圖1 PTC中國行業售前技術總監吳躍
開始正式的演講內容之前，我想給大家分享幾個案例。約翰迪爾是一家來自于美國的機械設備生產公司，業務曾經局限在農機設備生產領域，如今發展成為一家全球化的高新技術企業，為客戶提供復雜的綜合機械設備解決方案和服務，業務規模由1987年銷售收入70億美元、利潤3.5億美元成長為2013年銷售收入350億美元、利潤33億美元，這種轉變離不開智能互聯時代IT技術的推動。另外一家航空發動機制造公司，從一家產品制造型企業轉變成為一家產品與服務的綜合型企業，通過產品綁定服務的方式實現了更高效產出。此外還涌現了大批高科技設備比如智能穿戴設備生產公司。
圖2 智能互聯時代制造業的巨大變化
在這些轉變中我們可以認識到，處于智能互聯時代的制造業正在進行新一輪的轉型，IT信息技術的發展重塑了制造業全球化、數字化的環境，產品變得智能、互連、個性化，價值從產品本身向服務轉換，這些力量預示著巨大的挑戰和機會。針對這個話題，今天我的演講內容主要有三部分：智能互聯時代的制造業；信息化支撐智能制造端到端過程；PTC公司介紹。
一、智能互聯時代的制造業
在智能互聯時代，企業通過網絡對產品進行實時可視的控制，收集產品信息為研發、銷售人員提供精準決策，產品擁有者通過數字用戶界面實現物理交互，企業同時又可以通過產品應用數據的采集和分析來挖掘新業務機會。
圖3 智能互聯時代的制造業
互聯的產品信息
企業通過物聯網技術定義信息關系，聯系各系統形成互聯的產品信息，可以及時將歷史問題反饋到現行研發制造過程，實現產品的實時優化；可以從多種信息源頭獲取產品“問題”，實現早期的問題診斷；在企業平臺中利用存儲的數據進行趨勢分析和判斷，實現趨勢診斷及特殊狀況預警；通過集中的問題分析實現根因定位和實施，制定永久措施，降低重復故障的發生。以下是幾個典型的例子來說明互聯的產品信息。
首先是針對智能互聯產品的自動化服務連通。以前用戶產品發生故障，需要打電話報修然后等待維修人員，現今通過自動化服務連通系統，企業可以主動搜集產品狀態信息并進行分析診斷然后制定維修服務策略。主要的步驟是企業首先從連通產品中收集傳感器數據，APP監控傳感器數據并決定是否觸發SLM（服務生命周期管理）事件或其它狀況（例如預警）。如果要進行維修服務，服務知識庫、診斷規則和維護時間表用于確定狀況發生時需采取的行動，通過優化的庫存位置，確定和訂購所需零件。然后開出現場服務訂單，安排技師，并找到所需服務信息將其附于服務訂單，供技師使用。最后開展服務，產品回歸適當狀態。這整個過程可以大大節省時間和人力成本，并給客戶帶來良好的服務體驗。
第二個例子是針對智能互聯產品關鍵系統的安全監控與設計改進系統，其主要流程是首先通過配置監控看板，設立性能監控的門限預警。傳感器捕捉門限超標事件，將事件自動記錄到信息系統，預警信息發送到質量部門。然后對安全系統中采集的實際傳感器數據進行時域狀態分析。通過傳感器讀取，將過程數據采集到故障統計數據集中，工程部門計算安全系統的剩余壽命。最后定義必要的工程變更以進行產品改善，以及定義必要的維護維修活動來進行現場改善。
圖4 智能互聯產品的監控與設計改進
第三個例子是連通的信息展示，企業可以通過物聯網系統監控產品狀態、車間生產過程、廠區生產能力、安全事故等一系列重要信息，這是智能互聯時代企業最典型的特征。
軟件加速制造業產品創新與智能
下圖反應的是一家全球化系統供應商的現狀，其中圈圈中數字代表的是更替速度，可以看出軟件是產品迭代速度最快的一項，如果一款實體產品一年才能迭代一次，其開發管理軟件套件迭代速度可能是三周一次。軟件加速驅動著產品的創新，如何對產品開發中涉及的軟件與硬件進行統一管理是很多企業將面臨的難題。
圖5 一家全球化系統供應商的現狀
MBD實現全數字化的產品研發
