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在今天所有的不確定性當中,可以說,數(shù)字化轉(zhuǎn)型是確定的。擁有數(shù)字化能力已成為企業(yè)的基本功,數(shù)字化一定會全面改造所有行業(yè),企業(yè)一定要利用數(shù)字化轉(zhuǎn)型的機會來提升企業(yè)的管理、改造自己的組織、優(yōu)化自己的產(chǎn)品。“或者數(shù)字化,或者滅亡”絕非危言聳聽,是我們的必然選擇。因為“數(shù)字化”不僅僅是一種技術(shù),也是一種思維方式,涉及新型商業(yè)模式和消費模式,為企業(yè)進行組織、生產(chǎn)、貿(mào)易和創(chuàng)新提供了新的途徑,驅(qū)動企業(yè)生產(chǎn)方式、組織架構(gòu)和商業(yè)模式發(fā)生深刻變革。
工業(yè)經(jīng)濟下,企業(yè)能力體現(xiàn)在規(guī)模上;數(shù)字經(jīng)濟下,規(guī)模已不再是優(yōu)勢所在,更重要的是思維方式的轉(zhuǎn)型甚至顛覆,以及利用數(shù)字化工具來放大員工的能力的程度,并善于從“數(shù)字化”角度來分析和挖掘企業(yè)發(fā)展的新模式、新價值、新商機,從而驅(qū)動效率提升、產(chǎn)品增值、流程再造和生態(tài)構(gòu)建等。
在我最新出版的著作《智能制造的本質(zhì)》一書中明確提出智能制造的本質(zhì)就是高水平數(shù)字化技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用,其核心是:
1、產(chǎn)品本身的智能化
2、產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定義的數(shù)字化
3、產(chǎn)品研制生產(chǎn)過程的數(shù)字化
4、以及龐大的零部件供應(yīng)鏈的網(wǎng)絡(luò)化
隨著產(chǎn)品復(fù)雜度的提高、多專業(yè)的協(xié)同,企業(yè)必須用先進的數(shù)字化技術(shù)來統(tǒng)籌解決產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和多企業(yè)之間的協(xié)同問題。同時,企業(yè)應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)的重要基礎(chǔ)和核心支撐是工業(yè)軟件,工業(yè)軟件是工業(yè)化的頂級產(chǎn)物,它封裝了工業(yè)知識、建立了數(shù)據(jù)自動流動的規(guī)則體系。
工業(yè)軟件可以分為三大類:
第一類是嵌入式軟件,計算機軟硬件構(gòu)成的嵌入式系統(tǒng),塑造了機器的大腦和靈魂,讓機器變得聰明,功能可以隨時定義和調(diào)整;
第二類是產(chǎn)品研發(fā)類軟件,從產(chǎn)品的設(shè)計、工藝、試制、試驗、批生產(chǎn)到產(chǎn)品交付后的維護、維修保障,都需要大量的研發(fā)軟件;
第三類是管理和協(xié)同軟件,負責(zé)復(fù)雜工業(yè)體系及復(fù)雜產(chǎn)品研制過程中多企業(yè)之間的相互聯(lián)通、管理和協(xié)同。由此,可以分解出未來企業(yè)必須具備的四大數(shù)字化能力。
首先是產(chǎn)品的智能化能力。計算機軟硬件嵌入產(chǎn)品形成的智能產(chǎn)品,已經(jīng)是產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢。將軟件程序?qū)懭胄酒度氲疆a(chǎn)品或設(shè)備中,讓軟件成為其中的軟零件、軟裝備,以“軟件定義數(shù)據(jù)自動流動規(guī)則”的方式,根據(jù)工作場景自主決策,以精準的動作指令操控物理設(shè)備,就是現(xiàn)在我們用的各類智能化的產(chǎn)品。以我們常用的手機為例,智能手機是軟件定義的,有了基礎(chǔ)的硬件如攝像頭、麥克風(fēng)之后,我們就可以用APP軟件來定義手機的功能和性能:把手機定義為錄音機,用的就是麥克風(fēng)和相關(guān)軟硬件;把手機定義為相機,用的就是攝像頭和相關(guān)的軟硬件。因此,軟件定義產(chǎn)品就可以實現(xiàn)產(chǎn)品智能化,把常規(guī)的產(chǎn)品變成智能化的產(chǎn)品,使用簡單,可以精準獲取產(chǎn)品的運行狀態(tài),靠大量的傳感器采集運行數(shù)據(jù)實現(xiàn)狀態(tài)感知,根據(jù)這些數(shù)據(jù)進行分析和決策,反過來可以精準控制和管控,這就是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的能力之一。例如在F-22/F-35駕駛艙中用一塊大液晶屏替代了過去數(shù)百個分離的儀表、開關(guān)和顯示燈,以交互性良好的動態(tài)折疊菜單替代了成百上千個物理按鍵。每一架F-35 戰(zhàn)斗機都搭載使用高速網(wǎng)絡(luò)連接的幾十臺超級計算機,內(nèi)有數(shù)千萬行軟件代碼,是典型的“飛行計算機”。
