Archive for 2018年6月29日

数字孪生体(Digital Twin)是谁提出的?

      工业互联网的基础模型和技术依托于数字孪生体(Digital Twin),虽然这个概念产生于军事领域,但很快得到了领先工业企业的认同,并投入大量资源进行研究,其中,美国通用电气和德国西门子最为积极。不过,由于这个概念比较新颖,同行业人士了解的不多,有必要通过追根溯源的方式做一个介绍。

      从可以找到的书面证据来看,2011年3月美国空军研究实验室(AFRL,Air Force Research Laboratory)做的一次演讲,明确提到了数字孪生体,是最早的提出机构。

数字孪生体概念的提出及发展

      据有限的资料显示,美国国家航空航天局(NASA,National Aeronautics and Space Administration)也在同期开始关注数字孪生体,但后续对数字孪生体体系的构建贡献并不多,反而是美国国防部立刻意识到数字孪生体是颇具价值的工程工具,值得全面研发。与此同时,美国通用电气在为美国国防部提供F-35联合攻击机解决方案的时候,也发现数字孪生体是工业数字化过程中的有效工程工具,并开始利用数字孪生体去构建工业互联网体系。

      在2015年,工业4.0研究院已经对德国工业4.0有了非常深入的研究,开始发现信息物理系统(CPS,Cyber-Physical Systems)不如美国工业互联网联盟(IIC,Industrial Internet Consortium)采用的数字孪生体有效,为了加深对数字孪生体的理解,工业4.0研究院启动了“数字孪生体概念及历史”(Concept and Origins of Digital Twin)的研究课题。

      与国内初步接触数字孪生体的行业人士一样,工业4.0研究院首先接触到的是美国研究教授(Research Professor)Michael W. Grieves在2014年撰写的Digital Twin: Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication,虽然Grieves强调这是一份白皮书,但实际上只有6页多的正文文字,总计字数约为3000英文单词。工业4.0研究院还发现,Grieves在2008年也发布了Product Specification Management (PSM): Enabling Manufacturing Quality,同样把这份正文内容只有4页多的文章称为“白皮书”(Whitepaper)。

Michael W Grieves

      在Digital Twin: Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication这篇文章中,Grieves明确指出,他在2003年密歇根的高管培训上提出了(was introduced)物理产品的数字等同体或数字孪生体概念。这个声明被国内一些专家认为是Grieves首先提出数字孪生体概念的证据。

      可是,在2014年发布的文章中,“追溯”自己10多年前就有此想法恐怕难以让人认同,如果还毫无书面证据称自己是概念提出者,就更难具有说服力了。

      事实上,如果我们多花一些时间去看看Grieves写的其他文章,例如,Digital Twin: Mitigating Unpredictable, Undesirable Emergent Behavior in Complex Systems,在这篇文章中,Grieves似乎不太强调自己是提出者(introducer),他开始谨慎的提出数字孪生体的概念可以追溯到(dates back)自己2002年在密歇根大学PLM中心对产业界做的一次演讲。

      虽然工业4.0研究院项目组阅读了几乎所有可以找到的数字孪生体文章、报告及演讲资料,但都没有发现有确凿的证据可以表明Grieves首先提出数字孪生体概念。即便是Grieves的友好单位美国国家航空航天局,在提到数字孪生体的时候,也没有提及是Grieves首次提出该概念。

      对于数字孪生体概念的提出,工业4.0研究院项目组找到了一份2011年3月的演讲资料,其题目就是Condition-based Maintenance Plus Structural Integrity (CBM+SI) & the Airframe Digital Twin,演讲人是Pamela A. Kobryn和Eric J. Tuegel,他们就职于美国空军研究实验室结构力学部门(Structural Mechanics Branch)。

美国空军研究实验室应用的CBM+

      从演讲资料可以看出,美国空军研究实验室希望利用数字孪生体这个概念来解决战斗机机体(Airframe)的维护问题,这也是当时美国国防部正在进行的一个项目——基于状态的维护+(CBM+,Condition-based Maintenance Plus),而美国空军研究实验室希望实现飞机的维护可以数字化,数字孪生体被寄予达到该目的的创新工具。

