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圖片說明:從工業(yè)1.0到工業(yè)4.0

工業(yè)4.0時(shí)代的制造新思維 ——美國辛辛那提大學(xué)特聘講座教授李杰訪談錄

　　幾周前，中國工程院“制造強(qiáng)國戰(zhàn)略研究”重大咨詢項(xiàng)目組特邀美國辛辛那提大學(xué)特聘講座教授李杰在中國工程院做了題為“智能機(jī)器和工業(yè)4.0制造系統(tǒng)的智能分析”的學(xué)術(shù)報(bào)告。此前，德國產(chǎn)業(yè)和學(xué)術(shù)界率先提出了工業(yè)4.0的概念，希望通過融入虛擬制造及智能制造，使傳統(tǒng)的制造業(yè)發(fā)生革命性改變，而德國人的幕后高參仍然是李杰教授。為使讀者了解即將到來的這次制造業(yè)革命的大致內(nèi)容及其背景，筆者專訪了這位提出“從創(chuàng)新到創(chuàng)值”、“預(yù)測制造”等全新概念并一直在產(chǎn)業(yè)一線提供戰(zhàn)略咨詢的專家。

“工業(yè)4.0”也是預(yù)測型制造的時(shí)代

　　筆者：您在前不久發(fā)表的文章中說，現(xiàn)在是預(yù)測制造的時(shí)代，工業(yè)4.0和預(yù)測制造這兩者間有何關(guān)聯(lián)？

　　李杰：工業(yè)4.0的概念有三個(gè)支撐點(diǎn)：一是制造本身的價(jià)值化，不僅僅是做好一個(gè)產(chǎn)品，而且是把產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程做到浪費(fèi)最少、制造過程與設(shè)計(jì)者配合；二是制造過程中，根據(jù)加工產(chǎn)品的差異、加工狀況的改變能自動(dòng)作出調(diào)整，達(dá)到具有所謂的“自省”能力，也就是整個(gè)系統(tǒng)，包括設(shè)備機(jī)器本身，在設(shè)計(jì)制造過程中能根據(jù)變化的情況，及時(shí)作出調(diào)整；三是在整個(gè)制造過程中達(dá)到零故障、零憂慮、零意外、零污染，至少要低憂慮、低污染，使制造過程達(dá)到最小憂慮化，這就是制造業(yè)的最高境界。

　　以工業(yè)制造業(yè)的基礎(chǔ)裝備機(jī)床來說，以物理形態(tài)存在的機(jī)床大家早已熟悉，但是工業(yè)4.0時(shí)代的機(jī)床和我們原先對(duì)機(jī)床的理解是有很大差異的。譬如它工作時(shí)和停機(jī)時(shí)是不一樣的，機(jī)床工作時(shí)其內(nèi)置的傳感儀器將機(jī)床的狀態(tài)通過信號(hào)的形式發(fā)送出來并轉(zhuǎn)換成信息，這些信息可以用于對(duì)機(jī)床狀態(tài)的分析。

　　同樣，4.0時(shí)代的螺桿，可以提前顯示什么時(shí)候需要做潤滑保養(yǎng)。機(jī)床性能減退，造成精度失準(zhǔn)，這是制造業(yè)需要竭力避免的事情，但是過去人們只是憑經(jīng)驗(yàn)推斷，很多時(shí)候其實(shí)是不知道所謂的機(jī)器性能衰退時(shí)間的。從這個(gè)意義上來講，工業(yè)4.0時(shí)代就是預(yù)測制造的時(shí)代，比如飛機(jī)的起落架，出廠前出廠后，我們會(huì)幫生產(chǎn)廠家做一個(gè)測試，然后就可以算出來，螺桿一旦處于使用狀態(tài)就會(huì)自動(dòng)反饋機(jī)械運(yùn)行信息，這樣企業(yè)就能實(shí)時(shí)了解這臺(tái)設(shè)備的健康情況如何。

　　以此類推，4.0時(shí)代的輪胎，那些一直在接貨送貨的輪胎，哪個(gè)輪胎變化特別大，哪個(gè)輪胎的健康在衰退，什么時(shí)候應(yīng)該翻胎，都是可以分析預(yù)知的。

