Cyber-Physical Systems:
Modeling and Simulation - Introduction
高瞻遠矚的製造商們，已經不滿足於開發高品質的產品，而是深入開展數位化轉型，目的是提供新服務，為客戶帶來更好的體驗。
第四次工業革命如火如荼，領先的製造商們，不僅在他們的工廠車間，和後台辦公部門部署新的技術，而且在整個價值鏈中，都應用了新的技術。
結果呢？製造商在生產和銷售上，以及業務經營和盈利方式上，都出現了重大變化。廣泛採用技術也改變了企業本身。
以通力公司(KONE Corp)為例。通力公司一個世紀以來一直以製造機械和工業部件著稱，為世界各地的建築物製造電梯、自動扶梯和自動門。該公司在其悠久的歷史發展過程中，服務部門的技術人員不但維修自己的設備，還維修競爭對手的設備。
但通力公司說，它已不再僅僅是一家製造商，而是解決方案提供商。它不僅製造和修理運送人員的機器，而且提供智慧技術，有效地管理人員的流動。
通力公司推出了「Residential Flow」解決方案，採用雲、行動通信和聯網技術，把自動門、電梯和對講系統，連接到智慧手機應用程序，可以知道人們在哪裡，以及他們想去哪裡，從而讓人們輕鬆地進入和通過建築物。
芬蘭的 Espoo 公司高級副總裁兼首席資訊官 Antti Koskelin，也有類似表示：「我們不再是傳統製造商了。」越來越多的製造商紛紛效仿，充分發揮人工智慧、雲計算、行動通信和其他技術的力量，提供全新的產品和服務——從而為顧客創造價值。
製造業轉型
2017 年的報告《前進中的製造業：新工業時代的轉型》對全美製造業高管進行了調查，結果發現，27% 的受訪製造商，已經開始了實質性的轉型。
另外36%的受訪者，正在對其企業的某些部門進行變革，19% 的受訪者正在制訂轉型策略，10% 的受訪者表示，儘管尚未制訂轉型策略，但他們認為轉型勢在必行。只有 6% 的受訪者表示，他們不認為有必要進行重大變革。
該調查由經濟學人智庫(EIU，The Economist Intelligence Unit)發起，由保誠集團(Prudential)贊助，調查對象來自美國不同規模和地域的8個行業的 537 名製造業高管。調查還發現，受訪的製造商認為大數據、雲計算、物聯網(IoT)和行動通信，是未來三年最能創造價值的技術。
與此同時，分析師、咨詢師和研究人員，以及為這份報告接受採訪，並在其他研究中也接受過調查的製造業高管們還指出，互聯、低成本感測器和 RFID 辨識技術，以及機器學習和人工智慧的不斷發展，也是推動企業轉型的關鍵因素。
BDO 管理和技術咨詢全國負責人 Eskander Yavar 表示：「當今的技術、網路、數位化，以及能夠即時提供產品性能資訊，所有這些都將促使製造商們，思考自己真正要為客戶提供什麼。
過去是伴隨有現場服務的具體產品。但你會看到他們不再提供產品，而是有保證的服務。」然而，並非只有製造商看到這些技術，使其所在行業開始變革。
的確，在此次第四次工業革命中，製造商利用技術來改造他們的企業，以向客戶提供新的價值，但是從實際產品生產商，到解決方案提供商的轉變，反映了其他行業領域中，也在發生數位化轉型 —— 各行各業的企業也正在學習利用 IT，以完全不同的方式來完成自己的工作，否則的話，就有可能落後，甚至被淘汰。
處於工業 4.0 前沿的製造商們，正在深入瞭解各類企業怎樣制訂轉型策略。Yavar 評論說：「壓倒性的主題是數位化，這意味著，隨著我們的業務環境和我們的個人環境，變得更加數位化，對變革的需求越來越迫切。」
從產品到心靈的平靜
Koskelin 表示，和 Yavar 一樣，通力公司的高管們認識到整個世界正日益數位化，他們也知道，他們必須跟上潮流，這就解釋了，為什麼企業高管們表達了，使用技術來「專注於人員流動體驗」的意願。
因此，該公司增加了感測器的部署；利用了越來越多的連接；引入了先進的分析和智慧；透過行動技術獲取其現場技術人員的資訊。通力公司使用 Salesforce 平台，來全面即時地瞭解其客戶，使現場服務操作能夠獲得更好、更即時的資訊，借助這些資訊，提供更高效而且更有效的服務。
它使用 IBM 的沃森物聯網平台，來獲得先進的數據分析能力。 Koskelin 解釋說，技術的結合使通力公司，能夠為客戶提供預測性維護服務，這有助於防止出現意外設備故障，並提供智慧功能來管理人員的流動。那麼最終產品是什麼呢？正如 Koskelin 所說：「我們幫助人們在心靈上感到平靜。」
引領 21 世紀
Forrester 在其 2018 年報告《從潤滑油到代碼：工業巨頭未來看好軟體》中，介紹了製造業領域發生的變化，工業企業要想在 21 世紀生存下去，必須加快步伐，為新客戶創造新價值，即時應對其客戶，以及客戶的客戶不斷變化的期望。
這篇報告的作者 Forrester 分析師 Paul Miller 說：「製造業的特點，是痴迷於盡可能將一個物理實體，始終如一地、成本盡可能低地、靈活高效地製造出來。但是僅僅開發高品質產品，是不夠的。製造商必須提供全方位的服務。」
通用電氣運輸公司(GE Transportation)提供了一個很好的例子。該公司一個世紀以來，一直製造柴油貨運機車，在過去的十年裡，發展了數位業務，以便為客戶提供更多的服務。