數(shù)字化企業(yè)必須具備的第二大能力是產(chǎn)品數(shù)字化定義的能力。何謂數(shù)字化定義能力?我們把產(chǎn)品分解開來,可以發(fā)現(xiàn)復(fù)雜產(chǎn)品有很多機械結(jié)構(gòu)零件,也有很多電氣、電子系統(tǒng),還有光學(xué)、聲學(xué)系統(tǒng)等,每個零件的設(shè)計都采用數(shù)字化的方法,定義出數(shù)字化的三維模型,有了模型,可以分析它的靜力、動力、強度等特性,把這些虛擬的模型裝配在一起,就形成了數(shù)字化的產(chǎn)品模型,也就是數(shù)字樣機,英文就是DMU(Digital Mock-Up),這就是產(chǎn)品的數(shù)字化定義能力。
產(chǎn)品的數(shù)字化定義是一個設(shè)計過程,每個零件和元器件都采用三維數(shù)字化定義后,我們就能夠根據(jù)零件、部件、組件以及整機的三維數(shù)字化定義的模型進行工藝設(shè)計,然后指導(dǎo)生產(chǎn)和試驗,從而指導(dǎo)整個研制過程,這就是數(shù)字化企業(yè)必須具備的第三大能力:產(chǎn)品研制過程數(shù)字化的能力。有了CAD/CAE/CAM/CAPP等工業(yè)軟件,我們的產(chǎn)品研制過程就可以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化,進而實現(xiàn)智能化,既加快研制進度,也降低成本,同時提高質(zhì)量。產(chǎn)品的數(shù)字化定義能力是產(chǎn)品的源頭,有了數(shù)字模型之后,把數(shù)字模型一直沿用到整個產(chǎn)品的研制過程,設(shè)計、工藝、試制、試驗、批生產(chǎn)和維修,這就是產(chǎn)品研制過程的數(shù)字化。
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上述講到的數(shù)字化模型是虛擬模型,虛擬模型可以在網(wǎng)上流轉(zhuǎn)、傳遞。由多個企業(yè)協(xié)同研制的復(fù)雜產(chǎn)品,企業(yè)就需要具備第四個數(shù)字化能力:管理和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同能力。多企業(yè)的管理和協(xié)同需要大量的管理和協(xié)同軟件,企業(yè)之間的協(xié)同還需要有高速的通訊網(wǎng)絡(luò),以前的網(wǎng)絡(luò)是有線的,現(xiàn)在隨著無線通訊水平的快速提升,5G的應(yīng)用會越來越廣泛。因此未來企業(yè)的數(shù)字化能力,實際上基礎(chǔ)架構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)管理和協(xié)同能力。
波音777數(shù)字模型
波音公司在20世紀90年代初,在波音777產(chǎn)品研制中就采用了大協(xié)作生產(chǎn)組織模式,以降低成本和縮短研制周期為目標,建立了一個完整的基于產(chǎn)品數(shù)字化定義的制造工程系統(tǒng),使波音777的13250個零部件能由分布在北美洲、歐洲、亞洲和大洋洲的13個國家的545個工廠生產(chǎn),并能很好地裝配起來,使波音777按時飛上藍天,投入到航空市場。波音777共裝有1800多套計算機系統(tǒng),包括集成的飛機信息管理系統(tǒng)、先進的三軸電傳飛行控制系統(tǒng)、首次裝備的增強型地面碰撞(臨近)警告系統(tǒng)、地面機動照相系統(tǒng)等;
在波音777產(chǎn)品的研制過程中采用的技術(shù)有:
三維數(shù)字化建模,全面采用三維數(shù)字化技術(shù)、100%三維數(shù)字化產(chǎn)品定義、并將300萬個零部件的信息存入數(shù)據(jù)庫;
數(shù)字化預(yù)裝配,目的是為了大幅減少飛機研制過程中的設(shè)計錯誤、更改和返工,在產(chǎn)品數(shù)據(jù)集發(fā)放之前,盡量做好產(chǎn)品數(shù)字化模型的計算機裝配仿真模擬工作,確保各構(gòu)件之間有著良好的配合。
波音777數(shù)字化研制技術(shù)的直接效益包括:
3000個以上的裝配界面取消了實物樣件;
減少了90%的工程更改(由6000處減少到600處);工程更改的周期縮短了一半;
物料的返工減少了90%;機身的裝配精度提高了50倍。
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綜上,數(shù)字化企業(yè)必須具備的四大能力:
1.產(chǎn)品的智能化能力,把計算機軟硬件配合在一起,嵌入到產(chǎn)品內(nèi),提升傳統(tǒng)產(chǎn)品的水平和能力,這是產(chǎn)品本身內(nèi)部的能力;
2.產(chǎn)品的數(shù)字化定義能力,即產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計能力;
3.有了數(shù)字化設(shè)計的模型,將模型延伸到產(chǎn)品的研制過程,就形成了第三大能力,產(chǎn)品研制過程數(shù)字化的能力;
4.最后,為了能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)字化定義能力和產(chǎn)品研制過程數(shù)字化的能力,就必須掌握管理協(xié)同和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同能力。