　　4.0時(shí)代的汽車，開到一個(gè)地方突然會(huì)接到提示說，前面50米處有一個(gè)坑，這是因?yàn)榍懊娴能囈灿袀鞲衅?，而它?jīng)過后產(chǎn)生了感應(yīng)信息，把這個(gè)信息分享給了相近的車輛。諸如此類的案例我們有100多個(gè)。

具有“自省”能力的預(yù)測制造系統(tǒng)

　　筆者：關(guān)于預(yù)測制造，好像還是一個(gè)很新的概念，能否請(qǐng)您再作一點(diǎn)具體描述？

　　李杰：如前面所說，在現(xiàn)代制造中，存在著許多無法被定量、無法被決策者掌握的不確定因素。這些不確定因素在制造業(yè)內(nèi)外都始終存在。

　　解決制造過程中的不確定問題的第一步，是將其分為兩部分：可見的問題和不可見的問題。

　　可見的問題包括加工失效、產(chǎn)品缺陷、極低的循環(huán)壽命和整體設(shè)備效能下降等。這些可見的狀況和信息，通過事后分析大部分都可以找到原因。事實(shí)上在日常的工業(yè)生產(chǎn)中，可見的問題是容易看到并能夠得到解決的。

　　不可見問題通常表現(xiàn)為設(shè)備的加工性能下降、零部件磨損等。這些不可見的問題，恰恰是很多人所忽視的。人們通常想當(dāng)然地認(rèn)為，一臺(tái)正常的設(shè)備是能持續(xù)有效工作較長一段時(shí)間的。而這在真實(shí)的工廠生產(chǎn)中基本上是不可能的，而看不見但每時(shí)每刻在發(fā)生的設(shè)備損耗則是事實(shí)，但在很長的時(shí)間里，人們忽視了這一事實(shí)，當(dāng)然那時(shí)即使知道了也沒有太多的辦法，一般只能是到了所謂的設(shè)備老化期就將設(shè)備報(bào)廢了事。

　　我們提出的思路是：提供透明化的工具和技術(shù)，將不可見環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的問題復(fù)現(xiàn)出來，這才是解決問題的關(guān)鍵。所謂透明化就是闡釋并量化那些不確定性因素，以使生產(chǎn)組織者能客觀地估計(jì)自身制造的能力。

　　為了使設(shè)備真正透明化，制造業(yè)必須嘗試改變?yōu)榭深A(yù)測的制造。這樣的革新需要使用先進(jìn)的預(yù)測性工具和方法，從而使得制造過程中不斷產(chǎn)生出來的數(shù)據(jù)可以被系統(tǒng)性地處理為信息。這樣的信息將有助于解釋不確定因素，從而使生產(chǎn)資源經(jīng)理和過程主管掌握信息，然后有把握地做出決定。由此，我們提出了“預(yù)測性制造系統(tǒng)”（Predictive Manufacturing）的概念。預(yù)測性制造系統(tǒng)，可以使設(shè)備擁有“自省”能力，因而能提供給用戶透明化并且最終預(yù)防有關(guān)產(chǎn)能、效率和安全性的潛在問題。

　　預(yù)測性制造系統(tǒng)的核心技術(shù)是智能運(yùn)算（SmartAnalytics）單元，它包含了對(duì)設(shè)備功能性進(jìn)行預(yù)測建模的智能軟件。對(duì)設(shè)備性能的分析和失效時(shí)間的估計(jì)，能夠降低設(shè)備性能這一內(nèi)在不確定因素的影響，使用戶得以緩解或者消除制造運(yùn)行中產(chǎn)能或效率上的損失。

