工業(yè)價(jià)值鏈走向工業(yè)4.0時(shí)代

背景

工業(yè)數(shù)字價(jià)值鏈?zhǔn)峭ㄟ^(guò)互操作性，將各環(huán)節(jié)數(shù)字工業(yè)要素進(jìn)行整合與串聯(lián)的數(shù)字化鏈條，是提升傳統(tǒng)工業(yè)價(jià)值鏈效率的最佳途徑，而頂層標(biāo)準(zhǔn)體系的篩選與設(shè)計(jì)則是確保工業(yè)4.0互操作體系的核心內(nèi)容。

標(biāo)準(zhǔn)化之所以在德國(guó)倍受重視，原因在于它是構(gòu)建大規(guī)模分工協(xié)同體系的必備條件：以工業(yè)生產(chǎn)為例，現(xiàn)代化工業(yè)文明建立在以供應(yīng)鏈為表現(xiàn)形式的分工協(xié)同體系之上，而產(chǎn)品的模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化，則是確保供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)順暢運(yùn)轉(zhuǎn)的前提；與上述邏輯相似，當(dāng)以工業(yè)數(shù)字要素為核心的分工協(xié)同體系發(fā)展到一定規(guī)模時(shí)，數(shù)字化工業(yè)文明也會(huì)隨之產(chǎn)生。

在過(guò)去幾十年間，工業(yè)軟件在工業(yè)數(shù)字化方面已經(jīng)占據(jù)舉足輕重的作用；而在即將到來(lái)的工業(yè)4.0時(shí)代，工業(yè)軟件則被德國(guó)視為支撐工業(yè)數(shù)字化分工體系、構(gòu)建數(shù)字化工業(yè)文明的主角。這是一個(gè)漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程。

工業(yè)2.0時(shí)代的工業(yè)要素與價(jià)值鏈

工業(yè)要素泛指工業(yè)企業(yè)（離散/流程/混合/能源/基礎(chǔ)設(shè)施）在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)與服務(wù)階段的典型企業(yè)活動(dòng)；這些要素在工業(yè)2.0階段甚至于更早階段就已經(jīng)出現(xiàn)，并隨著技術(shù)的進(jìn)步，逐步演化到工業(yè)3.0，以及即將到來(lái)的工業(yè)4.0階段。

工業(yè)設(shè)計(jì)是工業(yè)生產(chǎn)的起點(diǎn)，其中涉及到產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)兩個(gè)階段；在工業(yè)2.0時(shí)代，設(shè)計(jì)主要以圖紙形式體現(xiàn)：

☆以機(jī)械生產(chǎn)為例，設(shè)計(jì)者首先需要在圖紙中完成產(chǎn)品的規(guī)格描述（如產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，組裝關(guān)系，材料等），隨后工藝工程師會(huì)根據(jù)規(guī)格，在工藝圖紙中描繪出產(chǎn)品加工的方法與過(guò)程（如機(jī)加工工藝，產(chǎn)線布局，運(yùn)輸節(jié)拍，控制電路等）；

☆電力發(fā)電（如核電）行業(yè)同樣遵循上述流程，首先科研人員需要對(duì)發(fā)電過(guò)程中的核心機(jī)理與關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行規(guī)劃（如鈾濃度/預(yù)期輸出功率等），隨后行業(yè)專家會(huì)根據(jù)工程指標(biāo)，在圖紙中描繪出發(fā)電機(jī)組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如碳棒間距，中水密度，控制電路等）。

工業(yè)生產(chǎn)是生產(chǎn)單位在接收到設(shè)計(jì)圖紙與生產(chǎn)計(jì)劃之后，進(jìn)行具體實(shí)施與執(zhí)行的階段；在工業(yè)2.0時(shí)代，生產(chǎn)方式主要以人工+機(jī)械+電子電路為代表：

☆以離散行業(yè)（如造車(chē)）為例，工人通過(guò)使用生產(chǎn)工具（如機(jī)床、起重機(jī)、扳手等），完成部件的加工與組裝，而電子電路可用于控制運(yùn)輸線，將部件運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)工位；

