2019年，中國《政府工作報告》中提出了“智能+”，并指出，“推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造提升，圍繞推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，強化工業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)創(chuàng)新能力，促進先進制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)融合發(fā)展，加快建設(shè)制造強國。打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，拓展‘智能+’，為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級賦能。”據(jù)麥肯錫預(yù)測，到2025年，基于數(shù)字化和智能化的新一代制造給中國經(jīng)濟將帶來4500億-7800億美元的生產(chǎn)總值，而智能制造和創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展將帶動1萬億-2.18萬億的生產(chǎn)總值。毫無疑問，智能制造是全球制造業(yè)未來的發(fā)展方向，更是中國實現(xiàn)從制造“大國”蝶變制造“強國”的孵化器。

全球智能制造先進者的三大科技動力

在制造業(yè)價值鏈重組過程中如何創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)業(yè)附加值，逐漸成為企業(yè)轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略重點。傳統(tǒng)制造業(yè)的數(shù)據(jù)孤島、設(shè)備及生產(chǎn)的低自動化水平，以及將數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)化為新利潤增長點的局限性，成為企業(yè)實現(xiàn)制造轉(zhuǎn)型的瓶頸。麥肯錫在其與世界經(jīng)濟論壇共同發(fā)布的報告中表示，互聯(lián)化、自動化和智能化成為推動新工業(yè)革命范式發(fā)生轉(zhuǎn)變的主要動力[2]。

·互聯(lián)化：在離散的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間建立鏈接，通過數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，提高可預(yù)見性。越來越多制造業(yè)用戶通過互聯(lián)網(wǎng)和云計算逐步打通企業(yè)內(nèi)部、產(chǎn)業(yè)鏈上下游，乃至同行之間的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)壁壘，提高管理效率和資源優(yōu)化配置率；通過數(shù)據(jù)交互和大數(shù)據(jù)分析，驅(qū)動業(yè)務(wù)從傳統(tǒng)的規(guī)模生產(chǎn)B2M（Business to Marketing）向個性化生產(chǎn)C2M（Customer to Manufacturer）轉(zhuǎn)型；通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)智能化生產(chǎn)和服務(wù)延伸，并在精準(zhǔn)對接的基礎(chǔ)上滿足客戶個性化定制的需求。

·自動化：充分發(fā)揮設(shè)備、生產(chǎn)和業(yè)務(wù)流程的自動化能力，提高業(yè)務(wù)響應(yīng)機制，并逐步實現(xiàn)全業(yè)務(wù)流程自動化。簡單來說，就是幫助制造業(yè)實現(xiàn)精益生產(chǎn)和服務(wù)創(chuàng)新。在云計算和大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自動化設(shè)備和先進技術(shù)，提高產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化水平和生產(chǎn)的敏捷性，推動企業(yè)向服務(wù)化轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)精準(zhǔn)化生產(chǎn)、全面質(zhì)量管理、專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)和平臺化服務(wù)，提高產(chǎn)業(yè)協(xié)作創(chuàng)新能力和協(xié)作效率，優(yōu)化用戶體驗。

·智能化：通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能，與傳感技術(shù)相融合，實現(xiàn)智能預(yù)防性的服務(wù)和智能決策。簡單來說，就是幫助制造業(yè)實現(xiàn)智能化升級。以世界各行各業(yè)先進企業(yè)為先驅(qū)，借助數(shù)字“雙胞胎”實現(xiàn)人機協(xié)同和人機互助，拓展數(shù)字化工廠的互聯(lián)能力，實現(xiàn)虛擬仿真與真實生產(chǎn)的無縫銜接，打造智能工廠。

傳統(tǒng)制造業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級所面臨的挑戰(zhàn)

對于中國傳統(tǒng)的制造企業(yè)而言，互聯(lián)化、自動化、智能化同樣是助其實現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型升級的三大科技動力。然而，中國制造企業(yè)能力參差不齊，現(xiàn)狀復(fù)雜，在逐步提升制造業(yè)互聯(lián)化、自動化和智能化進程中，又普遍面臨著三大業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)：