      至此,对于谁首先提出数字孪生体这个概念,应该有基本的判定,目前没有任何书面证据显示Grieves提出了数字孪生体这个概念,而且,正式对外公开的资料显示,美国空军研究实验室在2011年3月提出了数字孪生体这个概念。

      在与国内外一些专家交流数字孪生体这个概念起源这个问题时,工业4.0研究院发现即便按照Grieves勉强称自己是发现数字孪生体的基本作用,也是难以得到支持的。

      一直以来,Grieves主要围绕产品生命周期(PLM,Product Lifecycle Management)在做一些工作,但从他各种研究成果来看,他主要强调的是通过数字化来实现可视化,这一点跟海尔强调的透明工厂如出一辙。毫无疑问,利用数字化实现管理现场的透明化,或者实现产品生命周期的透明化,是有意义的,但不是数字孪生体的全部。

      对比美国国防部利用数字孪生体的情况,它首先对应的就是基于状态的维护+(CBM+),这就是说,美国国防部把数字孪生体看成降低维护成本、提高维护效果的工具,这跟后来美国通用电气的资产性能管理(APM,Assets Performance Management)是一致的。

      由此可见,国内一些专家强调数字孪生体的仿真功能,是与其产生初期的核心价值不同的,简单把数字孪生体理解为建模、仿真甚至于CAD等,过于简单的理解数字孪生体的含义,这对于中国制造业转型升级,利用数字孪生体来实现工业互联网是不利的。

      希望通过本文的介绍,可以帮助行业人士更好理解数字孪生体的渊源、历史和价值,从而进一步推动中国工业互联网创新发展。

数字孪生体高端研讨会在重庆成功召开

      2018年6月27日,由工业互联网产业联盟(AII,Alliance of Industrial Internet)主办,翼络工业互联网(重庆)有限公司承办,重庆江北区经信委支持举办的“数字孪生体引领工业互联网创新发展”高端研讨会在重庆市江北区政府行政会议大楼举行,来自省内外近百人参加了会议。

      由于工业互联网是制造大国和互联网大国的最佳结合,它已经成为了中国制造转型升级的主要抓手,这次高端研讨会吸引了来自工信部信通院、工业4.0研究院、中科院微电子所、SAP和中国电子等知名单位的专家参与并做了主题分享,得到了与会人员的热烈欢迎。

第九十九期工业互联网沙龙会场

      在研讨会召开前,重庆市江北区经信委主任张勇接待了与会专家,并表示希望来自国家顶级的专家参与重庆正在推进的大数据智能化建设工作,与会专家与经信委领导进行了亲切的交谈,同时也对重庆正在发生的翻天覆地的变化表示赞赏。

重庆市江北区经信委主任张勇接待与会专家

      本次高端研讨会是工业互联网沙龙第九十九期,翼络工业互联网公司立足重庆,希望通过工业互联网沙龙,引入国内外高端资源,帮助重庆建设创新的工业互联网生态,探索我国制造业高质量转型发展的重庆模式。

重庆市江北区经信委张主任发表了热情洋溢的致辞

      “数字孪生体引领工业互联网创新发展”高端研讨会正式分享之前,重庆市江北区经信委张主任发表了热情洋溢的致辞,他表示,“互联网、大数据、传感技术等人工智能技术的发展与应用,不仅改变着我们的生活,更提供了新时代社会发展的高效便捷。”

      接下来,来自工信部信通院、工业4.0研究院、中科院微电子所、SAP和中国电子的专家对工业互联网、数字孪生体、大数据和MBSE等主题做了演讲。

工信部信通院两化融合与智能制造研究部高级工程师蒋昕昊

      首先,来自工信部信通院两化融合与智能制造研究部高级工程师蒋昕昊介绍了工业互联网产业联盟的相关情况,对于正在推动的数字孪生体主题,工业互联网产业联盟也将在北京、上海以及重庆进行部署,立足于满足工业互联网的创新发展。

