在历史的长河中,工控领域经历了许多变革。回想往昔,老一辈的工控人们操控着多个单按钮开关,努力驾驭着复杂的生产流程。随着继电器的加入,虽然执行了简单的控制逻辑,但更换继电器却是一项耗时耗力的艰巨任务。当生产线复杂性超出继电器的应对能力时,PLC可编程逻辑控制器应运而生。
那个时代的PC电脑宛如庞然大物,无法适应现场操作的需求。在这样一个背景下,PLC的起源可追溯到一位名叫Morley的工程师。酩酊大醉之后,他不愿继续繁琐的工作,于是带领团队创造出了PLC,以替代数量庞大的逻辑继电器。
自PLC诞生以来,制造业中新增了一个重要的操作层级——控制层。从最初的自动化控制器Modicon084,到工业现场总线的诞生,再到工业以太网的引入,PLC在控制层的演进中发挥了核心作用。PLC的价值在于缩短上市时间,为制造商带来巨大的效益。使用PLC后,汽车制造商的新产品上市时间大幅缩短。PLC以其稳定高效的服务和对制造业产生的价值而备受青睐,而非仅仅局限于产品本身。其在中国的应用规模已超50亿。
随着时间的推移,控制层逐渐变得更加复杂,PLC的规模也日益扩大。借助操作技术(OT)的不断发展,小作坊逐渐成长为大型企业。信息传递、综合管理和决策产生变得至关重要。谈及企业管理层时,我们不得不审视信息技术(IT)引发的变革。
显然,PC的发展速度远快于PLC。回顾40多年前,IT技术的第一次浪潮带来了巨大的变革。人们开始使用PC来替代纸笔计算和口头沟通,捕捉和分析企业活动中的数据,从而开始了企业管理流程的标准化革命。从订单处理到账单支付,从计算机辅助设计到生产资料规划,都由IT产品统一处理。
20多年前,第二次IT技术浪潮席卷全球,互联网兴起使得企业与外部供应商、渠道和客户之间的集成与整合成为可能。全球供应链系统得以紧密整合,许多全球性大型企业应运而生。
我们可以看到两条截然不同的发展道路:PLC带领OT从设备层向上发展,而联网PC则带领IT从管理层向下延伸。尽管互联网飞速发展,但由于PC在控制问题处理上的复杂性,其在控制层和设备层的普及程度并不高。
至今,企业的IT和OT之间仍存在一定程度的割裂,信息集成和交互不畅通,这是大量企业面临的困扰,也是工业4.0和中国制造2025发展道路上必须解决的难题。产融战略顶层设计专家罗百辉指出,人工智能的演进速度已经达到了前所未有的高度,工业机器人和IT技术在制造业的融合将是未来的发展趋势。这种融合将以“生态融合”的形式展开,即IT与OT在制造业的演进中相互融合,你中有我,我中有你。
从硬件角度看,IT和OT的融合已经逐步发生。大多数PLC已经使用消费电子领域的微处理器。使用习惯的差异仍是最大的挑战。尽管IT标准编程模块的发展使得编程变得容易,但在某些PLC运算能力不足的场合,如机器人和CNC数控机床等,PC的优势显而易见。IT硬件在制造业中的可靠性和稳定性仍需时间验证。在这融合的过程中,可能需要十年甚至更长的时间来验证和稳固这一融合的成果。如果没有外力的推动,这种生态融合可能会缓慢推进,直到彻底相融。在这个快节奏的时代,制造业正面临着前所未有的冲击和挑战。互联网+的浪潮汹涌而至,改变了决策、销售、渠道、金融等各个环节的思维模式。如果制造业依然固守传统思维,不与时俱进,那么它将逐渐被整个链条所淘汰,成为时代的弃子。
智能硬件的普及,正以前所未有的速度渗透到制造业的每个角落,特别是产品研发和制造等环节。可穿戴设备、在线互动产品配置、3D打印等技术的广泛应用,推动了大规模产品个性化定制的趋势。借助云平台供应链整合,不同环节的企业可以实现信息共享,共同应对市场的快速变化,同时发挥各自的核心优势。
制造业面临的不只是技术变革的挑战。人力成本的优势逐渐消失,制造成本不断攀升。据美国波士顿咨询集团发布的报告《全球制造业的经济大挪移》显示,中国的制造成本已与美国相差无几。机器换人的呼声虽高,但并不能从根本上解决劳动成本问题。制造业必须寻找新的出路。
市场并不给IT与OT过多的时间进行缓慢融合。未来的场景可能令人惊叹:工业现场的变频器、控制器、执行器等设备直接连接网关,将监控信息实时上传到云端。通过手机APP,随时随地都能查看生产情况。云平台提供开放框架,企业无需开发独立APP,只需简单定制功能就能在制造业领域发布独特应用。
在这个变革的时代,制造型企业不必局限于拥有自己的工厂。它们可以专注于设计,将生产环节外包。未来的生产将趋向网络化、小微化,制造业中的服务环节逐渐从生产流程中分离出来,形成生产务业。这将彻底改变传统的生产流程、管理方式和劳资关系,并重构整个产业链。
尽管制造业的技术和资源复杂,实际操作中总会面临具体问题,目前IT与OT的融合仍停留在展示和示范阶段,但其实用价值正在逐步显现。生态融合的趋势不可逆转,这只是时间问题。在这个时代的大潮下,制造业必须拥抱变革,才能在激烈的市场竞争中立足。