• 從業務的角度：如何用工業互聯網的理念，幫助企業建立一個完整的業務系統。對于制造企業來說，通常要涵蓋從產品的設計一直到產品的銷售和服務的整個階段。

• 從IT的角度：如何為企業搭建一個工業互聯網系統，能夠不斷地根據外部市場和內部需求的變化，在企業可承受的成本范圍內，可持續地進行調整和優化？

對于工業互聯網平臺的提供商來說，這兩個問題，前者考驗的是應用系統的總體設計能力和業務覆蓋的范圍和深度，后者考驗的是應用平臺的架構先進性、合理性，以及自身的商業模式可行性。

在本次漢諾威工博會上，SAP用“設計到交付D2O”的一整套展示，在20多家合作伙伴的協助下，來試圖回答這兩個問題。為了幫助觀眾更好地理解，筆者總結了七個主要的特點。

圖：SAP展臺的七大看點和觀看路線

 一、夢寐以求的閉環研發

隨著越來越多的設備通過物聯網被連接起來，企業開始意識到這些數據對于改善研發和制造的價值。閉環研發（Closed-loopEngineering）雖然從理論上講非常誘人通過采集產品在運行階段的數據，反哺給產品研發設計階段但是在現實環境中，實現起來卻困難重重。最主要的難點是，企業從設計到運行D2O（Design to Operate）的各個階段，涉及到不同的業務環節和不同的業務系統。在如此之大的跨度上，實現數據貫通非常不容易。只有建立起貫穿產品全生命周期的數據主線，并將數據主線真正地直接應用到業務系統運行中，才能實現數據貫通的目標。建立一個“旁路”的數據主線，強制所有的業務系統與其對接的做法，從一開始就會埋下失敗的種子。

在漢諾威工博會SAP的展示現場，智能閥門閉環研發的起點，是需求管理和系統工程。SAP展示了通過三種來源（產品現場大數據洞察、內部員工創意、對外部信息的機器學習），獲取新產品的開發需求，進入到系統工程的需求模型、功能模型和邏輯模型中，建立需求到功能的鏈接、功能鏈接到邏輯架構。接下來，通過與開發工具（軟件、電子和機械）的集成，以協同工作的方式，搭建出企業產品結構，并向制造和服務進行移交，形成數據主線的閉環。

在下圖中，無論是體驗管理、創新管理、產品生命周期成本，還是需求管理和系統工程、模擬和測試管理，或是產品結構和高級變量，都是SAP全新開發的產品和解決方案。熟悉SAP的同仁可以想見，SAP在工業互聯網的數據主線技術上投入了大量的資源。

 圖：SAP圍繞產品全生命周期建立的數字化主線

二、協同的數字化供應鏈

 產品移交到制造之后的第二步，就是計劃和供應。首先，我們需要將新的智能閥門納入到公司的銷售與運營計劃S&OP中。市場需求有多大？產能是多少？運輸方式是什么？這些都需要在投產之前進行詳細的計劃。

SAP的創新體現在以下三個方面：

• 提供了基于機器學習的方法，可以幫助企業進行更加準確的預測。

• 完全在云端進行需求計劃和供應計劃，并與供應商進行互聯和協同。

• 對供應鏈執行過程進行全局跟蹤與追溯，并支持數據的實時交換，讓供應鏈各方都能掌握每個環節的最新情況。

圖：SAP一體化的供應鏈需求計劃體系

三、未來數字化工廠的基礎架構云制造

毫無疑問，工業4.0對于未來數字化工廠的IT架構的設想，是建立在云計算的基礎之上的。近年來，人們對于云計算這個詞的邊界定義過于寬泛，以至于將托管，無論是公有云托管，還是私有云托管，統統納入到云計算的范疇。一時之間，工廠上云似乎已經唾手可得。

然而，工業4.0談到的云制造，絕不是簡單的將傳統的車間系統放在公有云或私有云的托管，它的方向應該是基于公有云的制造SaaS。無疑，轉向公有云制造SaaS的重心，就是MES的公有云化。

SAP的MES基因，源自2008年收購的MES專業廠家Visiprise。經過整整十年的打磨，在2018年，SAP推出了基于公有云的“Digital Manufacturing Cloud”，其核心就是基于公有云SaaS的ME，在業界獨樹一幟。

在本次漢諾威工博會上，SAP在智能閥門的零部件生產環節，使用了基于公有云的MESaaS，來指導輪班計劃、機器人互動和現場操作規程。

圖：SAP現場展示的基于云制造的零部件生產

四、基于分布式制造構建的制造網絡

多年以來，人們一直習慣于集中式制造的模式。整個生產過程由總裝廠進行計劃和調度，將所需的材料、零件和總成從各家供應商運送到某個集中的地點，然后進行集中的生產與裝配，再根據客戶的交貨地點運送到客戶手中。這種大規模的集中式的生產方式，從第一次工業革命開始，已經持續了很多年，人們已經對它習以為常。

在3D打印技術和眾包技術的推動下，分布式制造逐漸成為一種嶄新的生產模式。分布式制造可以通過在全球各地建立“按需3D打印中心（On-Demand 3DPrinting Center）”的方式，在最靠近客戶交貨地點的位置進行生產，從而大大地減少了入廠物流和出廠物流的工作量，對客戶來說提高了生產的靈活性和柔性。