·產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計周期長，協(xié)作創(chuàng)新能力差：在制造企業(yè)中，產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計速度往往決定著企業(yè)的市場競爭力，縮短周期、加速創(chuàng)新才能搶占先機。在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級中，為提升客戶體驗和滿足個性化需求，產(chǎn)品生產(chǎn)從傳統(tǒng)的大批量、少批次向小批量、多批次轉(zhuǎn)變，這對產(chǎn)品的個性化設(shè)計提出了更高的要求。而且，很多傳統(tǒng)制造企業(yè)的IT基礎(chǔ)設(shè)施落后，不僅會制約設(shè)計的跨界協(xié)作能力和快速迭代能力，還不利于制造業(yè)建立統(tǒng)一的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)的設(shè)計優(yōu)化與創(chuàng)新。

·生產(chǎn)運營流程亟待自動化和智能化：隨著業(yè)務(wù)量的攀升，傳統(tǒng)制造企業(yè)依仗廉價勞動力的生產(chǎn)模式的弊端日益顯露，產(chǎn)品單一、生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)業(yè)鏈上下游不互通、服務(wù)意識淺薄等方面的問題，都無法滿足用戶對個性化產(chǎn)品和高品質(zhì)服務(wù)的需求。同時，傳統(tǒng)制造企業(yè)的IT基礎(chǔ)設(shè)施，無法滿足其對數(shù)據(jù)整合和價值挖掘、生產(chǎn)的自動化和智能化流程管理，以及新技術(shù)融合與應(yīng)用的需求，這不僅阻礙了企業(yè)實現(xiàn)業(yè)務(wù)的協(xié)作創(chuàng)新，還制約了產(chǎn)業(yè)鏈實現(xiàn)整體的提質(zhì)增效和“智造”轉(zhuǎn)型。

· 服務(wù)水平和客戶體驗有待提高：隨著整個制造產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化和智能化水平不斷提升，以及智能化產(chǎn)品的差異化逐漸縮小，如何利用“產(chǎn)品+服務(wù)”新模式創(chuàng)造新利潤空間，成為提高自身競爭力的關(guān)鍵。而傳統(tǒng)制造企業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)和典型銷售渠道，成為提升用戶個性化服務(wù)體驗的瓶頸。而且，基于B2B（Business to Business）的IT基礎(chǔ)架構(gòu)，限制了用戶信息收集和基于用戶體驗的設(shè)計優(yōu)化、全球范圍內(nèi)服務(wù)水平的提高，以及服務(wù)創(chuàng)造新利潤的空間。

AWS助力制造業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)全流程智能轉(zhuǎn)型

傳統(tǒng)制造業(yè)所面臨的這三大挑戰(zhàn)，從前期的產(chǎn)品與生產(chǎn)設(shè)計，到中期的生產(chǎn)運營管理，再到后期的智能化“產(chǎn)品+服務(wù)”優(yōu)化都面臨著互聯(lián)化、自動化和智能化水平亟需提升的困擾。憑借先進的技術(shù)水平、強大的產(chǎn)品組合，以及經(jīng)濟、高效且完善的云平臺和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺，Amazon Web Services (AWS)助力不同規(guī)模的制造企業(yè)攻克在生產(chǎn)階段所面臨的多種問題，旨在實現(xiàn)全要素、全流程、全產(chǎn)業(yè)的智能轉(zhuǎn)型升級。

·產(chǎn)品與生產(chǎn)設(shè)計：借助AWS混合架構(gòu)，企業(yè)可將本地資源與云資源集成，對產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源集中整合。借助AWS高性能計算，制造企業(yè)可以解決大規(guī)模并行設(shè)計任務(wù)處理問題，以加快創(chuàng)新和新產(chǎn)品上市的速度。Amazon SageMaker使制造企業(yè)可快速構(gòu)建、訓(xùn)練和部署機器學(xué)習(xí)模型，以便針對實時或批量數(shù)據(jù)生成預(yù)測，以提升設(shè)計的智能化水平。

·智能工廠：借助AWS IoT 服務(wù)、邊緣計算、數(shù)據(jù)湖和高級分析工具，制造企業(yè)能夠?qū)S層面孤島數(shù)據(jù)進行搜集、整理、分析、可視化處理和決策輸出，從而突破其運營瓶頸。利用AWS機器學(xué)習(xí)和人工智能為制造企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備提供實時和預(yù)測分析，以減少生產(chǎn)線停機時間。利用Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) 和其他存儲服務(wù)，為制造企業(yè)提供強大的災(zāi)難恢復(fù)計劃。

