對中國制造業(yè)，物聯(lián)網意味著什么？
作為“世界制造工廠”的中國，其制造總量早在幾年前便超過美國，成為世界最大的制造國，中國制造的200多種產品位居世界首位。即便近年來世界經濟形勢不容樂觀，但中國的制造業(yè)仍然保持穩(wěn)步增長，這背后主要得益于以下4大關鍵因素：（1）中國制造業(yè)有充足的高質量勞動力資源；（2）中國有完善的工業(yè)基礎框架和源源不斷的投資；（3）中國政府頒布了一系列激勵制造業(yè)發(fā)展的政策；（4）中國擁有活躍且龐大的國內市場。
然而，中國制造業(yè)目前也面臨著諸多挑戰(zhàn)。比如，發(fā)達國家正在轟轟烈烈地開展一場“工業(yè)復興”運動；東盟國家、印度以及拉丁美洲諸國擁有更為低廉的勞動力和資源成本。但與此同時，以工業(yè)4.0為代表的新一輪工業(yè)革命也給中國帶來了很多重要的機遇，特別是在中國制造業(yè)加速技術發(fā)展和結構升級方面。
工業(yè)4.0給中國帶來的關鍵機會點主要包括：加速從“中國制造”到“中國創(chuàng)造”的轉變；優(yōu)化產業(yè)結構，實現工業(yè)轉型升級；以及提升中國制造業(yè)的信息化、數字化和智能化水平。
物聯(lián)網中有哪些新鮮“玩意”？
物聯(lián)網本身的確沒有什么新鮮“玩意”。傳感器、互聯(lián)、M2M（機器對機器）已經使用多年，淪為老生常談了。然而新鮮的是更廉價、更快速、更易用、更好的東西。具體描述如下：
- 傳感器正變得越來越好、越來越便宜，并廣泛應用于各種新設備中。配有傳感器的機器和設備能夠收集并交互前所未有的更多信息，自動化的數據收集逐漸成為常態(tài)。
- 溝通速度大幅提升，同時用于設備和系統(tǒng)間實時數據傳輸的帶寬大幅增加。
- 一系列優(yōu)化后的標準協(xié)議（諸如OPC UA）相繼推出，使得連接成本更為低廉，也更加可靠。
- 云技術逐漸嶄露頭角，并和移動設備配合，實現了在同一網絡中，隨時隨地向不同搭檔傳遞更加透明、直觀的信息。
這一切產生的結果是：設備和系統(tǒng)間實現了前所未有的連接，所收集數據的規(guī)模也史無前例。
面對如此前所未有的連接和數據收集規(guī)模，制造行業(yè)能夠做些什么或者能夠取得那些成果？
智能、柔性生產：實現最小批量策略和低成本
在當代制造業(yè)中，智慧產品或其載體（Carriers）都有唯一標識，此標識通常在生產環(huán)節(jié)一開始的時候就存儲在載體或者產品的RFID芯片中。這樣，從一開始，產品就能夠知道其最終將會如何進一步變形，以及最終攜帶什么樣的序列號。
產品（或者更確切地說是后臺的系統(tǒng)）也知道其將會依次經歷哪些生產步驟、需要哪些生產參數，以及使用哪些NC程序。根據這些信息，產品能夠找到其正確的生產之路。在所經過的每一個工作站，產品能夠檢測現用的設備是否能夠有能力真正完成下一個生產環(huán)節(jié)，是否安裝了正確的工具，以及是否配有正確的模塊。產品還可以通過對比監(jiān)測結果和預設值來驗證上一個生產環(huán)節(jié)是否成功。
通過彼此互聯(lián)的各種設備，可以跟蹤生產中的每一個步驟；可以及時準確地了解哪些產品已經完成，植入了哪些部件，通過了哪些機器，處理過哪些流程參數（比如溫度和震動）。
這種產品生產模式實現了小批量策略（lot size）和低成本——我們常稱為單產品的規(guī)模生產。
SAP公司已經在2014舉行的兩大盛會中充分證實：物聯(lián)網以及其對智能、柔性生產的影響已經不再是一種愿景，而成為了切切實實的現實。其中2014年4月舉行的漢諾威工業(yè)博覽會被視為全球最具影響力的工業(yè)技術盛會之一，會上SAP公司高調展示了與Festo Didactic聯(lián)合創(chuàng)新的基于SAP Manufacturing Execution（SAP ME）系統(tǒng)的生產模式；另外一個盛會是2014年11月舉行的中國國際工業(yè)博覽會（被公認為中國最具影響力的國際工業(yè)品牌展之一），會上SAP公司設立了工業(yè)4.0展廳，展示了開放式集成工廠中的生產方式。
智能分析：從海量數據中挖掘“智慧”