分布式制造背后需要有強大的系統進行支撐，并且需要整合不同環節、不同供應商的系統。在工博會現場，SAP展示了SAP邁出的整合第一步通過將SAP的供應鏈解決方案和工業級的3D打印以及制造和物流網絡相結合，可支持從訂單到交付的無縫的分布式制造流程。

圖：SAP的制造網絡概覽

五、引領時代的第三代數字化工廠

長期以來，人們對于工業4.0下的數字化工廠的技術期待，就是“水平集成”+“垂直集成”，也就是上下打通從ERP到MES再到設備層的鏈接，橫向鏈接上下游的供應商和客戶，這其實也是SAP在前幾年提供的開放式集成工廠OIF 1.0和2.0的水平。

自2018年開始，SAP推出了基于模塊化裝配的OIF 3.0數字化工廠，它具有以下四個特點：

• 獨立：每一個工作站都是一個單獨的模塊，傳統生產線的物理先后順序上的限制不復存在。在需要的時候，模塊可以隨時加入和退出，不會相互影響。

• 可變：每個產品都可以有自己虛擬可變的加工流程順序，在離開每個工作站的時候，對下一個工作站目的地做出最優決策。

• 智能：所有的產品和物料通過AGV在車間內自動運輸，只有在需要的時候才會發出，從而將在制數量降到最低，并提高效率。

• 靈活：模塊化提高了生產系統的擴展性和適應性，并且對產品的形狀、尺寸具有更高的適應，可以按照需要方便地進行調整。

在本次漢諾威工博會上，SAP展示了如何基于第三代數字化工廠技術，來實現智能閥門的總裝。

 圖：SAP在現場展示的第三代數字化工廠

六、落地的數字化雙胞胎網絡

人們對于Digital Twin的概念理解，處在一個不斷演化的過程中。早期對Digital Twin的理解，主要是從三維設計和仿真入手，強調數字模型與物理模型的“結伴出生”，所以將Digital Twin翻譯為數字孿生。但是隨著對于數字化雙胞胎研究和應用的深入，人們發現，數字化雙胞胎不只是用在設計仿真，在更多的場合，如生產制造、供應鏈、資產管理等領域都可以發揮作用。很自然地問題就會浮現出來，如何確保數字化雙胞胎能夠適應跨系統、跨部門和跨企業之間的協同？對Digital Twin的理解，也不局限于一定要“孿生”，可以在有了物理模型之后，才建立它的數字模型，甚至無需考慮三維和仿真。因此，對Digital Twin的理解，翻譯為數字化雙胞胎則更為合適，強調數字模型與物理模型的“成對相似”。

數字化雙胞胎網絡是SAP在2018年漢諾威工博會提出的概念和方案，主要是針對企業應用數字化雙胞胎技術的協同需求。SAP最開始開發的數字化雙胞胎網絡產品，是產品運營商、服務商和制造商協同的領域資產智能網絡AIN。SAP接下來的開發路線，進一步向上游擴展，進入到制造領域，實現與MES的對接。在這次漢諾威工博會上，SAP展示了AIN與MES對接的能力。可以設想，下一步的擴展方向，將會是采購和研發。

七、支持智能化產品運行的數字化服務

在最后一個環節，SAP展示了支持智能化產品運行的數字化服務。和傳統的服務不同，所有這些的數字化服務都是基于數字化雙胞胎展開。而數字化雙胞胎的建立，是來自于制造環節，根據設備的制造結果，創建對應的數字化雙胞胎。駐留設備的數字化雙胞胎的系統，稱之為資產智能網絡AIN。

AIN是一個集成化的云端系統，保存了設備從設計到制造、銷售、安裝、維護的各個環節的數據和信息，并開放給不同的合作伙伴，提供不同的服務。此外，AIN還集成了設備的監控與預測功能，可以對設備進行狀態監控，實現預測性維護的場景，并根據預警結果創建和發布維修工單，并調動供應鏈能力對資產進行備件采購、供應和資產的現場維護。最后，AIN還可以根據對設備數據的分析及過，對設備提出改進的意見。

所有的這些功能，都被集成在統一的服務門戶上，并通過每臺設備的二維碼掃描進行訪問。

圖：SAP在現場展示的智能設備服務系統

小結

SAP的“面向工業互聯網的設計到交付D2O”的這一整套展示，充分顯示了德國企業在工業互聯網領域的最新進展和實踐落地。事實上，在所有的這些SaaS應用的背后，是SAP的工業互聯網PaaS平臺實現了不同SaaS應用的互通。正如即便買來所有的汽車零部件（奔馳的傳動、寶馬的發動機、日產的座椅、豐田的變速箱…），也不可能裝配成一臺汽車一樣，在工業軟件世界，統一的規劃設計、數據主線的打通、與不斷變化的業務的匹配，永遠是實驗室系統邁向實用階段不可逾越的關鍵。SAP的端到端的業務系統和PaaS平臺，將為廣大企業快速建立實用的工業互聯網，以及與其他合作伙伴的合作，提供一個堅實可靠的骨干。

最后感謝展臺上來自SAP中國和SAP研究院的四位專家的大力支持。

圖：筆者和展臺上四位SAP方案介紹專家一起合影