http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 20:57:10 來源:知識自動化 楊景
總的來說,當前數字製造、數字交付、工業互聯網、工業軟件等領域都處在一個瓶頸的時期。
數字化製造被寄予了厚望。而當下的最熱的問題,如數字孿生、數字交付、信息技術與運營技術融合、工業互聯網、數字化軟件和工業APPdeng,gainianshenduo。kanshangqudangxiaduijihusuoyoudewentidejiejueqianjing,doubiaodalexiangdangdexinxin。raner,jianlizhexiexinxindejichuheluojihaixuyaojinyibulunshuqingchu。benwenshituweiraozheyangdejichuheluoji,miaoshuyixiagongyeshuzihuazhuanxing,suomianlindekunhuo。
數字孿生的複雜性
從推理上看,數字孿生(或者數字化雙胞胎)問(wen)題(ti),基(ji)於(yu)模(mo)型(xing)是(shi)關(guan)鍵(jian)的(de)一(yi)步(bu)。問(wen)題(ti)是(shi),需(xu)要(yao)建(jian)模(mo)型(xing)和(he)能(neng)夠(gou)建(jian)模(mo)型(xing)是(shi)兩(liang)個(ge)不(bu)同(tong)的(de)問(wen)題(ti)。而(er)客(ke)體(ti)作(zuo)為(wei)實(shi)踐(jian)和(he)認(ren)識(shi)活(huo)動(dong)所(suo)指(zhi)向(xiang)的(de)對(dui)象(xiang),理(li)論(lun)上(shang)而(er)言(yan),人(ren)工(gong)客(ke)體(ti)是(shi)可(ke)以(yi)建(jian)模(mo)的(de),自(zi)然(ran)客(ke)體(ti)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)建(jian)立(li)完(wan)備(bei)的(de)模(mo)型(xing)的(de)。根(gen)據(ju)認(ren)識(shi)論(lun)對(dui)客(ke)體(ti)的(de)劃(hua)分(fen),信(xin)息(xi)係(xi)統(tong)工(gong)程(cheng)對(dui)它(ta)的(de)“對象”的性質作了嚴格的區分。人工客體是泛指那些“人造”的物體,其特征是所有的結構、部件、功(gong)能(neng)和(he)相(xiang)互(hu)關(guan)係(xi)都(dou)是(shi)事(shi)先(xian)被(bei)設(she)計(ji)的(de),因(yin)而(er)可(ke)以(yi)完(wan)備(bei)地(di)通(tong)過(guo)模(mo)型(xing)進(jin)行(xing)描(miao)述(shu)的(de),不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)人(ren)工(gong)客(ke)體(ti)又(you)是(shi)通(tong)過(guo)抽(chou)象(xiang)建(jian)立(li)類(lei)的(de)模(mo)型(xing),通(tong)過(guo)這(zhe)些(xie)類(lei)模(mo)型(xing)又(you)可(ke)以(yi)建(jian)立(li)千(qian)變(bian)萬(wan)化(hua)的(de)對(dui)象(xiang)實(shi)例(li)。小(xiao)至(zhi)水(shui)杯(bei)、手表,大至汽車、機床、飛機,都是人工客體的實例。
而er自zi然ran客ke體ti是shi天tian然ran形xing成cheng的de,它ta的de特te征zheng是shi在zai有you限xian的de空kong間jian和he時shi間jian上shang不bu可ke能neng被bei完wan備bei地di描miao述shu。自zi然ran界jie的de生sheng命ming體ti都dou是shi典dian型xing的de天tian然ran客ke體ti,他ta們men可ke以yi被bei認ren識shi,但dan是shi對dui他ta們men的de認ren識shi永yong遠yuan是shi有you限xian的de、局部的。所以為他們建立的模型並不能完備地代表客體自身,這導致天然客體的數字孿生體並不是真正“孿生”的。
同時即使客體的功能、關guan係xi和he狀zhuang態tai是shi可ke以yi建jian模mo的de,而er客ke體ti與yu周zhou邊bian環huan境jing相xiang關guan的de行xing為wei和he安an全quan保bao障zhang是shi不bu可ke能neng建jian立li完wan備bei的de模mo型xing的de。再zai者zhe,即ji便bian是shi可ke以yi建jian立li的de模mo型xing,其qi複fu雜za性xing往wang往wang是shi指zhi數shu增zeng長chang的de,往wang往wang使shi得de實shi際ji的de運yun用yong上shang無wu法fa實shi現xian。
