安世亚太解读制造业数字化转型的驱动力和实施框架

文章来源:网络整理作者:采集侠2020-04-22 12:43

导读:

[安世亚太解读制造业数字化转型的驱动力和实施框架

在新形势下中国制造业面临新的“危”与“机”,通过数字化转型向服务型制造转变、从工业经济向数字经济发展成为必然趋势。在此过程中,安世亚太提出和探讨了应用系统工程方法,将数字孪生体作为顶层工具,有助于将国家和地方政府、制造业企业,以及解决方案供应商等相关方目标和资源进行整合,形成数字化转型的战略和实施框架。

世界巨变和中国制造业的危与机

今年以来,世界巨变。世界经济衰退乃至引发经济危机,已逐渐成为现实,给中国制造业企业带来了巨大挑战和“危机”。

从“危”的角度看:全球供应链断裂,国际贸易保护主义抬头,逆全球化成为趋势。市场容量没有增长甚至还可能萎缩,供给产能过剩而客户却日益挑剔。质量和成本只是参与玩家的敲门砖,而拿出独特价值的产品和服务、乃至通过发掘新业态跑马圈地,成为制造业企业发展和生存的关键。

从“机”的角度看:国际国内格局正在重构,“乱世出英雄”。2008年在美国次贷危机引起的世界经济危机冲击下,我国电子商务、移动支付和现代物流等以前所未有的速度迅猛崛起,被誉为“新四大发明”。当下,中国庞大且快速增长的国内需求、门类齐全的现代工业体系、IT、DT和增材制造等数字化和制造新技术带来的新生产力,及其在商业领域结合中国国情的成功经验,都为中国制造业的转型升级和跨越式发展带来机遇。

数字经济成为驱动制造业转型的新动能

安世亚太数字孪生体研究专家丁杰介绍,市场变化使传统制造业正在向服务型制造转型,从传统的批量制造向定制化柔性制造转变,从产品制造过程向售前、售后的服务过程延伸。而售前的客户需求引导、追踪和针对性设计,以及在售后长时间服务过程中增加客户粘性和实现再销售,成为促进传统制造业实现差异化竞争、提高附加值、业务延伸和利润提升的关键。换言之,制造业正在从工业向服务业转型与结合。

生产力水平的发展对于产业经济的促进和基础设施的保障,如下图所示。云大物智链等IT使能技术的发展,以及增材制造等制造工艺领域的突破,正在推动第四次工业革命的到来,以及数字经济的发展。

“数字化的资源和信息”对于数字经济的作用,正如同石油和机械对于工业的作用,是数字经济的发动机,将数字燃料转变为产业动能。而在此过程中,同样需要数字新基建进行保障。

安世亚太解读制造业数字化转型的驱动力和实施框架

生产力水平促进基础设施保障和经济发展(源自安世亚太)

数字经济已成为国家战略,在“数字产业化”和“产业数字化”的目标导向下,如何引入数字化理念和技术赋能传统制造,则成为制造业企业获得竞争优势的关键。

近年来,国家各部委陆续发布“新基建”(国务院)、“3D打印列入十三五规划”(国务院)、“先进制造业与先进服务业深度融合”(发改委)、“制造业设计能力提升”(发改委)、“促进服务型制造发展”(工信部)、 “国家软件重大工程”(工信部)等规划和支持政策,均反映了新形势下制造业数字化转型的国家战略。

安世亚太:系统工程方法和数字孪生体工具是推动数字化转型的有力武器

制造业企业在推进数字化转型的过程中,将面临很多问题和挑战。

例如国家发展改革委高技术司司长伍浩指出:当前不少企业转型主要存在三个问题:一是转型能力不够、“不会转”,二是转型成本偏高、“不能转”,三是转型阵痛期比较长,“不敢转”。

安世亚太认为,解决的方案是“方法和工具”、“开源和生态”,以及“赋能和路径”。本文重点讨论“方法和工具”问题。系统工程是实现数字化转型的方法框架,而数字孪生体是实现数字化转型的核心关键使能技术和顶层工具。

1. 系统工程方法

系统工程最早由中国航天、导弹和自动化之父钱学森院士引入中国,钱学森院士指出:系统工程是组织管理“系统”的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法,是一种对所有“系统”都具有普遍意义的科学方法。

系统工程已广泛应用于国际国内航空航天等高端装备研制领域,实践证明对于复杂、庞大、多组织和新技术并行的大型工程具有突出的指导作用。

系统工程方法的主要特点是:

1) 把研究对象作为一个整体来分析,分析总体中各个部分之间的相互联系和相互制约关系,使总体中的各个部分相互协调配合,服从整体优化要求。在分析局部问题时,是从整体协调的需要出发,选择优化方案,综合评价系统的效果;

2) 综合运用各种科学管理的技术和方法,定性分析和定量分析相结合;

3) 对系统的外部环境和变化规律进行分析,分析它们对系统的影响,使系统适应外部环境的变化。

传统的系统工程方法以霍尔模型作为核心,提出了由时间维、逻辑维和知识维所构成的三维空间抽象结构,构成了系统工程的方法框架。

该框架的优势是适合于大型项目的组织,在特定的逻辑维度(比如数字化转型战略目标和产业经济发展客观规律)的基础上,综合考虑了知识维度(比如IT、DT、AI支撑和应用环境,从可量化描述的工程领域到难以模型和量化的社会和艺术领域),以及时间维度(多项目组织的合理路径,以及如何落地实施)之间的总体规划和相互影响要素。

除此以外,系统工程方法在具体的数字孪生体项目实施中,如何构建IT和DT系统部署以形成数字基建支撑平台,如何应用正向设计和DFAM面向增材的设计以实现产品创新等,已形成很多本领域、本专业的实例化应用。

安世亚太提出基于模型的系统工程MBSE应用于复杂装备和系统研发。MBSE的方法和流程同样也可作为指导物联网、云计算、机器学习、大数据、区块链等数字孪生体使能技术系统的部署实施和架构设计。

安世亚太解读制造业数字化转型的驱动力和实施框架

基于模型的系统工程MBSE应用于复杂装备和系统研发(源自安世亚太)

2. 数字孪生体工具

安世亚太基于对数字孪生体的研究认为,应用数字孪生体作为推进企业数字化转型的顶层工具,应用系统工程方法进行实例化,相对于其他架构或信息化规划和实施方法论,其优势在于:

1) 数字孪生体的核心在于虚拟世界和物理世界的结合,更多地关注于虚实双向互动与促进,适用于不断迭代升级的转型过程;

本文链接:http://www.soxunwang.com/kjrd/2020/0422/66511.html

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