☆電力行業(yè)的發(fā)電系統(tǒng)主要依賴傳統(tǒng)的儀器儀表與簡(jiǎn)單的電路控制系統(tǒng)，電廠操作員通過(guò)觀察儀器儀表，對(duì)電廠的工況進(jìn)行診斷，而鍋爐的液位控制則由電路進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)（根據(jù)溫度、壓力等參數(shù)對(duì)閥門(mén)和泵進(jìn)行控制）。

工業(yè)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)涉及到生產(chǎn)計(jì)劃、供應(yīng)鏈、管理、市場(chǎng)等一系列復(fù)雜業(yè)務(wù)流程，同時(shí)這些流程與企業(yè)的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)彼此關(guān)聯(lián)；在工業(yè)2.0時(shí)代，企業(yè)經(jīng)營(yíng)的規(guī)章與流程的運(yùn)轉(zhuǎn)主要依賴于各種紙質(zhì)化的審批、訂單、票據(jù)、報(bào)表：

☆以生產(chǎn)物流為例，工人需要定期對(duì)庫(kù)存進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)，并向企業(yè)提出紙質(zhì)物料需求清單，采購(gòu)部門(mén)在匯總各工廠的需求后，會(huì)形成紙質(zhì)的采購(gòu)清單發(fā)送給供應(yīng)商；之后，供應(yīng)商會(huì)根據(jù)采購(gòu)清單進(jìn)行生產(chǎn)；

☆工廠的運(yùn)維同樣需要經(jīng)歷一系列審批流程，從工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的維修票據(jù)，到企業(yè)級(jí)的維修工單，再到維修部門(mén)的任務(wù)單，均需要完成各種冗長(zhǎng)的紙質(zhì)流程。

工業(yè)企業(yè)在設(shè)計(jì)/生產(chǎn)/經(jīng)營(yíng)過(guò)程中存在著諸多聯(lián)動(dòng)與協(xié)同關(guān)系，由這些活動(dòng)所構(gòu)成的鏈條被稱為價(jià)值鏈，下圖對(duì)企業(yè)價(jià)值鏈的部分協(xié)同關(guān)系進(jìn)行了枚舉：

☆價(jià)值鏈普遍存在于各個(gè)企業(yè)活動(dòng)環(huán)節(jié)的內(nèi)部：在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，協(xié)同主要以設(shè)計(jì)部門(mén)的圖紙互換為具體體現(xiàn)形式；在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，協(xié)同的具體體現(xiàn)形式包括工人間的動(dòng)作協(xié)同，以及由運(yùn)輸線所驅(qū)動(dòng)的上下游工位協(xié)同；在企業(yè)管理過(guò)程中，各種紙質(zhì)的審批、票據(jù)、訂單是組織與串聯(lián)企業(yè)各經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的具體體現(xiàn)形式；

☆產(chǎn)品的生命周期始于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，再經(jīng)過(guò)工藝設(shè)計(jì)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并最終形成可交付的產(chǎn)品，這一過(guò)程構(gòu)成了以產(chǎn)品為核心的生命周期價(jià)值鏈：工藝設(shè)計(jì)活動(dòng)依賴于產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門(mén)所提供的產(chǎn)品規(guī)格，作為設(shè)計(jì)依據(jù)；工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的搭建，需要以工藝設(shè)計(jì)圖紙為參考；而產(chǎn)品的組裝工作，則必須圍繞產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙而開(kāi)展；產(chǎn)品在生產(chǎn)完成之后，還需要附上產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段所提供的使用手冊(cè)，以及生產(chǎn)階段所產(chǎn)生的測(cè)試報(bào)告；

☆企業(yè)經(jīng)營(yíng)層負(fù)責(zé)對(duì)研發(fā)/生產(chǎn)/產(chǎn)品等資源進(jìn)行統(tǒng)一管理與調(diào)度，這一活動(dòng)構(gòu)成了以企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理為核心的運(yùn)營(yíng)價(jià)值鏈，這其中包括：產(chǎn)品與工藝設(shè)計(jì)階段的計(jì)劃協(xié)同與績(jī)效管理，生產(chǎn)階段的生產(chǎn)計(jì)劃協(xié)同與供應(yīng)鏈管理，以及產(chǎn)品服務(wù)階段的產(chǎn)品銷(xiāo)售與產(chǎn)品管理。