工业4.0研究院胡权院长

      工业4.0研究院胡权院长就“数字孪生体的历史与发展意义”做了追根溯源的介绍,同时,结合到生产性服务和制造业服务化的辨析,指出了企业家可以以“轻资产”的方式,实现制造业服务化,从而构建面向未来的工业互联网新商业模式。

中科院微电子所智能制造研究中心陈曙东主任

      中科院微电子所智能制造研究中心陈曙东主任结合到过去近10年开展的无锡物联网基地、工业互联网大数据、人工智能和开源项目等工作,展现了中科院面向科学探索和项目落地,做出的杰出成就。

SAP大中华区副总裁,首席数字官(CDO,Chief Digital Officer)彭俊松

      由于数字孪生体涉及到模拟和仿真软件的开发,来自SAP大中华区副总裁,首席数字官(CDO,Chief Digital Officer)彭俊松介绍了德国企业SAP在数字孪生体的商业化方面做的一些工作,凸显了企业追求务实发展的思路。

中国电子系统技术有限公司的技术总监史猛

      最后,来自中国电子系统技术有限公司的技术总监史猛针对自己的开发及工程实际,对基于模型的系统工程(MBSE,Model-Based Systems Engineering)进行了剖析,他所揭示的技术细节,引起了与会的一些极客深度关注。

第九十九期工业互联网沙龙部分嘉宾合影

      在所有专家主题分享演讲完成之后,大家抓紧机会与专家进行交流,就具体的问题进行询问,同时,部分企业家也与专家交换联系方式,希望可以就工业互联网和数字孪生体相关技术的应用进行业务上的合作,以实现共赢发展的目的。

重庆工业互联网当前机遇在轻资产模式

      2018年6月19日,由翼络工业互联网(重庆)有限公司承办的“工业互联网沙龙第98期”再次迎来了20多位参会嘉宾。本次工业互联网沙龙的题目是“富士康上市对重庆工业互联网的启示”,借助刚刚上市不久的工业富联,探讨在重庆切入工业互联网的方法。

      这次工业互联网沙龙由工业4.0研究院胡权院长主讲,他明确指出,由于生产现场的改造周期较长,创新速度较慢,对于投资较少的创业企业,应该把轻资产模式作为重点。

工业互联网沙龙第98期讨论场景

      胡权院长首先对富士康工业互联网公司转型工业互联网的三个阶段进行了介绍,强调富士康结合到自己的实际情况,着手的是工厂内部的核心问题,然后再扩展到为行业企业转型提供服务的逻辑。

      然后,基于工业互联网产业联盟(AII,Alliance of Industrial Internet)构建的“互联网+先进制造业=工业互联网”逻辑,胡院长深入剖析了重庆本地蕴含的商机和机遇。

      最后,胡院长结合到了海尔的COSMOPlat平台、海智在线、华源创世、领工云以及航天云网,进行了点对点的案例分析,给与会的创业团队指引了一个创业风口。

工业互联网沙龙第98期合影

      在分享之后的互动环节,一些创业项目发起人就重庆本地的商业环境,推动工业互联网的重点等问题进行了专业化的交流。颇让大家感到惊奇的是,前一段时间颇受关注的明匠智能,也有离职员工进行创业,他们分享了智能制造和工业互联网领域的创业思路,让与会人员感到受益匪浅。

      这次参加工业互联网沙龙的企业嘉宾有长安工业机械动力工程公司、长沙啄鸟网络科技有限公司和重庆泊津科技有限公司等企业家及高层管理人员。同时,一些已经进入工业互联网创业领域的团队也参加了沙龙,他们借此了解了在重庆开展工业互联网的基本方法。

      工业互联网沙龙的主办方负责人表示,随着我国工业互联网战略持续推进,主办单位将继续秉承精简、开放和务实三大理念,通过多种形式的工业互联网主题沙龙,帮助重庆本地的创业创新企业更新观念,提升创新能力。

The Road Ahead to Industrie 4.0 for SME

      In 1995, Bill Gates wrote a book called THE ROAD AHEAD, which summarized the implications of the personal computing revolution and described a future profoundly changed by the arrival of a global information superhighway. And it happened in the past 20 years.