其數位解決方案，包括網路、通信和應用管理平台 GoLINC，以及 EdgeLINC —— 這一綜合解決方案利用 SAS 軟體，實現了工業物聯網(IIoT)邊緣到雲連接，具備設備管理、配置和流分析功能。這些資產管理平台，與通用電氣運輸公司製造的機車，以及其他製造商製造的機車一起協同工作。
芝加哥的通用電氣運輸公司的運輸智慧部門總經理 Garret Fitzgerald 介紹說，這些解決方案利用大量感測器的數據，幫助客戶非常高效地運行，並維護機車發動機。
Fitzgerald 說，這對客戶來說非常有價值，因為如果出現意外延誤或者機車發動機停機，客戶會遭受重大經濟損失，通用電氣運輸公司的技術，未來將提供更有價值的功能——比如能夠關閉服務現場空轉的發動機。
他說：「在這方面將創造很多價值。客戶能夠採集到機車、採礦卡車和輪船上的所有數據，並針對這些資產的運行，做邊緣分析，獲取資訊的速度非常快，這足以變革我們所處的現實世界。」
僅有高品質產品遠遠不夠
同樣，米其林集團利用技術擴展其業務範圍，這在過去對製造商來說是不可想像的。米其林透過其全球 ENGAGE 計劃，利用數位技術來加強客戶關係，更好地滿足他們的服務期望，該項目使用 Salesforce 平台，來匯總客戶數據——從銷售歷史到輪胎證明等，並即時提供客戶的全面資訊。
美國北卡羅來納州夏洛特的米其林 B2B 數位工廠的主任 Sophie Foucque 介紹說，米其林透過嵌入在卡車、採礦和其他工業領域所使用的輪胎中的 RFID 晶片，利用分析等技術，與客戶建立了生態系統，使得米其林能夠在合適的時間，獲取正確的數據並進行分析，以便提供更有價值的服務。
Foucque說：「我們知道僅僅把產品做好是不夠的。這就是為什麼我們認為新的戰鬥，是圍繞客戶體驗展開的原因所在。」
分層方法
當然，並不是所有的製造商都在進行變革。埃森哲策略咨詢公司(Accenture Strategy)總經理 Russ Rasmus，領導該公司的製造實踐工作，他認為並非所有的製造商都有這樣的需求。但市場力量和競爭，正迫使更多的製造商，投資於變革性的技術。例如，儘管眼鏡製造商，現在不銷售聯網產品，但有朝一日他們或許有商業理由要求這麼做。
此外，專家表示，各行各業的製造商——即使是那些不需要與客戶聯網的製造商，如果他們想要保持業務發展，仍然必須透過自動化、機器人、物聯網、分析和機器學習技術，實現自己企業的IT基礎設施的現代化。這無疑是一項艱巨的任務。
Rasmus 說：「很多人在問，我從哪裡著手開始數位化旅程呢？」他建議製造商應該從任何 IT 項目開始，首先找到技術，能夠真正實現回報的實際應用，然後制訂怎樣部署，以滿足這一實際應用需求的策略。
他說：「從分層開始，當基礎層就位後，就可以進入下一層。」製造商似乎正在採取這種方法。在領先前沿聯盟(Leading Edge Alliance)發佈的《2018 年全美製造業展望和深度分析》調查報告中，受訪的 455 名製造業高管中，66% 的人表示，提高生產率和效率，是他們 2018 年進行技術投資的主要業務推動因素。
另有45%的受訪者表示，改善客戶服務和響應時間，是最重要的推動因素；34% 的受訪者認為是能夠獲得更多相關數據；34% 的受訪者則表示，是能夠提高產品品質、一致性和供貨能力。
另有45%的受訪者表示，改善客戶服務和響應時間，是最重要的推動因素；34% 的受訪者認為是能夠獲得更多相關數據；34% 的受訪者則表示，是能夠提高產品品質、一致性和供貨能力。
實現投資回報
俄亥俄州托雷多的 Owens Corning 公司的高級製造副總裁Jim Beilstein說，這些領域的回報率非常高。Owens Corning 是一家絕緣、覆蓋層和玻璃纖維複合材料製造商，該公司增強了自動化能力，實現了更多的分析功能，並投資建設先進的過程控制，使用建模和算法，來測量製造過程中的數百個點位。
該公司全球資訊服務機構的 Beilstein，直接向首席資訊官報告，他說：「我們專注於資產性能維護和管理，我們獲得了品質測量、服務和交付，以及計劃等方面的數據，這樣，操作人員和工程師能夠查看整個系統、工作流和功能，優化我們每一天的營運。
利用這類革命性的技術，操作人員和過程工程師，在排除故障時，能夠更有效地做出決策，在資產需要維護時，做出更明智的決定，從而提高了公司製造設備的整體效能。儘管這非常有價值，但Beilstein認為，在數位化，特別是機器學習和人工智慧方面會有更大的潛力。
他希望該公司利用這些技術，來實現設備維護的預測分析(對於一家保持連續生產，每一分鐘生產時間，都非常關鍵的公司來說，這是非常重要的進步)，更有效地管理庫存、減少浪費、縮短交付時間，更加靈活地滿足客戶需求。他說：「各種業務都要求提高效率。
專家表示，所有這些都意味著公司，能夠獲得很高的投資回報。Yavar 說：「這實際上是為了更快地進入市場，更快地作出決策，使得製造業能夠更靈活地服務於市場，這同時也開闢了新的商業領域。」238181219
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