　　上面提到，工業(yè)4.0時(shí)代制造業(yè)追求的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)“無憂慮的制造”。達(dá)到這一境界，有賴于運(yùn)用自動(dòng)化手段、使控制器的軟件能預(yù)測裝備、設(shè)備的衰退狀況，并加以及時(shí)調(diào)整。譬如一條生產(chǎn)線上有很多傳感器，但傳感器本身如果衰退（這是經(jīng)常會(huì)發(fā)生的）了，設(shè)備只能在出了問題后才去處理；而“自省功能”就能讓員工知道哪個(gè)傳感器不穩(wěn)了，這樣可提前更換，或是跳過這個(gè)傳感器。這就是一種所謂的自省式的智能化，而非單純的智能化，工業(yè)3.0時(shí)代的智能化就是控制系統(tǒng)、控制器加上計(jì)算機(jī)。而工業(yè)4.0是具有自省功能的智能化，是能根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備狀況隨之作出調(diào)整的預(yù)測制造系統(tǒng)。

從不可見問題入手提升創(chuàng)新價(jià)值

　　筆者：記得幾年前您曾經(jīng)在我們報(bào)上提出創(chuàng)造出更高的價(jià)值是創(chuàng)新應(yīng)有的涵義，包括您提出的“蛋黃蛋白理論”，這些思維在工業(yè)4.0時(shí)代如何體現(xiàn)？

　　李杰：首先我想再次強(qiáng)調(diào)，引導(dǎo)產(chǎn)品創(chuàng)新的，不是通過去找需求，而是去找GAP（空缺）。通常來說創(chuàng)新分三種：企業(yè)經(jīng)常性地改進(jìn)產(chǎn)品，把產(chǎn)品改得更受用戶喜歡，這是第一種連續(xù)性的產(chǎn)品創(chuàng)新；第二種是非連續(xù)性的產(chǎn)品創(chuàng)新，目前大部分產(chǎn)業(yè)研究院都在做這種事情。一種新技術(shù)用上后，可以引出多項(xiàng)發(fā)明，改變了整個(gè)產(chǎn)品。這個(gè)就是所謂的研發(fā)；第三種是我一直講的主控式創(chuàng)新（Dominant Innovation）。此種創(chuàng)新不直接面對(duì)消費(fèi)者的需求，而是以情境模擬的方式，思考該賦予新產(chǎn)品哪些功能，并以突破性的創(chuàng)新研發(fā)技術(shù)完成該項(xiàng)新產(chǎn)品雛型，接著才將之推至消費(fèi)市場。在情景模擬中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的新功能，我稱之為“發(fā)現(xiàn)GAP”。

　　通過發(fā)現(xiàn)GAP來推動(dòng)的創(chuàng)新跟其他幾種創(chuàng)新模式是不一樣的。這種方式不是以人（消費(fèi)者）的需要為出發(fā)點(diǎn)的，也不是都聽顧客的。顧客一般都是追求更大的蛋黃，很少給你講潛在的、外圍的東西，很可能他們還沒有這種意識(shí)或根本就不知道。就比如買車子的人更關(guān)心的是耗油情況，但很少人知道司機(jī)開車的習(xí)慣可能影響20%的油錢。所以這里的GAP不是車子，而是司機(jī)的開車習(xí)慣。如果僅僅按照顧客的需求來做車，那制造商會(huì)努力生產(chǎn)更省油的汽車、更舒適的汽車，在過去的汽車技術(shù)上不斷精進(jìn)。這是一種傳統(tǒng)工業(yè)時(shí)代的思維方式。而采用GAP式創(chuàng)新，則是通過數(shù)據(jù)來模擬情景，不斷發(fā)現(xiàn)顧客根本沒有注意到的產(chǎn)品新功能。我舉一個(gè)中國國內(nèi)正在發(fā)生的案例，一家原先做家具設(shè)計(jì)銷售的企業(yè)“尚品宅配”。五六年前，這家企業(yè)的老總接受了我們有關(guān)創(chuàng)新創(chuàng)值的理念，企業(yè)逐漸從賣家具轉(zhuǎn)向更注重消費(fèi)者的居家感受，買家只要提供房型及一些個(gè)性化的要求，這家企業(yè)就能幫客戶設(shè)計(jì)并定制適合的家具。宜家是它有什么你買什么，尚品是你想要什么，它提供什么，他們現(xiàn)在在制造方面只是作了一些模板，讓機(jī)器去配合，在選式樣、顏色、性狀方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了模組化。尚品不是從家具出發(fā)，而是從居家的生活感受出發(fā)，如再能和制造系統(tǒng)匹配起來，就接近工業(yè)4.0前期了。