在信息技術的曆史上,數字孿生是隨著在電信管理網、shujukushejihemianxiangduixiangkaifadengxinxixitonggongchengyingyongzhujianfazhande,henduowentixiangguanxueshulingyuheqiyedouyijingyoushenrudeyanjiu。qibenzhizhijinmeiyoudadebianhua。tupomoxinghuadebianjiehexianzhi,bixuchuxianyuanlishangdetupo。
那麼GE號稱有100萬個數字孿生,算是一種突破嗎?答案是,不算多。100萬個數字孿生,就是100萬個對象的實例。可能一個飛機發動機就可能包含了上千個對象實例。1000台發動機的實例就有100萬(wan)個(ge)。可(ke)以(yi)對(dui)比(bi)運(yun)營(ying)商(shang)的(de)基(ji)站(zhan)。中(zhong)國(guo)移(yi)動(dong)通(tong)信(xin)網(wang)絡(luo)有(you)上(shang)百(bai)萬(wan)基(ji)站(zhan),每(mei)個(ge)基(ji)站(zhan)的(de)管(guan)理(li)對(dui)象(xiang)達(da)上(shang)千(qian)個(ge),移(yi)動(dong)網(wang)管(guan)係(xi)統(tong)包(bao)含(han)的(de)基(ji)站(zhan)管(guan)理(li)對(dui)象(xiang)是(shi)以(yi)億(yi)計(ji)的(de)。移(yi)動(dong)的(de)移(yi)動(dong)的(de)業(ye)務(wu)管(guan)理(li)、終端管理和用戶管理的“數字孿生”都是以億計的。當然,GE的數字孿生是用於實時監控、分析和控製的,比電信管理網的事件驅動的“管理”要複雜得多。
數字化交付
數字化交付麵臨的問題是,是產品(包括零部件和工作母機)keyishixianshuzihuajiaofu,haishishengchanguochengheyunyingguochengkeyishixianshuzihuajiaofu?shilisangongyedechanpinheyunyingkeyishixianshuzihuajiaofu,haishiliuchenggongyedechanpinhuoyunyingkeyishixianshuzihuajiaofu?
數(shu)字(zi)化(hua)工(gong)廠(chang)中(zhong)的(de)數(shu)字(zi)化(hua)交(jiao)付(fu),工(gong)業(ye)產(chan)品(pin)的(de)數(shu)字(zi)化(hua)交(jiao)付(fu),製(zhi)造(zao)和(he)運(yun)營(ying)流(liu)程(cheng)的(de)數(shu)字(zi)化(hua)交(jiao)付(fu),都(dou)建(jian)立(li)在(zai)網(wang)絡(luo)和(he)軟(ruan)件(jian)平(ping)台(tai)之(zhi)上(shang),都(dou)涉(she)及(ji)到(dao)前(qian)述(shu)建(jian)模(mo)這(zhe)個(ge)根(gen)本(ben)的(de)問(wen)題(ti)。這(zhe)就(jiu)需(xu)要(yao)區(qu)分(fen)各(ge)種(zhong)數(shu)字(zi)化(hua)交(jiao)付(fu)的(de)可(ke)行(xing)性(xing),無(wu)論(lun)在(zai)理(li)論(lun)上(shang)有(you)多(duo)少(shao)關(guan)於(yu)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)、提高質量、tigongquanshengmingzhouqifuwudehaogushi。zuiguanjianjiushijianmonenggoudadaodechengdu。jutilizikekanjianzhuye。zhiguandikan,lisangongyedechanpinzuirongyishixianshuzihuajiaofu,shengchanguochengcizhi,quanshengmingzhouqiyunyingzuinan。liuchenggongyenanyulisangongye,yinweitadeshishixinghebukenideguocheng。