☆跨企業(yè)的價(jià)值鏈主要體現(xiàn)在企業(yè)間生產(chǎn)要素的聯(lián)動(dòng)，例如企業(yè)聯(lián)合研發(fā)期間的圖紙互換，企業(yè)經(jīng)營(yíng)與生產(chǎn)過(guò)程中的供應(yīng)鏈聯(lián)動(dòng)等。

通過(guò)歷史回顧不難發(fā)現(xiàn)，即使在工業(yè)2.0時(shí)代，其核心要素與現(xiàn)代工業(yè)與制造業(yè)相比，并未出現(xiàn)本質(zhì)的區(qū)別；但由于技術(shù)手段有限，那個(gè)時(shí)代的設(shè)計(jì)主要靠圖紙及大量的人工計(jì)算，生產(chǎn)則主要采用人工+簡(jiǎn)單控制電路等手段，而價(jià)值鏈的串聯(lián)與信息互換，主要以紙質(zhì)媒介作為信息載體，并通過(guò)電報(bào)、傳真、電話等傳統(tǒng)方式進(jìn)行傳播。

工業(yè)3.0時(shí)代的數(shù)字化工業(yè)要素與價(jià)值鏈

在工業(yè)3.0階段，隨著信息技術(shù)的進(jìn)步以及工業(yè)軟件的出現(xiàn)，工業(yè)要素?cái)?shù)字化的進(jìn)程開(kāi)始逐步加快；無(wú)論是產(chǎn)品/工藝設(shè)計(jì)，生產(chǎn)制造，產(chǎn)品服務(wù)還是企業(yè)經(jīng)營(yíng)，其產(chǎn)品/裝備/業(yè)務(wù)流程都可以通過(guò)軟件技術(shù)進(jìn)行抽象與映射，而這一變化則極大的提升了工業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)與管理的效率。

工業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的圖紙逐步被設(shè)計(jì)仿真類(lèi)的工業(yè)軟件取代，通過(guò)這些軟件，不但能夠?qū)Ξa(chǎn)品的構(gòu)造與生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真，同時(shí)還可以模擬產(chǎn)品與生產(chǎn)過(guò)程中的行為與機(jī)理：

☆以機(jī)械生產(chǎn)為例，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，可通過(guò)CAD軟件對(duì)產(chǎn)品的外觀與組裝方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，并通過(guò)力學(xué)仿真分析出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性，于此同時(shí)，部分軟件還支持智能產(chǎn)品嵌入式代碼的開(kāi)發(fā)與建模（又稱產(chǎn)品行為設(shè)計(jì)）；在生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，工藝設(shè)計(jì)師不但可以對(duì)產(chǎn)線與裝備的布局與生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行模擬，而且還可以對(duì)裝備與產(chǎn)線的行為（控制邏輯）進(jìn)行預(yù)先編程與驗(yàn)證；

☆在發(fā)電行業(yè)（如核電），科學(xué)家可借助專業(yè)軟件，對(duì)發(fā)電過(guò)程中的運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行模擬，從而驗(yàn)證設(shè)計(jì)思路的合理性；隨后行業(yè)專家會(huì)根據(jù)工程指標(biāo)，在軟件中設(shè)計(jì)出發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)（反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)，碳棒間距），并通過(guò)對(duì)運(yùn)行機(jī)理的模擬（熱力學(xué)，核反應(yīng)參數(shù)），驗(yàn)證電站結(jié)構(gòu)的可行性；同時(shí)，工藝設(shè)計(jì)人員還可以將預(yù)先編寫(xiě)好的自動(dòng)化控制邏輯，與仿真的電站模型進(jìn)行結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)虛擬調(diào)試。

圖工業(yè)3.0時(shí)代的生產(chǎn)

工業(yè)生產(chǎn)階段的生產(chǎn)方式由早期的人工+控制電路，逐漸轉(zhuǎn)換為機(jī)器+自動(dòng)化的模式：

☆以離散行業(yè)為例: 機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化產(chǎn)線、AGV等自動(dòng)化軟裝備(PLC/CNC/PAC)開(kāi)始逐漸代替人的手和腳，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工（打孔、焊接、切削等）與運(yùn)輸（搬運(yùn)、傳送等）；