      Almost 18 years later, Germany introduced Industrie 4.0,  which emerged as future project in Germany. Industrie 4.0 is the concept of the Fourth Industrial Revolution, and it could follow some principles such as technological/financial cycle.

      During the one-day course on Industrie 4.0, we would introduce the following key points:

  • Industrie 4.0 is a technological revolution, and it could lead us to a smart and networked industrial world.
  • In industrial world, it has three trends: vertical integration, end-to-end connection and horizontal ecosystem.
  • At the era of Industrie 4.0, the traditional manufacturing systems could be transformed and even revolutionized.
  • For SMEs, the critical impact from Industrie 4.0 is business model innovation and disruption.

      With the introduction of Industrie 4.0, we would present some case studies that have been happening in China, Germany, United States etc..

      SECTION 1: INTRODUCTION TO INDUSTRIE 4.0

      Industrie 4.0 was coined by German, and it used industrial cycle theory to define the Fourth Industrial Revolution, which follows Industrie 1.0, 2.0, and 3.0.

      According to the technological revolution history and knowledge, Industrie 4.0 has 4 phases, which is Paradigm Configuration, Infrastructure Phase, Market Innovation and Market Maturity.

The Lifecycle of Technological Revolutions

      For example, before e-commerce became a mature market, the government or some companies had to build the infrastructure for e-commerce to develop, such as e-payment systems and cheap logistics systems.

      China Academy of Industrie 4.0 found two key features for Industrie 4.0. One is Industrial Intelligence, which could help manufactures use Artificial Intelligence in the workplace. The other is Industrial Internet, which could connect all the facilities and products in the world.

      SECTION 2: THREE TRENDS AHEAD FOR SME

      If we analyze the industrial value networks, we could find three trends- vertical integration, end-to-end connection and horizontal ecosystem.

      TREND 1: VERTICAL INTEGRATION

      The setting for vertical integration is the factory. In tomorrow’s smart factories, manufacturing structures will not be fixed and predefined. Instead, a set of IT configuration rules will be defined that can be used on a case-by-case basis to automatically build a specific structure (topology) for every situation.

Vertical Integration

      China Academy of Industrie 4.0 considered vertical integration is the foundation for business innovation and other complex manufacturing systems.

      TREND 2: END-TO-END CONNECTION

      The appropriate IT systems should be deployed in order to provide end-to-end support to the entire value chain, from product development to manufacturing system engineering, production and service.

End-to-End Connection

      For the e-commerce companies or B2Cs, they could focus on end-to-end connection. Actually in China, some internet companies tried to apply C2M(Customer to Manufactory), in order to find new opportunities in e-commerce field.

      TREND 3: HORIZONTAL ECOSYSTEM

      If your company wants to disrupt the some niche market or invent some new market, horizontal ecosystem could be the choice.

Horizontal Ecosystem

      SECTION 3: OPPORTUNITIES AHEAD FOR SME

      From the observation around the world, there are two types of opportunities for SMEs.

      First of all, if the industrial world is transforming to Industrie 4.0, the physical and digital suppliers are needed. These companies that can help manufactures improve their manufacturing systems could make money.

      The second opportunity is to apply the advanced technologies in the workplace and value chain(if you have control in the value chain). For example, Apple, Tesla, Xiaomi, Huawei and Haier tried to use the CPS(Cyber-Physical Systems) technologies in their own factories, and have gained a lot in efficiency and effectiveness.

      SECTION 4: BUSINESS MODEL INNOVATION

      For a SME company, we suggest it to transform its business model using digital technologies, such as Digital Twin, Industrial Internet and Artificial Intelligence etc..