過去的IT技術,都是基於離散的事件驅動的模型化技術(ERP, CRM,供應鏈管理,柔性製造,網絡管理,客戶管理等)。而對於連續的大規模的過程(如流程工業的製造過程、交通和電信運營等適時控製過程)缺乏基礎的理論和技術支持。同樣,過去的OT技術基於封閉係統中連續適時的閉環控製和優化,隻能在單一的功能環境(機電產品、汽車、機床和自動化機械等)下保障係統的性能和安全。在大規模控製的環境下複雜性指數增長以致實際上不可行。
這是IT和OT技術融合中最大的障礙,也是目前二T融rong合he僅jin僅jin在zai工gong業ye場chang地di自zi動dong化hua設she備bei聯lian網wang中zhong進jin行xing一yi些xie探tan索suo。當dang前qian需xu要yao的de同tong樣yang是shi基ji礎chu理li論lun和he技ji術shu的de突tu破po。如ru果guo這zhe個ge問wen題ti沒mei有you解jie決jue,軟ruan件jian技ji術shu和he工gong業yeAPP的進展完全是表麵上的,可以看成是一些探索,沒有實質性的意義。
數字化的動力
最後一個問題是:推動工業製造數字化的動力在哪裏?這是一個商業模式的問題。無論對製造和運營業、工業互聯網、工(gong)業(ye)軟(ruan)件(jian)都(dou)是(shi)十(shi)分(fen)嚴(yan)峻(jun)的(de)挑(tiao)戰(zhan)。從(cong)國(guo)際(ji)上(shang)看(kan),至(zhi)今(jin)沒(mei)有(you)人(ren)給(gei)出(chu)一(yi)個(ge)理(li)由(you),為(wei)什(shen)麼(me)要(yao)建(jian)工(gong)業(ye)互(hu)聯(lian)網(wang)?為(wei)什(shen)麼(me)要(yao)數(shu)字(zi)化(hua)交(jiao)付(fu)?許(xu)多(duo)給(gei)出(chu)承(cheng)諾(nuo)和(he)好(hao)處(chu)的(de)單(dan)位(wei),往(wang)往(wang)也(ye)都(dou)無(wu)法(fa)用(yong)理(li)論(lun)和(he)數(shu)字(zi)保(bao)證(zheng)未(wei)來(lai)產(chan)業(ye)生(sheng)態(tai)的(de)可(ke)持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)。
那(na)麼(me),降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)和(he)減(jian)少(shao)意(yi)外(wai)損(sun)失(shi),是(shi)否(fou)是(shi)最(zui)基(ji)本(ben)的(de)動(dong)力(li)?答(da)案(an)是(shi),隻(zhi)有(you)在(zai)已(yi)經(jing)存(cun)在(zai)同(tong)質(zhi)化(hua)功(gong)能(neng)的(de)產(chan)業(ye)生(sheng)態(tai)中(zhong),這(zhe)個(ge)動(dong)力(li)才(cai)是(shi)有(you)效(xiao)的(de),但(dan)同(tong)時(shi)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)投(tou)入(ru)如(ru)何(he)回(hui)收(shou)。然(ran)而(er),對(dui)於(yu)未(wei)來(lai)的(de)產(chan)品(pin)和(he)生(sheng)產(chan)運(yun)營(ying)過(guo)程(cheng),諸(zhu)多(duo)不(bu)確(que)定(ding)因(yin)素(su),商(shang)業(ye)模(mo)式(shi)並(bing)不(bu)能(neng)得(de)到(dao)充(chong)分(fen)保(bao)障(zhang),使(shi)得(de)企(qi)業(ye)也(ye)不(bu)可(ke)能(neng)用(yong)這(zhe)個(ge)標(biao)準(zhun)去(qu)決(jue)定(ding)投(tou)資(zi)。
這zhe一yi點dian,正zheng是shi當dang今jin的de製zhi造zao業ye在zai進jin行xing數shu字zi化hua轉zhuan型xing的de時shi候hou,自zi身shen動dong力li不bu足zu的de重zhong要yao原yuan因yin。這zhe意yi味wei著zhe,數shu字zi化hua轉zhuan型xing的de產chan業ye遠yuan景jing和he商shang業ye模mo式shi的de突tu破po,是shi十shi分fen關guan鍵jian的de。
小記:數字化的瓶頸期
總的來說,當前數字製造、數字交付、工業互聯網、工業軟件等領域都處在一個瓶頸的時期。目前最需要的不是在傳統框架下修修補補,而是在理論、原理、技術和商業模式領域,都要有新的突破。正如突破聲速的時候,必須要克服音爆的衝擊,製造業數字化正處這一突破性的時刻。
作 者 楊 景:中國移動研究院原首席科學家