☆在電力行業(yè)：鍋爐的液位，燃料的投放，電力的傳輸與配送，也由傳統(tǒng)的控制電路轉(zhuǎn)換為以DCS/APC為代表的自動(dòng)化系統(tǒng)；這些系統(tǒng)不但可通過(guò)圖形化的編程方式，簡(jiǎn)單快速的設(shè)計(jì)與改變生產(chǎn)工藝，而且還具備執(zhí)行高級(jí)的控制算法的能力（如能耗動(dòng)態(tài)優(yōu)化，安全過(guò)程控制等）。

通過(guò)信息化軟件(ERP、 SCM、 HRM等)，企業(yè)經(jīng)營(yíng)類(lèi)業(yè)務(wù)由原來(lái)的紙質(zhì)審批、單據(jù)，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化的表單與工作流，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)電腦的方式，對(duì)資源與流程進(jìn)行審批與管理，簡(jiǎn)化了繁重的管理流程，提高了管理效率。

隨著工業(yè)要素的數(shù)字化，各類(lèi)型的工業(yè)軟件逐漸開(kāi)始產(chǎn)生彼此交互，相互協(xié)同的關(guān)系，當(dāng)工業(yè)價(jià)值鏈上這些數(shù)字化要素串聯(lián)在一起時(shí)，便形成了一條完整的數(shù)字價(jià)值鏈條：

☆數(shù)字鏈條在各工業(yè)環(huán)節(jié)內(nèi)起到的串聯(lián)作用包括：在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，跨部門(mén)聯(lián)合產(chǎn)品/工藝研發(fā)時(shí)，可借助PLM軟件將各設(shè)計(jì)軟件間的數(shù)字模型（電子圖紙）進(jìn)行整合；在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，設(shè)備與設(shè)備，設(shè)備與MES系統(tǒng)間，可通過(guò)工業(yè)協(xié)議進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊與協(xié)同；企業(yè)經(jīng)營(yíng)類(lèi)軟件(ERP/SCM/HRM等)間，可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)、企業(yè)總線、微服務(wù)等接口，完成數(shù)據(jù)的互換與業(yè)務(wù)協(xié)同；

☆產(chǎn)品生命周期的數(shù)字價(jià)值鏈體現(xiàn)在設(shè)計(jì)-生產(chǎn)-產(chǎn)品各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)交互與模型互換：工藝設(shè)計(jì)軟件可集成產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型，用于進(jìn)行虛擬裝配；工藝生產(chǎn)軟件可集成產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型，用于BOM管理以及產(chǎn)品外形質(zhì)量檢測(cè)；工藝設(shè)計(jì)軟件的數(shù)字工藝模型（包括裝備結(jié)構(gòu)、控制與機(jī)理算法）可被集成到生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)中，從而使工藝模型與機(jī)理模型具備對(duì)真實(shí)物理世界進(jìn)行分析與控制的能力；在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)軟件不但能對(duì)產(chǎn)品的物理形態(tài)進(jìn)行加工與組裝，還可為數(shù)字化產(chǎn)品的芯片注入嵌入式代碼或模型；

☆以企業(yè)經(jīng)營(yíng)為核心的數(shù)字價(jià)值鏈，同樣產(chǎn)生了新的應(yīng)用場(chǎng)景：例如企業(yè)資產(chǎn)管理平臺(tái)可通過(guò)集成設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)與CAD設(shè)計(jì)圖紙，提供新型的設(shè)備增值服務(wù)（如維修、租賃、抵押）；同時(shí)企業(yè)的供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)可根據(jù)工廠的庫(kù)存信息，自動(dòng)產(chǎn)生采購(gòu)與物流計(jì)劃。

工業(yè)要素與價(jià)值鏈的數(shù)字化是工業(yè)3.0的重要標(biāo)志，而工業(yè)軟件則是對(duì)工業(yè)要素進(jìn)行數(shù)字化與價(jià)值串聯(lián)的關(guān)鍵載體；同時(shí)值得警醒的是，下一輪工業(yè)革命，實(shí)際上已經(jīng)悄悄的發(fā)生在被我們長(zhǎng)期忽略的工業(yè)軟件上，而國(guó)內(nèi)一直熱衷的“工業(yè)云、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、XX平臺(tái)”等新概念，貌似正跑在與此完全不同的賽道上，到底殊途同歸的可能性有多大，只有時(shí)間能夠檢驗(yàn)。