·智能化“產(chǎn)品+服務(wù)”：通過AWS的IoT、數(shù)據(jù)湖、機器學(xué)習(xí)、人工智能和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等服務(wù)，幫助制造企業(yè)打造智能產(chǎn)品，并對機器數(shù)據(jù)進行收集、處理、存儲、分析和執(zhí)行操作，以使其實現(xiàn)產(chǎn)品即服務(wù)，在增強客戶體驗的同時，廣泛搜集客戶意見，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，加速創(chuàng)新升級。此外，上述AWS服務(wù)還有助于制造企業(yè)通過服務(wù)模式轉(zhuǎn)型，增強售后服務(wù)水平，從而獲得新收入來源。

AWS助力西門子蒙特雷工廠打造工業(yè)4.0平臺

西門子是全球科技企業(yè)，憑借電氣化、自動化和數(shù)字化領(lǐng)域的創(chuàng)新，在發(fā)電和輸配電、基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)自動化、驅(qū)動和軟件等領(lǐng)域為客戶提供解決方案。其位于墨西哥蒙特雷的工廠擁有約1,500名員工，每年為美國國內(nèi)和工業(yè)市場生產(chǎn)2800多萬個斷路器和開關(guān)。該工廠于2017年開始部署數(shù)字化戰(zhàn)略，其中，監(jiān)測整體設(shè)備效率（OEE）極為緊迫，因為他們亟需提高整個生產(chǎn)流程的透明度，以實施有針對性的改進和創(chuàng)新。

2017年底，西門子宣布其新版本的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)MindSphere將托管在AWS上。這對蒙特雷工廠來說是非常好的時機，因為其可以立即獲得構(gòu)建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)所需的計算資源。借助AWS，該工廠能夠?qū)⑽锢頇C器連接到MindSphere云環(huán)境，使其能夠快速輕松地在云端運行自己的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。該工廠還構(gòu)建了指標(biāo)可視化應(yīng)用程序來滿足監(jiān)控需求。MindSphere在AWS上無縫運行，該工廠降低了在構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施上的時間，且無需學(xué)習(xí)新技術(shù)或購買物理硬件，這使得其物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在不到8周的時間內(nèi)就從構(gòu)思實現(xiàn)了全面生產(chǎn)。此外，該工廠的初始OEE為40-50％，借助基于AWS構(gòu)建的MindSphere，該團隊有信心OEE將增長至85％。蒙特雷工廠項目是西門子全球工廠的典范，未來將帶動著當(dāng)?shù)仄渌圃炱髽I(yè)共同實現(xiàn)工業(yè)4.0的愿景。

西門子在數(shù)字化領(lǐng)域率先推出的基于云的開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)——MindSphere，基于AWS構(gòu)建，使用包括Amazon Kinesis、Amazon Elastic Compute Cloud（Amazon EC2）服務(wù)和Amazon Athena在內(nèi)的40多項服務(wù)，在多個業(yè)務(wù)部門(包括西門子移動、西門子電力和天然氣以及西門子PLM)推動創(chuàng)新。該平臺上，借助AWS物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和人工智能應(yīng)用豐富的應(yīng)用接口、服務(wù)及計算資源，以及數(shù)據(jù)存儲、配置、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管理工具，用戶得以記錄和分析大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)，還能連通數(shù)據(jù)、自身所攜帶的各種開發(fā)工具以及應(yīng)用軟件和服務(wù)，從而幫助用戶提高生產(chǎn)效率。用戶還可以選擇跨已有數(shù)據(jù)中心和AWS云計算套件部署MindSphere，以實現(xiàn)包括智能設(shè)計、智能生產(chǎn)和智能服務(wù)在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)價值鏈的智能化水平提升。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè) 4.0 將為制造業(yè)帶來下一輪革命。中國制造企業(yè)進入“智能+”時代，首先需要面對的是如何提升企業(yè)內(nèi)部，甚至整個產(chǎn)業(yè)鏈的互聯(lián)化、自動化、智能化水平。AWS安全、敏捷且可擴展的云平臺以及一整套工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)湖、分析和機器學(xué)習(xí)工具，旨在幫助制造企業(yè)實現(xiàn)包括產(chǎn)品和生產(chǎn)設(shè)計、產(chǎn)品制造與管理，以及智能產(chǎn)品和服務(wù)優(yōu)化在內(nèi)的全要素、全流程、全產(chǎn)業(yè)的智能轉(zhuǎn)型，從而提高運營效率以及加快創(chuàng)新步伐。