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数字化不是工业4.0 | 工业4.0成熟度三部曲（上）
工业4.0能不能被评测？如果能，它如何被实施。这个问题在行业内一直被广泛关注。在德国国家工程院acatech的推动下，亚琛RWTH工业大学、德国人工智能研究中心DFKI和弗朗恩霍夫研究院等几家机构，历经一年，在今年4月联合推出了《工业4.0成熟度指数》报告（Industrie4.0 Maturity Index）。本文节选编译内容为上篇。
该路径包括六步法，也可以看成是工业4.0的六个阶段，可分为计算机化、连通性、可见性、透明性、预测性、适应性。每一步都建立在前一阶段之上，并且说明了达到每一阶段所需要的能力和实现的企业效益。
图4：工业4.0的六步法
该战略要求企业发展必须按部就班。以工业4.0的基本需求为起点，为企业向学习型敏捷组织转型的整个过程中提供支持。
图5：工业4.0进阶六步法
非常重要的一点是，这种能力是一步一步构建的，也就是说第一阶段的效益可以通过低于第二阶段的能力实现。因此，转型过程是步步递进、持之以恒的旅程，可能无法实现企业、工厂、生产线以及各个部门之间的完全同步。各个企业应该自行判断哪个发展阶段可以代表自身特定情况下的成本和效益的最佳平衡，从而将该阶段作为转型过程计划结尾的目标阶段。
直至今日，许多企业仍面临的挑战是创造工业4.0的基本条件。
数字化本身并非工业4.0的组成部分。
该报告的这一个判断，应该还是出乎很多人的意料。但报告强调，工业4.0的发展路径以数字化为开端，而计算机化和连通性是实现数字化的基本要求。这两个初始阶段之后的四个更高阶段，才是工业4.0发展所需的进一步能力。
4.六阶段的描述
1)计算机化
发展路径的第一阶段是计算机化，因其提供了数字化的基础。在这一阶段，不同的信息技术在企业内部独立运作。大多数企业的计算机化已经相当成熟，主要用于更加高效地处理重复性工作。通过计算机化，企业可以实现高标准、低成本制造，而且许多现代产品可以达到以前不可能达到的精密程度，从而实现获得利益。但实际上，很多机器并不具备数字接口，特别是对于长周期机械或人工操作的机器来说。在这些情况下，终端经常用于填补商业应用和机器之间的缺失环节。
计算机化的例证之一就是CNC铣床。通过采用计算机数控，CNC铣床可以加工高精度零件，但是有关执行行动的细节，所需要的NC加工数据通常仍需要手动传输给铣床，也就是说，铣床并未实现连接。另一实例则涉及未与企业EPR系统连接的商业应用系统，这可能导致半自动质保，尽管在试验站实施，但记录数据却并未与相应的工作环节关联。这将导致一旦发生质量问题，回溯环节会变得异常困难。
2)连通性
在连通性阶段中，相互关联的环节取代了各自为政的信息技术。广泛使用的商业应用彼此连接并反映企业核心业务过程。操作技术（OT）系统的各部分实现了连通性和互操作性，但是依旧未能达到IT层面和OT层面的完全整合。
3)可见性
传感器能够获得大量数据节点，从而捕获整个过程。传感器、微芯片以及网路技术价格的下降意味着现在可以实时记录整个企业的事件和状态，而不是像之前一样仅仅记录单独的领域，如制造领域。所以现在可以始终保持工厂的最新数字模型。我们将这种数字模型称为企业的“数字孪生”。“数字孪生”能够显示企业在任何特定时刻发生的情况，并根据这些实时数据作出管理决策。因此，我们可以将“数字孪生”视为下一阶段的核心构成元素。
4)透明性
第三阶段涉及企业当前形势数字孪生的构建，而第四阶段是关于企业了解事件发生原因，并通过根本原因分析生成认识。为了辨别和解释数字孪生的交互，必须使用工程知识对采集的数据进行分析。语义链接和数据汇集能够产生信息和相应的语境，为复杂和快速决策提供过程认识。
5)预测性
达到预测能力阶段后，企业可以模拟不同的未来情景，并确定最具可能性的情景。这包括将数字孪生投射到未来，以描绘多种情景，并评估它们发生的可能性。由此，企业可以对未来发展进行预测，并适时作出决策和采取适当措施。然而具体措施还是需要人工执行，因此较长的前置时间有助于限制消极影响。减少突发状况或计划变动等引起的意外事件可以实现更为有效的经验。例如，通过预测能力，可以在承运人失职等反复出现的物流问题发生之前对其进行标记，并通过更换承运人防止此类问题发生。
6)适应性
预测能力只是自动化行为和自动化决策的根本要求，而持续的适应性则使企业能够向IT系统下放适当决策，以便IT系统尽快适应变化多端的经营环境。
适应程度取决于决策的复杂性和成本收益比，通常最佳方式是实现单独过程的自动化，因此应调查自主重复性操作的基本可行性。
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