自適應(yīng)數(shù)字化工廠與基于數(shù)據(jù)分析的持續(xù)優(yōu)化，能夠創(chuàng)造更大的價(jià)值。由于工廠的信息有多種來源，如供應(yīng)商、制造單元、智能裝備、產(chǎn)品、產(chǎn)線操作工人、消費(fèi)者，以及持續(xù)運(yùn)行的系統(tǒng)。此時(shí)就需要一個(gè)系統(tǒng)將這些信息進(jìn)行有機(jī)整合，并對(duì)上述來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，基于分析進(jìn)行預(yù)測(cè)與自主學(xué)習(xí)。

　　正如前文所述，一個(gè)集成、協(xié)調(diào)的，能夠通過自反饋實(shí)現(xiàn)“資產(chǎn)”優(yōu)化的執(zhí)行系統(tǒng)，可以使得自適應(yīng)數(shù)字化工廠成為可能的平臺(tái)。而這些“資產(chǎn)”包括流程判斷、預(yù)測(cè)和自主學(xué)習(xí)或機(jī)器學(xué)習(xí)模型，也包括來自系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)。

　　然而，許多問題需要解決，以確保這樣的系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。

　　1.數(shù)字化工廠的安全問題

　　自適應(yīng)數(shù)字化工廠在生產(chǎn)車間建立最優(yōu)連接以及與供應(yīng)商、物、資產(chǎn)的外部連接。自適應(yīng)過程發(fā)揮了模型與資產(chǎn)不斷改善的優(yōu)勢(shì)，但是這需要認(rèn)真考慮連接的隱私與安全問題。

　　首先是安全威脅問題。在任何網(wǎng)絡(luò)中，安全漏洞都是常見且必須要給予重視的問題。黑客尤其熱衷于竊取信息，侵入環(huán)境添加惡意軟件來控制網(wǎng)絡(luò)。在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用的未來工廠中，每個(gè)人都必須警惕上述以及傳統(tǒng)威脅對(duì)自適應(yīng)數(shù)字工廠所產(chǎn)生的影響。

　　黑客案例

　　◇ 黑客旨在遠(yuǎn)程控制聯(lián)網(wǎng)設(shè)備——要么是生產(chǎn)車間的機(jī)器，要么是制造的聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品；

　　◇ 黑客接近并操縱消費(fèi)者敏感或私人數(shù)據(jù)，對(duì)決策、業(yè)務(wù)流程或動(dòng)態(tài)案例進(jìn)行惡意操縱；

　　◇ 黑客在敏感數(shù)據(jù)中植入惡意錯(cuò)誤。機(jī)器學(xué)習(xí)和自適應(yīng)預(yù)測(cè)模型依靠正確的數(shù)據(jù)進(jìn)行積極真實(shí)的預(yù)測(cè)。事實(shí)上，任何引入模型的惡意數(shù)據(jù)都將產(chǎn)生錯(cuò)誤預(yù)測(cè)，潛在的消極甚至危險(xiǎn)的后果。

　　毫無疑問，在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用的未來工廠中，安全需要規(guī)劃在首要位置。考慮到自適應(yīng)數(shù)字化工廠的執(zhí)行，我們必須強(qiáng)調(diào)所有階段的隱私與安全問題——從底層的邊緣設(shè)備到與聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品相互作用的消費(fèi)者。

　　下面的每個(gè)過程需要認(rèn)真考慮安全問題：

　　☆ 邊緣設(shè)備：在生產(chǎn)車間的聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品與智能機(jī)器需要能夠保護(hù)來自未授權(quán)的訪問。

　　☆ 生產(chǎn)車間：我們必須解決日益增長(zhǎng)的自動(dòng)控制器和自適應(yīng)數(shù)字化工廠系統(tǒng)間的缺陷之間的矛盾。隨著可操作機(jī)器人、信息技術(shù)和企業(yè)應(yīng)用程序的連接，潛在的隱私與安全違規(guī)行為將增加。

　　☆ 云數(shù)據(jù)和控制中心：自適應(yīng)數(shù)字化工廠越來越依靠云端存儲(chǔ)產(chǎn)品與傳感器數(shù)據(jù)，也越來越依靠各種用于聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的控制元件。各種云端安全標(biāo)準(zhǔn)以及從公共云平臺(tái)到混合云平臺(tái)、私人云平臺(tái)的防護(hù)確實(shí)存在，這些標(biāo)準(zhǔn)與防護(hù)應(yīng)該被評(píng)估。

