祭出屠龍刀？

數(shù)字化轉(zhuǎn)型，正在成為最具吸引力的大講堂，所有的企業(yè)家都在爭相恐后登臺發(fā)表自己的戰(zhàn)略。而工業(yè)4.0，這一五六年前紅遍天的企業(yè)戰(zhàn)略，則似乎被人拋棄了。

但這種冷落，其實(shí)只是一個(gè)假象。德國本土的工業(yè)4.0工作組正在低調(diào)而穩(wěn)步的推進(jìn)地基的建設(shè)。

美國以PLM為基礎(chǔ)的數(shù)字孿生概念，已經(jīng)以各種方式被廣泛演繹，光彩照人的時(shí)候，德國則采用穩(wěn)扎穩(wěn)打的方式，從設(shè)備入手，圍繞著機(jī)器的互聯(lián)互通而做足功課。但對比其他國家產(chǎn)業(yè)界的調(diào)門，德國工業(yè)4.0工作組則一直像是地下工兵，意欲打通地下隧道的工程奇跡往往無人問津。工業(yè)4.0工作組已經(jīng)推動(dòng)7年的資產(chǎn)管理殼AAS（Asset Administration Shell）——一種將世界折疊在一個(gè)螺殼里的藝術(shù)，正在露出健壯的輪廓，就像是雕塑家即將塑形的思考者雕像。管理殼，簡單說就是給一臺機(jī)器，或者一只機(jī)械手，更小的如一個(gè)軸承，建立一個(gè)數(shù)字身份證。德國人把這個(gè)看成數(shù)字孿生的一種等價(jià)物。這意味著，每臺機(jī)器都將穿上可通訊的盔甲，就像《博物館奇妙夜》的晚上，所有的物體，全部復(fù)活。管理殼激活了它們，數(shù)字化工業(yè)世界里的沙盤，正在緊鑼密鼓推演之中。

工業(yè)4.0屠龍刀，即將煉成。


一切要素?cái)?shù)字化。

這就是工業(yè)4.0所要追逐的目標(biāo)。無論是產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)，還是工藝，或者生產(chǎn)運(yùn)行，和智能產(chǎn)品，全部用一套數(shù)據(jù)流，從頭走到尾。這個(gè)一開始就令人驚嘆的野心，正在走向可能性。管理殼，就是這個(gè)野心的宇宙爆炸起點(diǎn)，從這里看過去，一切宇宙的時(shí)間和空間都是從這里膨脹出去的。

資產(chǎn)管理殼AAS可以理解為工業(yè)4.0模型標(biāo)準(zhǔn)體系的總稱，它由若干套子模型標(biāo)準(zhǔn)和一套總體模型規(guī)范形成。這些子模型，就是構(gòu)建數(shù)字模型體系的樹根，而它們也絕非空穴來風(fēng)，都是選自各自領(lǐng)域中最具代表性的標(biāo)準(zhǔn)，然后進(jìn)行適配性改造。

管理殼，正在為每一個(gè)部件，建立詳細(xì)的畫像；還要配上通訊協(xié)議。實(shí)際上，它是正在為未來所有的機(jī)器互聯(lián)、互操作做好準(zhǔn)備。

但管理殼，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比一個(gè)數(shù)字馬甲要復(fù)雜。它并非只是給機(jī)器穿上一件數(shù)字外衣。

設(shè)想一下沒有萬維網(wǎng)的時(shí)代。圖片、word、表格都已經(jīng)廣泛存在。但它們?nèi)绾喂蚕恚克荒苣銈鹘o我傳給它，非常有限的傳播。

于是網(wǎng)頁出現(xiàn)了，它采用HTML格式，可以將表格、圖片、文本等資源，通過一系列網(wǎng)址(URI)獲取。所有的人，只要打開這個(gè)網(wǎng)頁，就可以看到同樣的內(nèi)容——準(zhǔn)確無誤地再現(xiàn)。

可以將管理殼理解成一個(gè)網(wǎng)址，在這上面，電機(jī)、機(jī)器人、機(jī)床，或者物料，都被網(wǎng)絡(luò)化、資源化了，從而可以在管理殼上，自由瀏覽和下載。

如果說互聯(lián)網(wǎng)是為人們共享網(wǎng)頁而生，那么管理殼就是為機(jī)器建立共享主頁而生。有了管理殼，機(jī)器之間將可以輕松地完成通訊。