　　通過分析數(shù)據(jù)，預(yù)測需求，預(yù)測制造，這就是我們希望倡導(dǎo)的工業(yè)4.0的思維?，F(xiàn)在大家都在談大數(shù)據(jù)，但大數(shù)據(jù)本身不是一個(gè)問題，而是一個(gè)看問題的方式。大數(shù)據(jù)本身不重要，信息量和創(chuàng)造價(jià)值的過程才是真正重要的。大數(shù)據(jù)只是一個(gè)現(xiàn)象，只有真正分析利用了，才會(huì)有價(jià)值。

相關(guān)鏈接

　　德國的工業(yè)4.0與美國的CPS

　　德國在去年就提出了工業(yè)4.0的概念。他們認(rèn)為，18世紀(jì)引入機(jī)械制造設(shè)備的工業(yè)是1.0時(shí)代，20世紀(jì)初的電氣化與自動(dòng)化是2.0時(shí)代，20世紀(jì)70年代開始的信息化是3.0時(shí)代，現(xiàn)在正在進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代，即實(shí)體物理世界和虛擬網(wǎng)絡(luò)世界融合的時(shí)代。但是德國業(yè)界對(duì)工業(yè)4.0的響應(yīng)者不多，原因之一是所謂虛擬網(wǎng)絡(luò)-實(shí)體物理系統(tǒng)（Cyber- Physical System,CPS）融合的主要思想，美國早在若干年前就提出來了。

　　2013年12月12日，美國白宮召開了第一次CPS成員會(huì)議。李杰教授作為專家組成員參加了會(huì)議。他們要討論的事情，與德國的工業(yè)4.0其實(shí)是一樣的內(nèi)容。雖然德國先提出了概念，但他們剛剛起步、著手轉(zhuǎn)型，而美國一直在做以CPS為概念的先進(jìn)制造?；蛟S正是這方面的原因，德國也于2013年10月邀請(qǐng)李杰教授前往分享他們在美國的成功案例。

　　對(duì)于CPS的概念，李杰認(rèn)為可以用日常生活中常見事物來解釋。正如人們在facebook里建立的各種關(guān)系，在物理世界里是不可見的，但卻可以得出這個(gè)人的生活社群、行為習(xí)慣、過往經(jīng)歷等等。同樣，任何產(chǎn)品都有虛擬和實(shí)體兩個(gè)世界（譬如蘋果手機(jī)是實(shí)體，但是APPs是虛體），如何將虛擬世界里的關(guān)系透明化，正是工業(yè)4.0時(shí)代需要做的產(chǎn)品。未來產(chǎn)品例如機(jī)床、飛機(jī)、汽車等都應(yīng)該會(huì)有實(shí)與虛的價(jià)值接合。這樣的道理，是德國人提出概念的依據(jù)，但是李杰團(tuán)隊(duì)在美國已經(jīng)自2001年開始積累大量和工業(yè)界合作建立成功案例。

　　需要強(qiáng)調(diào)的是，德國提出的工業(yè)4.0和美國的CPS，核心要義就是制造業(yè)能基于數(shù)據(jù)分析的轉(zhuǎn)型。

　　傳統(tǒng)制造的5M系統(tǒng)

　　傳統(tǒng)的制造可以描述為一個(gè)5M系統(tǒng)，它包含了材料（Material，特性和功能）、機(jī)器（Machine，精度和加工能力）、方法（Methods，效率和產(chǎn)能）、測量（Measurement，探測和改進(jìn)）以及建模（Modeling，預(yù)測、優(yōu)化和防范）。增量制造，通俗叫3D打印，也是運(yùn)用集成的5M方法來生產(chǎn)產(chǎn)品的一個(gè)新范例，當(dāng)然它的生產(chǎn)范圍現(xiàn)階段限于特定的低產(chǎn)量或者定制領(lǐng)域（比如國防或者醫(yī)療）的應(yīng)用產(chǎn)品上。