　　☆ 大數(shù)據(jù)：我們必須著重關(guān)注貫穿產(chǎn)品整個(gè)生命周期的隱私與安全數(shù)據(jù)。個(gè)人數(shù)據(jù)實(shí)體和綜合數(shù)據(jù)的授權(quán)訪問、身份驗(yàn)證以及自動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)消減的政策必須同時(shí)頒布。

　　☆ 遠(yuǎn)程控制：制造商或服務(wù)商通過軟件自動(dòng)更新與維護(hù)控制來遠(yuǎn)程控制聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。不論什么情況下，未授權(quán)訪問的檢查必須嵌入到聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的遠(yuǎn)程相互作用中。

　　2.主數(shù)據(jù)和主策略管理

　　組成自適應(yīng)數(shù)字化工廠的產(chǎn)品、部件和供應(yīng)商可能遭遇糟糕的數(shù)據(jù)質(zhì)量和不一致性，這可能導(dǎo)致缺陷甚至風(fēng)險(xiǎn)的決定。在現(xiàn)代制造業(yè)中，主數(shù)據(jù)管理至關(guān)重要。但并不是所有的主數(shù)據(jù)管理方法都能有效地保證一致性。

　　有兩種主要的主數(shù)據(jù)管理方式：

　　一種是自下而上的IT方法。通常，組織試圖通過“大爆炸”主數(shù)據(jù)項(xiàng)目、工具，甚至是優(yōu)秀的MDM中心來解決MDM問題。技術(shù)和數(shù)據(jù)的一致性是令人敬畏且重要的，包括數(shù)據(jù)清除、處理丟失數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)一致性、數(shù)據(jù)提取轉(zhuǎn)換加載和數(shù)據(jù)集成。

　　還有一種是，自上而下的數(shù)字化業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型方法。這是一個(gè)更加優(yōu)化的方法。就是把主數(shù)據(jù)管理當(dāng)做連續(xù)改善舉措中的一部分。特別地，可以通過端到端動(dòng)態(tài)案例管理方案連接、觸及并操作主數(shù)據(jù)。這種自上而下的方法優(yōu)先考慮轉(zhuǎn)型項(xiàng)目而非主數(shù)據(jù)管理改進(jìn)，并尋求業(yè)務(wù)價(jià)值與風(fēng)險(xiǎn)之間的平衡。

　　在自適應(yīng)數(shù)字化工廠中，主數(shù)據(jù)問題的解決方案被“遠(yuǎn)大構(gòu)想而從小事起步”的思想驅(qū)使。獲得快速成功，構(gòu)建或獲取必須的主數(shù)據(jù)，然后擴(kuò)展額外的包含主數(shù)據(jù)管理的轉(zhuǎn)換方法。

　　該方法的核心是網(wǎng)絡(luò)通信層，該層包裹著舊系統(tǒng)，同時(shí)使舊系統(tǒng)現(xiàn)代化，通過快速迭代提供自適應(yīng)案例管理的解決方案，該方案對(duì)數(shù)字化業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。

　　3.設(shè)備導(dǎo)向的保障

　　一切過程都要實(shí)現(xiàn)互聯(lián)設(shè)備的端到端保障。更具體地講，需要處理端到端的過程包含物、原始設(shè)備制造商、服務(wù)技術(shù)、潛在供應(yīng)商、消費(fèi)者、當(dāng)然，還有分銷商或經(jīng)銷商。

　　自適應(yīng)數(shù)字化工廠，可以使得制造業(yè)主們將獲得以下能力：

　　☆ 物聯(lián)網(wǎng)診斷：萬物將有一個(gè)隨行CPU和執(zhí)行器或?qū)⒛軌蜻B接到一個(gè)設(shè)備上。

　　☆ 運(yùn)行設(shè)備軟件的自動(dòng)更新：已制造設(shè)備（要么是邊緣設(shè)備，要么是網(wǎng)關(guān)）通常有復(fù)雜的軟件，該軟件能通過制造商遠(yuǎn)程更新。

　　☆ 從邊緣設(shè)備自動(dòng)感知和測(cè)量數(shù)據(jù)：制造商擁有從設(shè)備收集數(shù)據(jù)或提取數(shù)據(jù)進(jìn)行特定測(cè)量和分析的能力。