作為出口大國，德國深知與全球貿(mào)易接軌的必要性。因此德國開發(fā)了eCl@ss分類系統(tǒng)。它采用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)理念，可以組合出具有唯一性的產(chǎn)品類別、關(guān)鍵字代碼和產(chǎn)品描述。這也是目前唯一通過ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的產(chǎn)品分類格式。

作為供應(yīng)商和客戶之間信息交換的標(biāo)準(zhǔn)，eCl@ss采用了四級目錄結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵字涉及到12000個(gè)術(shù)語。它包含了大約3.8萬種產(chǎn)品分類和1.6萬種產(chǎn)品標(biāo)簽，基本上囊括了目前所有在使用的產(chǎn)品和服務(wù)。eCl@ss目前逐漸在工業(yè)、商業(yè)、食品和服務(wù)等領(lǐng)域被廣泛使用。尤其是在德系汽車工業(yè)中，大部分零部件產(chǎn)品基本都使用eCl@ss分類系統(tǒng)來進(jìn)行管理和采購。

eCl@ss簡化了在電子商務(wù)領(lǐng)域內(nèi)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)應(yīng)用，使得從供應(yīng)鏈一開始的采購，訂貨到最終結(jié)算的所有流程中均有一致性的產(chǎn)品電子規(guī)范。有著如此龐大的連接能力，這意味物料、機(jī)器已經(jīng)建立起天然的聯(lián)系。那么如何讓eCl@ss的顆粒度足夠精細(xì)，以至于可以達(dá)到相互通訊的地步？

eCl@ss就像是一個(gè)工業(yè)詞典，讓資產(chǎn)管理殼AAS找到了產(chǎn)品分類依據(jù)。它應(yīng)用廣泛，為管理殼的各種模型提供了一致性的語義標(biāo)簽。所有人的用語，都需要到《新華字典》里找出來，于是大家說法一致。凡是《新華字典》里沒有，都是火星語。工廠里不接受火星語。eCl@ss就是工廠里的新華字典。

于是，德國工業(yè)4.0平臺，跟德國電氣協(xié)會ZVEI，以及eCl@ss標(biāo)準(zhǔn)組織通力合作，使eCl@ss用戶可以將其中的要素，快速標(biāo)準(zhǔn)化，形成資產(chǎn)管理外殼身上的一段胎記，或者一塊基因片段。它會自我表達(dá)，自己是誰。

eCl@ss作為采購環(huán)節(jié)中最常用的分類，終于可以發(fā)揮更大的作用。eClass就是一個(gè)文件，但沒有搜索能力。也沒有上網(wǎng)能力。一個(gè)圖片如果不被嵌入到HTML中，那就無法通過3W被查找到。同理，借助AAS的網(wǎng)絡(luò)化能力，第三方用戶或系統(tǒng)，就能通過網(wǎng)絡(luò)查找到相應(yīng)的eCl@ss資源供。

同時(shí)，隨著工業(yè)4.0計(jì)劃的推動(dòng)下，eCl@ss開始進(jìn)入到工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)(如AutomationML)以及自動(dòng)化系統(tǒng)中（如OPC UA）：在工藝設(shè)計(jì)階段，eCl@ss可作為機(jī)床加工件/倉儲自動(dòng)化貨柜的規(guī)格數(shù)據(jù)輸入，而在自動(dòng)化系統(tǒng)中，eCl@ss則可為機(jī)器人/質(zhì)檢系統(tǒng)提供一系列產(chǎn)品空間相關(guān)的數(shù)據(jù)。

AAS，激活了eCl@ss的能力。不過，它們基本上是同一撥成員，一起推動(dòng)工業(yè)4.0的企業(yè)推手。 


如何用工程數(shù)據(jù)，描述一個(gè)工廠？如何將兩條皮帶之間的距離，告訴打算從中間闖過的AGV小車？六個(gè)機(jī)器人協(xié)同工作時(shí)，如何記錄它在空間中的軌跡，不至于相互碰撞？