　　為使制造商更具競爭力，將先進(jìn)的計(jì)算和信息物理融合系統(tǒng)結(jié)合起來，以適應(yīng)或者利用最近的大數(shù)據(jù)環(huán)境是今天的制造業(yè)所需要的。隨著智能傳感器技術(shù)，如RFID技術(shù)的發(fā)展，收集數(shù)據(jù)已經(jīng)變得很簡單，但仍然存在的問題是，這些器件及數(shù)據(jù)是否在正確時(shí)間、為正確的目的、提供了正確的信息。除非數(shù)據(jù)被處理后可為需要者提供內(nèi)容和意義，否則這些數(shù)據(jù)也是無用的。單純將傳感器連接到設(shè)備上或者將一臺(tái)設(shè)備與另一臺(tái)進(jìn)行連接，是不會(huì)給用戶提供足以做出更好決策所需信息的。

　　制造信息系統(tǒng)的6C功能

　　制造信息系統(tǒng)的基本定義可以用6C功能來進(jìn)一步強(qiáng)化說明，它包含連接（Connection，傳感器和網(wǎng)絡(luò)）、云（Cloud，任何時(shí)間及需求的數(shù)據(jù)）、虛擬網(wǎng)絡(luò)（Cyber,模式與記憶）、內(nèi)容（Content，相關(guān)性和含義）、社群（Community，分享和交際）與客制化（customization，個(gè)性化服務(wù)與價(jià)值）。現(xiàn)有的制造系統(tǒng)需要對(duì)制造設(shè)備本身的以及制造過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行更深入的分析。

　　現(xiàn)在講大數(shù)據(jù)的很多，但講工業(yè)大數(shù)據(jù)的很少。工業(yè)大數(shù)據(jù)是由一個(gè)產(chǎn)品制造流程或者一個(gè)工業(yè)體系帶出來的數(shù)據(jù)，健康管理、地震救治、銀行運(yùn)營等都會(huì)帶來大數(shù)據(jù)，但是很少落地，不被人感覺到。工業(yè)4.0時(shí)代要做的產(chǎn)品，不光要有功能，還要有價(jià)值，而價(jià)值是通過處理數(shù)據(jù)得來的。有了這些，工業(yè)大數(shù)據(jù)就可以落地，產(chǎn)生實(shí)用價(jià)值。

馬航失聯(lián)事件給工業(yè)界的警示

　　從事工業(yè)信息化的人都很關(guān)心馬航失聯(lián)事件，因?yàn)樗从吵鲈诎l(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)制造方面還有很大的改進(jìn)空間。

　　馬航MH370使用的是羅羅公司（英國飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造商羅爾斯羅伊斯公司）的發(fā)動(dòng)機(jī)。一般來說，飛機(jī)起飛之后到穩(wěn)定飛行，最后再到達(dá)目的地，它的方向是固定的。偏離航道，一定有各種信息反映出來，異常偏移甚至有目的偏離的信息，肯定是可以被感知并且被記錄和傳遞出來的。但是MH370并沒有這方面的數(shù)據(jù)。這也就提示，羅羅公司等發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商提供的服務(wù)還是有很大的改進(jìn)空間。

　　其實(shí)，近十年來很多航空公司都在轉(zhuǎn)型。比如GE（通用電氣）旗下的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)公司（GEAircraft Engine），在2005年將公司名稱改為“GE航空”（GEAviation）。改名代表著轉(zhuǎn)型。原來的發(fā)動(dòng)機(jī)公司只做發(fā)動(dòng)機(jī)，現(xiàn)在改為航空公司，就意味著他們還可以提供安全控件、航管控件、飛航信息等等服務(wù)，服務(wù)的空間更大了。有了這些服務(wù)之后，GE賣的已經(jīng)不是或者不只是發(fā)動(dòng)機(jī)，而是賣航空管理。由此可以認(rèn)為，羅羅發(fā)動(dòng)機(jī)在MH370這起事故中的表現(xiàn)，說明了它在數(shù)據(jù)處理方面可以做得更好。