智能設備同時為“智能分析”帶來了機遇。收集的大量數據能夠幫助我們分析、優(yōu)化制造流程，讓我們知道怎樣才能更好地組合流程配置，從而實現更高的產能和更好的質量。同時也能夠使我們了解到生產中所面臨的最具影響力的問題和挑戰(zhàn)，比如分析成本居高不下或者交付延遲的具體原因。當然，倘若我們不能具備如下的能力，這一切將會成為天方夜譚：（1）在度量體系中添加業(yè)務情景或者業(yè)務信息；（2）引入技術和業(yè)務流程相關的專門技能；（3）充分利用能夠在規(guī)定時間內通過最佳的數學和統(tǒng)計算法進行海量數據處理的高性能數據庫（比如SAP HANA）。
其中一個顯而易見的例子就是預測診斷，比如預測性維護或預測質量控制。通過分析歷史數據，我們能夠查明是哪些因素導致了機器故障或者質量問題。根據這些發(fā)現，我們能夠實時預測何時此問題會重現，從而在問題出現前提前采取維護措施或者其它糾正措施。
讓我們深究一下預測性維護這個話題。根據ConMoto的研究表明（Wertorientierte Instandhaltung，2011），歐洲在2010年全年的維護成本高達4500億歐元，其中大約700億歐元的成本是由于低效的維護手段所導致的，另外大約3000億歐元的成本可以通過改進措施來避免。傳統(tǒng)的維護方法依賴于專家的經驗知識，而且通常是基于規(guī)則和系統(tǒng)閾值的。這些方法準確度不高，而且無法與時俱進。然而到了“工業(yè)4.0”時代，超過500億的設備會彼此互聯(lián)，數據也會達到ZB級別。屆時，預測性維護將顛覆低效的維護手段，帶來實實在在的業(yè)務回報，比如提高質量、提升可視化運作、降低成本、增強可靠性。具體來說，預測性維護可以充分利用先進的機器學習（machine learning）和人工智能（artificial intelligence）手段，以確定數據模式并從數據中獲取知識。
SAP預測性維護和服務解決方案（SAP Predictive Maintenance & Service solution）基于SAP HANA平臺，充分利用IoT和M2M技術來革新現場服務和資產管理。通過部署這一解決方案，用戶能夠實時分析海量的運營數據并充分運用預測洞察能力，從而提升資產可用性和客戶滿意度。此解決方案的亮點包括：利用遠程的機器傳感器來“7×24小時”不間斷監(jiān)控設備運作狀態(tài)、提前預測機器和設備故障，以及優(yōu)化資產維護和服務能力，實現自動化運作。
作為全球最大的空壓機系統(tǒng)和咨詢服務提供商之一，Kaeser Kompressoren公司部署了SAP預測性維護和服務解決方案。通過此方案，該公司能夠實時監(jiān)控各空壓站點的關鍵參數（比如能耗、運作狀態(tài)、安全狀態(tài)以及空壓質量），檢測參數值是否在閾值范圍之內。此外，還能實現維護規(guī)劃更好地匹配維護需求，包括計劃內或計劃外需求（這些需求取決于各空壓站點特定的運營條件），比如能夠根據壓縮機這一維度對機器健康狀況進行預測。
在監(jiān)測機器運作過程中所產生的數據實現了大數據存儲�；谶@些數據，Kaeser Kompressoren 能夠進一步優(yōu)化其業(yè)務流程，并有的放矢地投入到下一代設備的研究和開發(fā)中。
SAP預測維護和服務解決方案之所以能夠走在科技的前沿是因為其計算的復雜性和規(guī)模。通過部署此解決方案，Kaeser Kompressoren能夠從空壓站點收集成千上萬的實時數據流，實現了TB水平的大數據演進能力，并能夠在日常運作中收集、分析海量數據并根據數據分析結果迅速采取相應措施。
數字對象內存：讓小產品提供更加透明的信息
在將來，小產品也能擁有數字對象內存（Digital Object Memory），這樣不僅在生產過程中，而且在整個生命周期，都能跟蹤到小產品相關的信息——我們可以很容易地識別其由哪些部件組成、經歷過哪些運輸環(huán)節(jié)、進行過哪些維修、在什么環(huán)境下存儲過。倘若將云技術運用到此場景中，將會更容易地向所有各方（包括從產品生產商到個人消費者）提供更加可視化、更加透明的信息。
以Kaeser Kompressoren為例，服務工程師可以實時分析其產品的關鍵參數而無需拜訪客戶現場，此方式加速了問題解決的速度，使得客戶相關操作更為可靠、高效。通過系統(tǒng)門戶提供的全面視圖，客服人員會變得更加積極主動、更加以客戶為導向，最終提升Kaeser Kompressoren的市場競爭力。此外，通過SAP HANA生成的空壓站點性能報告能夠傳送給客戶，客戶可以根據服務水平協(xié)議（SLA）來監(jiān)督Kaeser Kompressoren的服務表現。
開放、互聯(lián)時代下的物聯(lián)網