這意味著，在生產(chǎn)線上，需要有一種語言，描述工廠里的空間關(guān)系、控制邏輯。

AutomationML語言（Automation Markup Language），正是這種面向工廠對象的語言。它可以用形式化的描述方式，將工廠里面鍋碗瓢盆的瑣碎，從產(chǎn)品、物料、裝備或者加工過程，全部描繪出來。AutomationML也可以理解成一種構(gòu)建工廠三維地圖的語言，它可以將一個(gè)工廠或者產(chǎn)線，進(jìn)行數(shù)字化重構(gòu)。在這種語言的描述下，真實(shí)的工廠，通過語言的傳遞變成了一個(gè)虛擬工廠。當(dāng)然這只是一個(gè)模型。而大量仿真、計(jì)算軟件，就可以在這個(gè)模型上開始啟動(dòng)，各自操起家伙，驅(qū)動(dòng)不同的鍋碗瓢盆。

作為一種基于XML的描述語言，無論是管道工程、電氣設(shè)計(jì)、PLC編程、機(jī)器人編程等，都可以加入進(jìn)去。實(shí)際上，AutomationML就是要解決的是這些不同工程要素之間的信息標(biāo)準(zhǔn)化，如機(jī)器人、AGV等對象之間的信息交換策略。

簡單說，AutomationML就是語言，一種圖形化、低代碼的建模語言，建模方便，它是自動(dòng)化系統(tǒng)參數(shù)的輸入。

現(xiàn)在，管理殼AAS，已經(jīng)將它集成在內(nèi)，從而為AAS確立未來調(diào)用時(shí)候的相互邏輯關(guān)系。

這其中AutomationML可以兼容3D模型，這一點(diǎn)非常重要。在設(shè)計(jì)、仿真等環(huán)節(jié)，存在大量3D 模型的格式。這些CAD一般是以中立性的STEP或者IGES格式，也有西門子所管控的JT格式。但是要將這些模型，變成工廠的描述方案，則還需要一種標(biāo)準(zhǔn)。作為3D立體幾何模型的XML描述方案，最早源自索尼游戲開發(fā)的CollaDA格式，被AutomationML所采納。實(shí)際上在機(jī)器人調(diào)用幾何空間和動(dòng)態(tài)軌跡的時(shí)候，就是采用了CollaDA格式。

還有另外一種軟件，正在進(jìn)入這個(gè)陣地。那就是計(jì)算機(jī)輔助制造軟件CAM軟件。它正在從有限的數(shù)控機(jī)床，快速進(jìn)入機(jī)器人行業(yè)，從而改變機(jī)器人現(xiàn)場示教編程的低效。在很多場合，一臺機(jī)器人在現(xiàn)場等待編程的時(shí)間，能夠占到90%以上。這意味著一臺機(jī)器人90%的時(shí)間都在睡覺。而這種示教機(jī)器人的惰性，正在被CAM的離線編程逐步所取代。既然CAM能夠完成機(jī)器人的路徑規(guī)劃，如果進(jìn)一步拓展，它當(dāng)然可以繼續(xù)指揮AGV車、指揮物料的行走，再加上它最擅長的機(jī)床，那么它會更好地對產(chǎn)線設(shè)備進(jìn)行路徑協(xié)同。這個(gè)時(shí)候，它就不再像以前那樣只輸出G代碼供機(jī)床使用；而是可以借助AutomationML語言，輸出XML格式，從而真正建立產(chǎn)線上各臺機(jī)器行動(dòng)軌跡的大仿真。

管理殼，正在跟CAM/CAPP等工藝設(shè)計(jì)軟件，建立更多的連接。這是屬于管理殼的巨大勝利。也使得數(shù)字化車間，將發(fā)生更大的軟件驅(qū)動(dòng)的景象。


當(dāng)現(xiàn)場設(shè)備需要協(xié)作時(shí)，它們應(yīng)該采用何種通訊協(xié)議與工程建模方法？如何實(shí)現(xiàn)二者的可識別性，進(jìn)而完成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最重要的屬性：互操作。OPC UA就是抱著這樣的雄心而出現(xiàn)。它不僅統(tǒng)一了通訊協(xié)議框架，而且也使得各個(gè)設(shè)備有著相同的信息模型。