　　發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商從過去單純的發(fā)動(dòng)裝置提供者轉(zhuǎn)變?yōu)楹娇招畔⒐芾矸?wù)提供者，這從一個(gè)側(cè)面反映了當(dāng)今制造業(yè)轉(zhuǎn)型的趨勢。李杰教授常常會(huì)用蛋黃蛋白的形象比喻來試圖說明制造業(yè)和相關(guān)衍生服務(wù)業(yè)的關(guān)系，這個(gè)比喻也可以用在這里，如果說發(fā)動(dòng)機(jī)是蛋黃的話，其他周邊的服務(wù)就是蛋白。只做發(fā)動(dòng)機(jī)，就是只賺一個(gè)蛋黃的錢，而延伸出去的服務(wù)，包括維修信息、航管信息等服務(wù)附加上去，在方便用戶的同時(shí)就可以賺到更多的蛋白的錢。這種基于數(shù)據(jù)分析的延伸性服務(wù)，其實(shí)正是當(dāng)前工業(yè)發(fā)展的大趨勢。

工業(yè)4.0考驗(yàn)中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型力

　　工業(yè)4.0概念提出后，中國很多人也在想怎么做。這次的工業(yè)轉(zhuǎn)型對(duì)中國產(chǎn)業(yè)界來說挑戰(zhàn)還是比較大的，因?yàn)楣I(yè)4.0完全是要求有自己的東西，特別在軟件方面，這就要求對(duì)制造過程有更深入的了解，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)制造業(yè)裝備的設(shè)計(jì)、控制、智能化與信息技術(shù)的結(jié)合。所以有很大的挑戰(zhàn)。

　　李杰教授在交大這幾年也做了一些嘗試。以他們做過的智能電池為例。以前做電動(dòng)車的電池，更強(qiáng)調(diào)技術(shù)指標(biāo)是否達(dá)到要求。但李杰團(tuán)隊(duì)的思路完全不一樣。他們的制造方法叫作ABCD。A：最少的電，B：剩下的電，C：使用的電，D：衰退的電。這里面“衰退的電”是不可見的，專門做電池的人一般不會(huì)考慮，但卻是李杰團(tuán)隊(duì)考慮的重點(diǎn)。他們發(fā)現(xiàn)，司機(jī)開車的時(shí)候，他的駕車習(xí)慣，如喜歡加大油門開快車還是比較求穩(wěn)，電池的消耗是不一樣的，電池用量跟踩剎車等開車習(xí)慣、路況等都很有關(guān)系。當(dāng)然通常汽車廠是不會(huì)考慮司機(jī)開車習(xí)慣的。

　　李杰團(tuán)隊(duì)的智能電池布局其實(shí)關(guān)注的是人，而不是電池。從監(jiān)控電池出發(fā)，可以得出電池在維護(hù)、管理、狀態(tài)方面的信息，同時(shí)也就知道了哪種材料，哪個(gè)電路更好使用，在制造的時(shí)候知道該怎么做。反過來，通過電池的使用情況，也可以得知司機(jī)的開車習(xí)慣，因此反過來也可以給司機(jī)建議，比如稍微減慢速度，就能多跑多少公里。如果再結(jié)合了其他信息，我們還可以提供走什么路線最近，到最近的什么地方充電等一系列的后續(xù)服務(wù)。

　　基于這種思路，他們先開發(fā)出軟件，放在云端，然后讓iPhone、iPad設(shè)置進(jìn)去，開車的時(shí)候只要連上這些智能終端，駕車者就能接收到自己車子電池使用狀況的信息了。然后到哪里充電，什么時(shí)候換電池，也都能在終端上推送了。

　　這就是李杰團(tuán)隊(duì)電池專利布局的思路，而不是之前其他搞電池研發(fā)的那樣，就某種電池本身進(jìn)行專利申請(qǐng)。全世界申請(qǐng)專利的電動(dòng)車很多，但是做服務(wù)的，用云計(jì)算的很少。所有以后做電動(dòng)車的人，如果要用云計(jì)算來指導(dǎo)他們的電池、充電站的管理，就涉及李杰團(tuán)隊(duì)的專利了。