　　☆ 對(duì)于維護(hù)的自動(dòng)控制：設(shè)備能夠被遠(yuǎn)程控制或通過決策軟件控制。

　　☆ 物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈和零件退貨：必須取代缺陷設(shè)備的邊緣設(shè)備能在供應(yīng)鏈的任何環(huán)節(jié)被監(jiān)控。在這個(gè)方案中，一個(gè)必須被取代的缺陷器件能被監(jiān)控以證實(shí)該器件退回至供應(yīng)商或原始制造商。

　　☆ 物聯(lián)網(wǎng)修復(fù)或零件驗(yàn)證：一旦維修或替換完成，制造商會(huì)證實(shí)該次維修和對(duì)制造業(yè)管理政策和程序的承諾。

　　4.預(yù)防性維護(hù)與數(shù)字化指令性維護(hù)

　　正如我們所描述的，自適應(yīng)數(shù)字化工廠進(jìn)行順利超越了反應(yīng)性召回和維修，并且提高甚至超越精益和六西格瑪方法論。

　　精益制造商一直贊同全面生產(chǎn)維護(hù)的理念，該理念具有改善設(shè)備綜合效率的目標(biāo)。通過全面生產(chǎn)維護(hù)，諸如迅速轉(zhuǎn)換的技術(shù)被用來增加生產(chǎn)率同時(shí)降低停機(jī)時(shí)間。

　　在自適應(yīng)數(shù)字化工廠，工藝過程數(shù)字化和決策管理被用來避免設(shè)備失效的后果。該想法是在設(shè)備失效前通過替代或維修廢舊部分來阻止失效。在當(dāng)前的環(huán)境下，通過物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化維修。

　　預(yù)防性維護(hù)的到來代表了自動(dòng)化和智能化維護(hù)的數(shù)字化革命的重要里程碑。通過預(yù)防性維護(hù)，對(duì)于信息或來自萬物的事件的大數(shù)據(jù)分析被分析表明能夠用作維護(hù)。來自于追蹤操作條件，怎樣使用設(shè)備，設(shè)備是怎么出現(xiàn)故障的，傳感器的數(shù)據(jù)是可以利用的。如此能夠減少浪費(fèi)，同時(shí)創(chuàng)造一個(gè)更精益的機(jī)構(gòu)。

　　我們?cè)O(shè)想一個(gè)場(chǎng)景，一個(gè)大型農(nóng)場(chǎng)設(shè)備制造商使用新技術(shù)來幫助農(nóng)民提高農(nóng)作物產(chǎn)量。制造商有機(jī)會(huì)使用來自聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的前所未有的大量的性能數(shù)據(jù)。制造商的目的是使用數(shù)據(jù)分析來預(yù)測(cè)設(shè)備在將來什么時(shí)候需要維修。物聯(lián)網(wǎng)收集關(guān)于設(shè)備及其狀態(tài)的數(shù)據(jù)，當(dāng)達(dá)到閾值或發(fā)生異常時(shí)引發(fā)警報(bào)，為下次采取措施提供參考。

　　而另外一種是數(shù)字化指令性維護(hù)。通過利用維護(hù)過程及決策的端到端的數(shù)字化，通過指令性維護(hù)實(shí)現(xiàn)維護(hù)的變革性優(yōu)化。當(dāng)和物聯(lián)網(wǎng)配合時(shí)，指令性維護(hù)才完整。它包含以下內(nèi)容：全面的生產(chǎn)維護(hù)、自主學(xué)習(xí)和自適應(yīng)維護(hù)，以及基于歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)見性分析的模型。一個(gè)非常棒的方法是不間斷地監(jiān)測(cè)和學(xué)習(xí)來自物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的行為，同時(shí)適應(yīng)維護(hù)的先后順序。遙控設(shè)備能追蹤機(jī)器的位置、燃料消耗和利用率。分析數(shù)據(jù)來進(jìn)行最初的診斷并阻止問題的發(fā)生。最終提高運(yùn)行時(shí)間，同時(shí)增加機(jī)器和操作者的生產(chǎn)率。

　　這種維護(hù)方式，可以實(shí)現(xiàn)價(jià)值流的自動(dòng)化：自動(dòng)化的價(jià)值流整合端到端的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（物聯(lián)網(wǎng)）、供應(yīng)商、制造商、消費(fèi)者。這個(gè)價(jià)值流通過自動(dòng)化和數(shù)字化的工藝過程（該過程是完全可視化并可控制的端對(duì)端工藝過程）將用戶的設(shè)備和維護(hù)的整個(gè)生命周期綁在一起。