工業(yè)4.0互操作性與數(shù)字化價(jià)值鏈

不難發(fā)現(xiàn)，數(shù)字化價(jià)值鏈能夠極大的提升工業(yè)要素的效率；但從實(shí)際情況來(lái)看，由于工業(yè)軟件種類(lèi)與品牌眾多，且彼此間的兼容性較弱，因此導(dǎo)致企業(yè)在構(gòu)建數(shù)字化價(jià)值鏈的過(guò)程受到了嚴(yán)重阻礙。頂層標(biāo)準(zhǔn)體系的明確是確保各系統(tǒng)與軟件間實(shí)現(xiàn)互操作的前提，而如何在眾多已有標(biāo)準(zhǔn)中，梳理出聚焦的核心標(biāo)準(zhǔn)，并將它們有機(jī)的整合在一起，便是工業(yè)4.0核心工作組需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。

工業(yè)4.0在互操作性方面的頂層設(shè)計(jì)主要用于解決各工業(yè)要素環(huán)節(jié)內(nèi)部、以及跨工業(yè)要素間的互操作問(wèn)題，而這其中又分別涉及到設(shè)備、設(shè)計(jì)、管理三個(gè)分支領(lǐng)域的互操作需求。

以設(shè)備為核心的互操作性主要考慮到了以下場(chǎng)景：

☆設(shè)備間互操作：用于實(shí)現(xiàn)不同廠商設(shè)備間的橫向協(xié)同，其中包括生產(chǎn)類(lèi)裝備間的協(xié)同（機(jī)器、產(chǎn)線、儀器儀表、運(yùn)輸車(chē)等）、生產(chǎn)類(lèi)裝備（機(jī)器人、運(yùn)輸線等）與數(shù)字化產(chǎn)品的協(xié)同（貨車(chē)、無(wú)人機(jī)、冷鏈設(shè)備、微波爐）、數(shù)字化產(chǎn)品間的協(xié)同（如醫(yī)療機(jī)器人與醫(yī)療儀器、工程車(chē)輛與建筑機(jī)器人、軍用裝備間協(xié)同等）；

☆設(shè)備與設(shè)計(jì)軟件：設(shè)備（自動(dòng)化軟件）需要兼容設(shè)計(jì)軟件中輸出的工藝設(shè)計(jì)模型與機(jī)理分析模型，從而使這些工藝與機(jī)理能夠與真實(shí)世界的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合，并具備分析與控制物理世界的能力；同時(shí)設(shè)計(jì)軟件可通過(guò)與設(shè)備的實(shí)時(shí)交互，實(shí)現(xiàn)協(xié)同仿真驗(yàn)證、虛擬調(diào)試等應(yīng)用場(chǎng)景；

☆設(shè)備與管理系統(tǒng)：用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備與管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合：與MES的交互常用于產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)、生產(chǎn)調(diào)度、配方管理等場(chǎng)景；與ERP的交互可實(shí)現(xiàn)設(shè)備資產(chǎn)的遠(yuǎn)程運(yùn)維、租賃與融資抵押等增值業(yè)務(wù)。

以設(shè)計(jì)為核心的互操作性主要涉及到以下場(chǎng)景：

☆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件間互操作：涉及到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型的兼容性，例如汽車(chē)或飛機(jī)各部件的總成，需通過(guò)PLM將多個(gè)軟件的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行統(tǒng)一集成與管理；

☆機(jī)理分析軟件間互操作：涉及到各專業(yè)機(jī)理模型的兼容性，例如風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)需要將流體力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電能分析、工藝控制等模型進(jìn)行整合，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)的仿真與驗(yàn)證；

☆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與機(jī)理分析軟件：涉及到機(jī)理分析軟件對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型的兼容性，例如飛機(jī)機(jī)翼的動(dòng)力分析，需要分析軟件將機(jī)翼的結(jié)構(gòu)整合到軟件中；

☆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)軟件：涉及到工藝設(shè)計(jì)軟件對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型的兼容，例如3D打印工藝設(shè)計(jì)軟件，需具備將產(chǎn)品3D模型進(jìn)行整合的能力。