MBD（Model Based Definition）是指基于模型的定義，用集成的三維模型來完整表達產品定義信息，并將其作為產品設計與制造過程中的唯一依據，實現設計、工藝、制造、檢測等的高度協作。單一數字化主模型可以提供完整的產品定義，企業不再以2D圖紙為主，MBD模型成為產品研發流程中的核心，可以進行無障礙傳遞；能在企業PLM框架中有效管理，并可擴展到企業外部協作過程；用戶能通過PLM系統、CAD工具、可視化工具和技術出版物等獲取相關的信息。
圖6 MBD模型
二、信息化支撐智能制造端到端過程
支撐智能制造端到端過程的信息化系統主要有CAD系統以創建概念設計和詳細設計、分析設計、開發加工刀具和刀具路徑、執行工程計算；ALM系統以管理產品要求、系統模型、軟件配置、測試計劃和缺陷；PLM系統以管理產品整個生命周期過程的全面定義、流程與數據；SCM系統以管理元件和供應商、評估和管理合規性以及分析產品成本；SLM系統以在整個服務生命周期中規劃、管理、提供和分析服務信息、零件及保修。
以PLM系統為例的研制管理系統經歷了長期的演變，上世紀90年代主要是以各類技術工具、大量獨立的管理應用程序、分散溝通的企業管理“系統”形式存在，這類系統高度定制化、實施周期長，難以維護和持續發展；到了本世紀初演變成為各種強大的應用程序包，通過實施集成實現企業的管理系統，降低了定制化，由業務流程驅動，實施周期縮短，可維護性和升級也得到改善；到了今天發展成為用戶驗證的解決方案，實現用戶業務問題的解決，最小化客制化范圍和流程/業務結合行業最佳實踐，能快速實施且便于持續擴展和維護。在這個演變過程中，PLM功能也得到不斷擴展，能支撐產品研發、制造管理、服務管理全過程。
圖7 擴展的PLM支撐全過程
以前產品設計中，結構、電子電器、軟件部分是分開來獨立進行的，然后在后端再進行集成測試。隨著軟件在產品中所占的比例越來越大，為后端的集成測試提出了更高的要求，有必要在前期就實現軟硬件之間跨專業的協作開發。實現跨專業的協作開發的一個重要途徑就是軟硬件之間的集成，系統的需求分析與系統設計實現交互協作，系統測試與交付也實現交互協作。
圖8 軟硬件集成，驅動產品創新與智能
在服務方面，傳統的電話上門維修模式已經逐漸被淘汰，企業服務已經延伸到面向具體產品、人員、研發銷售等。支撐這些轉變的是企業協同、智能連接的產品、基于角色的移動終端和Web應用和閉環的工程過程，這些幫助企業通過物聯實現產品實時運行狀態信息收集，然后傳遞給企業內部不同人員作出相關判斷再返回到產品研發端進行產品優化。
圖9 系統化SLM過程促進產品全連通
三、關于PTC
PTC發展重點是在CAD、PLM、SCM、ALM、SLM、物聯網這六個系統化解決方案領域支持企業實現智能制造。PTC的產品現在已經非常多，短時間內難以完全說明，希望在會后能與大家進一步交流。
圖10 PTC產品生命周期管理相關產品
PTC擴展的PLM解決方案所支持的端到端連接，能夠覆蓋完整的產品生命周期數據鏈，包括從計劃到概念、設計、驗證、制造最后到服務支持這整個過程。
圖11 完整的產品生命周期數據鏈
在數字化制造方面，PTC也有面向產品全生命周期的三維設計制造一體化平臺解決方案，支持基于三維模型的產品設計、數字化工藝和仿真以及三維工藝現場應用。
圖12 面向產品全生命周期的三維設計制造一體化平臺
本文根據PTC中國行業售前技術總監吳躍在“第十屆中國制造業產品創新數字化國際峰會”上的發言整理而成，已經本人確認。
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本文標題：智能互聯時代塑造產品與服務競爭優勢
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