      There are three choices on business model innovation, but they are all data-oriented.

      Choice 1: Focus on the workplace

      Try to solve the workplace/factory problems, using CPS. Its goal is to transform the traditional factories to smart factories.

      Choice 2: Focus on value chain innovation

      It’s a good choice for e-commerce SME. For example, Alibaba is working on it in China. But it’s different from the pure e-commerce opportunity, and SMEs can have the opportunity to transform the traditional e-commerce.

      Choice 3: Focus on technological innovation

      The third opportunity is data platform or other businesses. From the evolution of Industrie 4.0, there could be some new types of businesses different from the traditional incumbents such as Siemens, GE, and others.

      * 说明:本培训课程是针对海外或需要英文授课的场景。可以联系:yuewd(#)innobase.cn

重庆工业互联网大机遇研讨会胜利召开

      2018年6月8日下午,由工业4.0研究院主办,翼络工业互联网公司承办的“迎接重庆工业互联网发展大机遇”研讨会在重庆江北嘴金融城举办。来自二十多家单位的领导和专家参与了研讨会,倾听了工业4.0研究院胡权院长做的《迎接重庆工业互联网发展大机遇》的演讲,并进行了热烈的讨论。

      这次活动是由工业4.0研究院2016年发起的工业互联网沙龙(原为工业4.0研讨会)系列的一部分,首次在重庆举办。据承办方翼络工业互联网公司的负责人介绍,本次举办的工业互联网沙龙已经是第九十七期,同时也是在重庆举办的第一期。

重庆工业互联网沙龙会议现场

      重庆工业互联网沙龙具有三个方面的特点:精简、开放和务实。

      首先,与国内不少研讨会动辄上百人的规模不同,重庆工业互联网沙龙通常保持在20人以下,以保证沟通的私密性和深度。由于规模较小,所有参与的人员都有机会跟主讲嘉宾有互动交流的机会,这样可以达到更好的沟通效果。

      其次,重庆工业互联网沙龙强调开放性,这与不少企业会销或赞助等模式迥然不同,由于有了具体的企业进行赞助,很难保证其包容性(inclusive),通过开放性原则的实施,可以融百家之长,让不同的观念和想法进行碰撞,促进重庆工业互联网生态的有机发展。

      最后,研讨会或沙龙虽然是思想交流的地方,但由于规模较小,参与者有充分的机会进行沟通与互动,较容易就具体的事情达成共识,甚至于建立合作关系,这可以延展沙龙的创新推进价值。

      本次研讨会参与人员比较广泛,有来自巴南区经信委、北碚区经信委等政府机构的领导,也有来自国投创新投资管理有限公司、重庆科技风险投资有限公司和东方园林投资等的投资管理人员,还有来自咨询公司、系统集成商、制造企业、工业互联网平台等行业专家。

迎接重庆工业互联网发展大机遇与会人员合影

      工业4.0研究院胡权院长对工业互联网概念及发展规律进行了介绍,提出了生产力陷阱(Productivity Slump)是工业互联网产生的历史背景,同时,胡院长还就重庆工业互联网发展机会进行了深入介绍,主要对工业电子商务、杀手级应用(Killer App)和工业互联网操作系统等三大机遇进行了深入浅出的分析,并提出将在重庆建设人才、技术和资本三位一体的工业互联网创新生态。

      针对重庆的工业互联网人才培养,胡院长透露,在2018年下半年期间,翼络工业互联网公司将重点把工业4.0研究院的工业4.0大学在重庆落地,帮助重庆构建领先的工业互联网人才高地,为重庆经济的创新发展助力。

      长达3个小时的重庆工业互联网沙龙结束之后,与会人员在研讨会的横幅下合影留念,大家纷纷表示,对于即将举办的第二期工业互联网沙龙颇为期待,同时,大家也表示,希望通过本次沙龙活动,加强重庆产业的交流以及企业的合作,共同打造良性发展的重庆工业互联网生态。