　　5.聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的影響

　　盡管互聯(lián)網(wǎng)上的網(wǎng)聯(lián)設(shè)備自問世以來就一直存在，但直到最近，物聯(lián)網(wǎng)才對(duì)工業(yè)尤其是制造業(yè)產(chǎn)生了重大影響。從聯(lián)網(wǎng)的家居、汽車、城市到工業(yè)，如健康、保險(xiǎn)、制造業(yè)、公共事業(yè)，網(wǎng)聯(lián)與智能設(shè)備正在改變整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。作為物聯(lián)網(wǎng)不同分支，消費(fèi)者物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)常被相互對(duì)比。

　　家居物聯(lián)是前者的典型代表，而服務(wù)于過程或離散制造業(yè)的物聯(lián)，則是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的代表。物可以是小型設(shè)備，如智能手表或監(jiān)控監(jiān)測(cè)設(shè)施，這些設(shè)施可以通過智能手機(jī)聯(lián)網(wǎng)（越來越多的智能手機(jī)自身就提供復(fù)雜的監(jiān)控功能），也可以是大型機(jī)器如渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)電設(shè)備、油氣開采設(shè)備、機(jī)器人等越來越智能化、半自主化，甚至完全自主化的設(shè)備。

　　事實(shí)上，物聯(lián)網(wǎng)對(duì)工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響非常大，美國(guó)知名咨詢公司Frost & Sullivan將物理設(shè)備整合到軟件工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的軟件系統(tǒng)中，視為提高創(chuàng)新、提升工業(yè)機(jī)器維護(hù)和操作過程的方法。這是一個(gè)新型聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng),包含物理機(jī)器、設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)和各種算法（工藝、操作和分析）——這是優(yōu)化資產(chǎn)管理和商業(yè)成果的關(guān)鍵元素的簡(jiǎn)短清單。

　　6.制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型

　　正如我們所看到的，數(shù)字化意味著網(wǎng)絡(luò)連接、社會(huì)協(xié)同、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算和移動(dòng)領(lǐng)域極具顛覆性的大趨勢(shì)。數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)型方面正在為數(shù)字創(chuàng)新鋪平道路，這個(gè)創(chuàng)新將改變制造業(yè)的面貌。

　　隨著數(shù)字化速度的加快，產(chǎn)品和服務(wù)的變化與迭代速度也在加快。物聯(lián)網(wǎng)正在改變整個(gè)端到端的制造價(jià)值流，向傳統(tǒng)的企業(yè)管理運(yùn)營(yíng)模式、商業(yè)模式等提出了空前的挑戰(zhàn)。

　　企業(yè)不能低估將網(wǎng)絡(luò)世界與物理聯(lián)網(wǎng)設(shè)備相結(jié)合所產(chǎn)生的影響。這些設(shè)備產(chǎn)生大量的信息，這些信息必須被挖掘、分析，并對(duì)其采取具有針對(duì)性的行動(dòng)。隨著聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的普及，IT與OT正在融合，物理世界與虛擬世界正在融合，傳統(tǒng)的制造模式將越發(fā)變得不再適用。

　　嵌入式傳感器、軟件、控制器等正在創(chuàng)建制造業(yè)與售后服務(wù)中的數(shù)字革命。在網(wǎng)絡(luò)、邊緣計(jì)算、云技術(shù)、能效管理等方面的突破正在持續(xù)降低數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)的成本。

　　物正生成比人們或應(yīng)用程序更多的數(shù)據(jù)。將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為洞見和明智的決策是有效分析的關(guān)鍵。如果一個(gè)公司應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，通過人類、企業(yè)應(yīng)用程序、供應(yīng)鏈合作伙伴以及越來越智能的事物或設(shè)備整合執(zhí)行任務(wù)，那么智能的、面向未來的決策將可以從數(shù)據(jù)分析中派生出來。

　　將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字化技術(shù)相融合的自適應(yīng)數(shù)字工廠，正以一種創(chuàng)新的模式，試圖譜寫數(shù)字化未來。

　　黃昌夏：西門子數(shù)字化工廠戰(zhàn)略與數(shù)字化高級(jí)顧問，南山工業(yè)書院研究組成員，在數(shù)字化工廠、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略、智能制造市場(chǎng)發(fā)展與生態(tài)演進(jìn)等領(lǐng)域具有獨(dú)到的見解，業(yè)界人稱黃小邪。

　　朱偉佳：專注于石油化工行業(yè)可視化解決方案的數(shù)字化從業(yè)新人。

　　林雪萍：南山工業(yè)書院發(fā)起人，北京聯(lián)訊動(dòng)力咨詢公司。