　　最近李杰團(tuán)隊(duì)還與中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司（CSSC）合作，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的一些嘗試。他們想做的船和過去是不一樣的，被稱為5S工程。即以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，面向“Sea-海洋，Ship-船舶，System-系統(tǒng)，Smart-智能，Service-服務(wù)”的船舶運(yùn)營智能服務(wù)體系。告訴船怎么走最省油，怎么可以獲知運(yùn)行之外的物流與安全信息服務(wù)等。這是“智慧海洋”的一大實(shí)踐。中船現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)布了和李杰團(tuán)隊(duì)共同制造工業(yè)4.0船舶的合作構(gòu)想。

　　其實(shí)無論智慧電池，還是智能船舶，和上述飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)案例都是一樣的，也就是說工業(yè)4.0時(shí)代已經(jīng)從單純的圍繞產(chǎn)品的產(chǎn)銷，變?yōu)榱艘徽椎幕跀?shù)據(jù)的服務(wù)。它的本質(zhì)是基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行的分析，找出新的拓展空間和新的服務(wù)內(nèi)容。

　　德國、美國現(xiàn)在都已經(jīng)在這么做了，中國現(xiàn)在該怎么做？中國是制造大國，有很多產(chǎn)品在國際上已經(jīng)有很大的份額，但都是紅海里面的產(chǎn)品。而在主要基于顧客價(jià)值的藍(lán)海里面，中國占有的份額很少?，F(xiàn)在要轉(zhuǎn)型該怎么轉(zhuǎn)？

　　從現(xiàn)狀來看，德國稱得上是一個(gè)高端制造的大國。但他們賣的也都是蛋黃，都是產(chǎn)品。現(xiàn)在德國人在反思，為什么他們的產(chǎn)品只有功能的價(jià)值，沒有服務(wù)的價(jià)值。反思的結(jié)果他們提出用工業(yè)4.0來變革他們制造業(yè)的方向。其核心，就是預(yù)測性制造和主控式創(chuàng)新，都是在制造的不可見部分著力。

　　預(yù)測性制造，是要弄明白設(shè)備的運(yùn)行狀況，通過設(shè)備的情況來做適時(shí)的維修和恰當(dāng)?shù)纳a(chǎn)。主控式創(chuàng)新，就是為了找到拓展空間，找到用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)可以創(chuàng)造的新服務(wù)。李杰團(tuán)隊(duì)今年與新加坡成立了一個(gè)大數(shù)據(jù)制造中心，這個(gè)中心沒有制造，主要任務(wù)就是做數(shù)據(jù)分析。

　　工業(yè)4.0是德國提出的新的口號(hào)，也是全球制造業(yè)下一步的方向。中國的制造業(yè)要迎頭趕上的話，也是需要用主控式創(chuàng)新的思維方式，預(yù)測性制造的制造方式，來重新思考如何轉(zhuǎn)型。把做蛋黃的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)移到做蛋白上，這樣，中國制造業(yè)就一定會(huì)有更好的未來。

　　李杰教授現(xiàn)任美國辛辛那提大學(xué)特聘講座教授，美國國家科學(xué)基金會(huì)(NSF)智能維護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)學(xué)合作中心主任。

　　自2000年起，李杰教授和全球80家國際公司做聯(lián)合研發(fā)，研究重點(diǎn)包括以自主計(jì)算技術(shù)為主的智能預(yù)測技術(shù)、產(chǎn)品及服務(wù)，主控式創(chuàng)新創(chuàng)值設(shè)計(jì)。他曾于1998年至2000年擔(dān)任美國聯(lián)合技術(shù)研究中心(UTRC)產(chǎn)品開發(fā)與制造部總監(jiān)，主持了Pratt&Whitney發(fā)動(dòng)機(jī)、Sikorsky直升機(jī)、開利空調(diào)、奧的斯電梯等公司下一代產(chǎn)品中的自動(dòng)化、材料、綠色工藝、制造技術(shù)方面的科研項(xiàng)目。