階段開始就已經有了虛擬化的三維模型。在使用階段，還會不斷地通過傳感器來采集數據。這樣，制造企業不但可以在使用階段進行性能監控和故障診斷，甚至還可以為開發階段檢測到設計缺陷。
在本次工博會上，會有大量的廠商將自己的產品和方案冠以數字化雙胞胎的名義進行展示。例如：
對設備運行進行數據監控的例子，如船舶、航空引擎;
使用虛擬現實技術對設計內容進行3D再現的例子，如用VR眼鏡幫助設計、檢測、維修;
對港口的船只的運動和泊位進行記錄，以加快報關進程的例子;
對港口機器人與人之間進行交互和協作的過程建立模型的例子;
對工廠進行3D建模，仿真工廠運行的例子;
在橋梁上安裝傳感器進行負載、變形和振動監控的例子;
以上這些例子還有很多。給人一種感覺，似乎只要是通過傳感器采集了物理對象的數據并加以利用，就可以稱之為數字化雙胞胎，使得這個概念有被“濫用”的趨勢。無奈的是，盡管數字化雙胞胎這個概念已經出現了十幾年，但并沒有嚴格的技術標準和規范來嚴格界定它的具體功能，它似乎從一個專業詞匯，逐漸變成了一個人們喜聞樂見的大眾詞匯?，F場的觀眾們可以根據自己的認識，判斷一下哪些方案更加適合稱作數字化雙胞胎吧。
SAP展區先知道
SAP總部距離漢諾威車程約4個多小時，坐擁主場之利。從上世紀90年代開始，便成為漢諾威工博會的?？?。自從工業4.0的熱潮興起之后，SAP在漢諾威工博會上的展示內容，便開始圍繞著工業4.0相關解決方案展開。
和谷歌與亞馬遜是美國市值很大的上市公司并引領美國科技市場一樣，從事企業應用軟件的SAP也早已成為歐洲很大的上市企業，SAP的展區很自然地成為引領每一屆漢諾威工博會工業4.0發展趨勢的風向標。
SAP所展示的內容，經過這幾年的不斷積累和演進，逐漸形成了自己的鮮明特色。一般來說，SAP會在展區里展示十幾個不同的系列方案。下文將重點介紹本屆漢諾威工博會上SAP展出的其中的兩個系列。
1. 重點展示內容揭秘之一：邁向個性化、柔性化和智能化的開放式集成工廠
SAP的開放式集成工廠OIF(Open Integrated Factory)，代表了德國工業4.0在制造領域里IT系統與生產系統整合的高典范。OIF展示的是一個自治的智能化工廠的制造流程鏈，通過背后端到端整合的SAP系統，指揮制造系統的各個不同部分運轉和相互協作。整個流程開始于待生產的產品的信息錄入，通過計劃、調度、生產和物流過程，直至最后交付。
從2014年開始到今天，OIF一共發展了三個版本，它們不斷演進，每個版本側重體現出數字化工廠的不同方面的特點。
OIF的第三個版本，也是新的版本，將在本屆工博會上發布。這個版本在前兩個版本的基礎上，體現出對模塊化動態裝配的支持。也就是說，它所代表的工業4.0未來的數字化工廠，將能夠在生產過程中，根據產品的定制化要求和車間里的生產情況，動態選擇加工路徑和物流路徑，并驅動生產系統執行。實際上，這個趨勢在德國的汽車工業正在得到實現。在奧迪2030數字化工廠的藍圖中，就展示了這樣一個沒有傳動帶的動態裝配的生產過程。汽車行業自福特汽車以來，就一直采用基于傳送帶的流水線組織生產，這也是第二次工業革命的標志性技術。直到工業4.0代表的第四次工業革命，汽車行業終于將自己創造的傳送帶送進了歷史的檔案。SAP OIF的這個新版本，代表了目前德國先進的關于未來數字化工廠的理解和實踐。
從這三個版本的演進路線上，我們可以發現OIF從基本的集成功能開始，朝著個性化、柔性化和智能化的方向迅速發展的趨勢。
2. 重點展示內容揭秘之二：面向產品定制化制造企業的數字化雙胞胎網絡
在過去的2~3年里，對應數字世界和物理世界之間“虛實結合”的數字化雙胞胎概念，因為名稱的直觀和形象，得到了大量的追捧。很多企業在談到工業4.0方案的時候，言必稱數字化雙胞胎。
然而，在數字化雙胞胎的傳統概念中，它的應用主要集中在航空、航天、軍工、電廠等較為特殊的重資產行業，并且較多地偏重于三維設計數據和遠程診斷數據，通過采集真實空間里的物理資產的數據，映射出虛擬空間里的虛擬資產，并將經過分析的有用的信息反饋給真實空間。
它背后的需求，主要集中在對產品的安全和性能的考慮。由于這一領域相對特殊和狹小，并且常常涉及到國家安全，缺少商品化軟件供應商的支持，主要依靠企業通過大量內部自開發加以實現，缺乏統一的標準。
但是在實際應用中，對于這種偏產品安全和產品性能的重資產的三維仿真和遠程診斷這類的需求是比較有限的。對于大量的企業來說，產品的個性化定制和新的商業模式，是他們擁抱工業4.0的主要驅動力。這些企業更多的需求，集中對產品從概念、設計、開發、采購、生產、物流、維修、報廢的整個階段里，如何讓各個相關的企業和部門進行高速效率地協作，從而更好地響應客戶和市場的需求。為此，需要在企業和部門之間共享虛擬空間里的虛擬資產數據，需要在供應商、客戶、服務提供商之間進行業務協同。
企業所關注的數據，不僅僅是產品的三維數據或性能數據，也要包括產品在不同階段里的業務數據。因此，需要在對產品采集數據的基礎上，在各個企業和部門內建立對應的可轉換的數字化映像，讓各個部門、合作伙伴之間的協同更加順暢。此外，這些企業也不像航空、電力等企業那樣能夠負擔昂貴的自開發的實現手段，它們迫切地需要有一套商品化的、覆蓋大量跨行業共性需求，并且可以自行擴展行業特性的數字化雙胞胎系統，幫助他們迅速實現企業的戰略目標。
為此，SAP在2016年發布了資產智能網絡AIN(Asset Intelligent Network)，并在2018年漢諾威工博會上發布數字化雙胞胎網絡(Networks of Digital Twins)，將制造商和運營商在產品的不同階段的數字化映像數據真正打通。這是業內第一套支持產品全生命周期數字化雙胞胎技術的商品化軟件。
3. SAP展區的其他內容
SAP在這次的漢諾威工博會上，將會重點關注以下七大技術，它們是：物聯網、云平臺、機器學習、區塊鏈、數據智能、大數據、分析。十幾個的演示區域，將會圍繞著它們展開。
同時，在展覽現場，觀眾們還會清晰地感受到SAP與客戶和合作伙伴的密切合作和共同創新。以前文介紹的開放式集成工廠OIF為例，整個演示系統由SAP與十家硬件合作伙伴共同完成，他們是Beckhoff、Kuka、Asentics、CAB、Mettler Toledo、AtlasCopco、Proglove、EOS、Krones、Serva TS和Fujitsu，這些廠家分別提供諸如運輸系統、機器人、智能手套、AGV、3D打印等設備和技術，充分顯示了SAP系統良好的開放性和集成性。
漢諾威工博會的內容極其豐富，筆者曾經花了三整天的時間在場館中游歷，仍然感覺只能是走馬觀花。希望在本次工博會現場，能夠和更多的朋友能夠一起相聚，共同進行探討和總結，推動工業4.0在中國市場的發展!
來源：微信錦囊微課
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