除了給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了巨大變化外，物聯(lián)網在其它制造領域的潛力也是不可限量的。
倘若我們擴展一下加工制造的概念范疇，想象一下建筑公司“制造”的具體施工現場，就會發(fā)現物聯(lián)網以及相關技術能夠幫助我們解決之前曾未考慮的問題。這一點在建筑業(yè)市場龐大的中國尤其重要。
比如建筑工程中普遍使用的混凝土是在工廠中生產（工廠中配備了能夠將原材料按照一定比例進行混合的各種存儲設施和設備），然后裝入攪拌車派送到目的地�？紤]到混凝土的性質，混凝土必須在規(guī)定的時間內生產，并及時送達目的地，因此大部分混凝土生產地靠近目的地。
在混凝土生產環(huán)節(jié)，建筑公司面臨的主要挑戰(zhàn)包括：（1）由于沒有對混凝土進度以及需求變化進行實時監(jiān)控，造成能源和資源浪費；（2）沒有對儲存設施和設備進行預測性維護；（3）不能有效地收集、存儲和傳遞工地（包括混凝土泵和攪拌車）的海量數據；（4）無法可靠地檢測現場潛在的風險。
建筑工地混凝土生產場所的物聯(lián)網應用
如下頁圖所示，有了物聯(lián)網，所有的機器、設施和水泥攪拌車都配有傳感器，并組成一張互聯(lián)網絡。系統(tǒng)能夠收集數據和信息流，并進行實時分析。此外，通過與SAP ERP系統(tǒng)集成，能夠快速實施相關行動，比如調整生產計劃、優(yōu)化配送路線。
在中國，這可以帶來3大好處：
- 首先，實現即時生產（Just-In Time production）。具體而言，混凝土生產計劃能夠根據建筑工地的需求變化實現動態(tài)制定。通過數據流分析，倘若發(fā)現攪拌車里的混凝土攪拌異常，系統(tǒng)會降低攪拌速率，從而導致需求變更。收到需求變更信息，混凝土廠對生產計劃進行相應調整。與此同時，配送計劃也會進行相應刷新，從而最大化地利用資源。
- 其次，實現了混凝土廠內的各種設施的能源管理，包括混凝土攪拌機、攪拌車以及攪拌站。能夠對廠內各設備的能耗水平進行可視化管理，并根據原因分析結果，提供相應的能耗改進措施。與此同時，可以優(yōu)化攪拌車的配送路線，從而降低能耗。
- 最后，實現現場安全管理。不僅可以根據專家經驗，還可以基于傳感設備采集的歷史數據制定各種安全規(guī)范。對于工地來講，傳感數據是一個更好的信息來源。與此同時，建立實時監(jiān)控系統(tǒng)，更好地指導操作員規(guī)避潛在風險。
總而言之，這些新技術可以為制造業(yè)帶來非凡的價值，包括能夠對生產計劃進行實時監(jiān)控并動態(tài)調整、減少能源和資源浪費、提高建筑行業(yè)的安全性、并通過預測性維護減少停工期等。通過智能地使用這些技術，可以顯著地提高生產效率、靈活性，并降低成本。
服務中國
在物聯(lián)網領域，SAP的愿景是提供基于SAP HANA的全面的物聯(lián)網云平臺，而不僅僅局限于提供單個的解決方案。
互聯(lián)設備產生的數據通過具備物聯(lián)網能力的SAP HANA云平臺上運行的服務進行采集。該平臺同時也提供其它能力，比如高性價比的數據存儲服務（涵蓋熱數據、冷數據、結構化數據、非結構化數據，以及大數據）和預測分析。在此平臺之上，SAP公司提供開放的云應用平臺，從而實現設備注冊、信息傳遞、事件處理、部件重用，以及設備管理等其它功能。系統(tǒng)支持SAP ERP以及非SAP應用相關的數據和流程集成功能。
SAP公司積極推動物聯(lián)網和工業(yè)4.0在中國制造業(yè)中生根發(fā)芽，比如利用預測性維護和物聯(lián)網解決方案來打造全新的建筑工地，幫助企業(yè)優(yōu)化制造流程，為企業(yè)帶來真正的價值，為此也得到了中國制造圈的廣泛認可。2014年，SAP全球研發(fā)網絡總裁、快速增長戰(zhàn)略市場總裁 Clas Neumann被授予“中國IT思想領導者”稱號，旨在表揚其在中國市場上推動工業(yè)4.0所做出的努力。正是由于Clas Neumann積極與政界、學術界和工業(yè)界的同仁們廣泛且十分有見地的交流和交談，使得工業(yè)4.0在中國市場上名聲大振。
SAP公司將在物聯(lián)網領域持續(xù)投入，并不遺余力地與中國政府、制造業(yè)以及整個合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)通力合作，從而更好地普及物聯(lián)網，并通過開發(fā)新應用推廣物聯(lián)網創(chuàng)新平臺。