以經(jīng)營(yíng)管理為核心的互操作性主要涉及到企業(yè)內(nèi)各活動(dòng)(供應(yīng)鏈、資產(chǎn)、財(cái)務(wù)、人力、計(jì)劃)內(nèi)部信息交互與業(yè)務(wù)協(xié)同，同時(shí)這些活動(dòng)可通過(guò)與設(shè)備建立互操作關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈物聯(lián)網(wǎng)(供應(yīng)鏈)、設(shè)備資產(chǎn)管理(資產(chǎn))、設(shè)備能力租賃與抵押（資產(chǎn)+財(cái)務(wù)）、設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維（資產(chǎn)+人力）等設(shè)備增值業(yè)務(wù)。

隨著數(shù)字化技術(shù)的普及，僅提供單一數(shù)字化功能的產(chǎn)品市場(chǎng)正在趨于飽和，而如何將自身優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品，在符合經(jīng)濟(jì)性的前提下，提供整合化的復(fù)合性功能，便成為各廠商主要考慮的內(nèi)容；由于工業(yè)4.0企業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)化與互操作性方面的提前布局，相關(guān)廠商已經(jīng)具備了在成本可控的前提下（經(jīng)濟(jì)性），提供多功能復(fù)合型產(chǎn)品的能力。

以西門(mén)子（上圖）的未來(lái)研發(fā)方向?yàn)槔霾闹圃?、自主機(jī)器人、分布式能源、互聯(lián)交通這些應(yīng)用場(chǎng)景，無(wú)一例外都是將設(shè)計(jì)、設(shè)備、經(jīng)營(yíng)管理這些數(shù)字要素進(jìn)行復(fù)合使用的場(chǎng)景；而在邊緣設(shè)備&未來(lái)自動(dòng)化、仿真與數(shù)字孿生、軟件系統(tǒng)與開(kāi)發(fā)流程，便是用于快速構(gòu)建這些復(fù)合場(chǎng)景的基礎(chǔ)技術(shù)：

☆分布式能源系統(tǒng)：采用風(fēng)電與太陽(yáng)能這些清潔能源進(jìn)行發(fā)電，并儲(chǔ)存于私人的儲(chǔ)能設(shè)備中；私人儲(chǔ)能設(shè)備會(huì)自主將電能進(jìn)行掛牌銷(xiāo)售，而處于周邊區(qū)域的設(shè)備將作為電力的消費(fèi)者，完成電能的自主采購(gòu)；電力交易平臺(tái)負(fù)責(zé)根據(jù)采購(gòu)策略（如設(shè)備A可以在夜間電價(jià)便宜時(shí)充電）撮合處于買(mǎi)賣(mài)雙方的設(shè)備，并將交易結(jié)果于交易時(shí)間反饋給買(mǎi)賣(mài)雙方的設(shè)備；由于上述過(guò)程較為復(fù)雜，因此需要借助仿真軟件，對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行預(yù)先規(guī)劃與設(shè)計(jì)；

☆增材制造：通過(guò)CAD 3D建模設(shè)計(jì)產(chǎn)品的外觀，并將產(chǎn)品模型導(dǎo)入到3D打印的CAM中，完成3D加工工藝的路徑規(guī)劃；CAM生成的路徑模型再導(dǎo)入到3D打印設(shè)備的控制系統(tǒng)中，執(zhí)行相應(yīng)的打印步驟；當(dāng)?shù)谌接脩粜枰a(chǎn)自己設(shè)計(jì)的打印產(chǎn)品時(shí)，會(huì)將產(chǎn)品模型與產(chǎn)品訂單一同發(fā)送給ERP系統(tǒng)，ERP再根據(jù)訂單情況，將訂單及3D模型發(fā)送給指定的工廠或設(shè)備。

小記

在不同的工業(yè)時(shí)代，工業(yè)要素與價(jià)值鏈，會(huì)呈現(xiàn)不同的方式。而在數(shù)字化時(shí)代，工業(yè)要素將被充分激活。而互操作性，則被工業(yè)4.0工作組以標(biāo)準(zhǔn)化的形式加以規(guī)范與梳理，并將其視為未來(lái)10年間鞏固德國(guó)工業(yè)數(shù)字化產(chǎn)業(yè)既有成果的重要基石。

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工業(yè)價(jià)值鏈走向工業(yè)4.0時(shí)代