OPC UA天生是一種軟件化思維，這其中就包含了標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化等原則。這跟設(shè)備現(xiàn)場OT界的私有化、多樣性、非標(biāo)是完全不一樣的。可以說，工廠里各個(gè)設(shè)備都可以看成自有江湖的俠客，相互不通氣，每臺設(shè)備說的都是江湖黑話。而OPC UA則致力于將標(biāo)準(zhǔn)化，引入到設(shè)備層。OPC UA的引入，可以有效支持語義互操作，它可以承載各種語義模型，而且提供了強(qiáng)大的通訊協(xié)議接口。

如果說AutomationML提供了描述工廠對象的描述語言，那么OPC UA就是一種基于對象的協(xié)同框架。

在裝備及產(chǎn)線層面，已有眾多系統(tǒng)對OPC UA模型與通訊接口進(jìn)行了支持，其中包括離散行業(yè)的機(jī)器人、機(jī)床、3D打印機(jī)等；在流程與能源行業(yè)，多家DCS系統(tǒng)支持OPC UA通訊協(xié)議及信息模型。同時(shí)，隨著機(jī)器/產(chǎn)線與工藝設(shè)計(jì)、計(jì)劃系統(tǒng)的深度融合，OPC UA也在積極地制定與AutomationML（工藝設(shè)計(jì)格式）、ISA 95（生產(chǎn)運(yùn)營系統(tǒng)）相兼容的配套規(guī)范。

可以看到OPC UA已在近幾年取得了不錯(cuò)的成績，它正在頑強(qiáng)地向下滲透，刺進(jìn)黑暗的設(shè)備黑盒子。在此過程中，德國機(jī)械設(shè)備制造學(xué)會VDMA給予了大力的支持，它在有計(jì)劃地將各種機(jī)械設(shè)備分門別類地進(jìn)行信息建模指南。

VDMA，為這些類別都做了OPC UA的模型。工程設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備，都變成規(guī)范化的設(shè)備模型。相當(dāng)于可以這些規(guī)范，可以做系統(tǒng)集成和功能調(diào)整。如讀卡器RFID，設(shè)定有幾個(gè)指令。開始掃描、一直掃描（是否有RFID靠近）等。而機(jī)器視覺，則有拍照、旋轉(zhuǎn)、放大、縮小等指令，全部規(guī)范化。這些指令，都可以自由拖拽。這意味著，一個(gè)現(xiàn)場技術(shù)工人，就可以簡單使用復(fù)雜設(shè)備，給機(jī)器編程。原來很復(fù)雜的自動(dòng)化開發(fā)工作，就可以傻瓜化。

想一想，操作大疆無人機(jī)的時(shí)候，只需要拖拽，就可以實(shí)現(xiàn)一系列飛行運(yùn)動(dòng)。OPC UA的信息建模，就是為了使得“編程平民化”。

當(dāng)人們抱怨年輕人不肯下工廠的時(shí)候，卻從來未曾想過這些工廠陳舊的操作界面會嚇跑年輕人。這些設(shè)備操作的理念，基本是一百多年留下來的遺產(chǎn)。這期間，機(jī)械化、自動(dòng)化和信息化，不斷更新，但勞動(dòng)者都需要做出各種復(fù)雜的動(dòng)作才能應(yīng)付。而未來的車間，一定都是界面化操作。這才是迎接90后成為工廠主力的最好禮物。這些云原生的數(shù)字居民，一開始就是一個(gè)“屏生活”的時(shí)代：他們只學(xué)會了使用指尖來敲打鍵盤或者觸摸顯示屏。只有工廠里重現(xiàn)“屏操作”這樣的顛覆性工作場景，年輕人才能真正下得車間。這意味著藍(lán)領(lǐng)、白領(lǐng)的工作界限正在模糊，操作人員就是編程人員，編程人員就在現(xiàn)場。沒有足夠的底層信息建模，調(diào)整工藝的難度和工作量是不可想象的，人們不得不返回辦公桌去操作計(jì)算機(jī)。但這樣的時(shí)代，終將過去。

當(dāng)我們滿心歡喜地迎接數(shù)字化工廠的時(shí)候，千萬不要忘記迎接云原生的數(shù)字居民也進(jìn)入了工廠。一臺機(jī)器、一個(gè)工廠被操作的界面至關(guān)重要，它只屬于指尖操作。


那么資產(chǎn)管理殼，是如何進(jìn)行傳遞的？它必須在工廠里面最通用的格式中，找到一種出口。這一點(diǎn)它選擇了XML和JSON作為輸出格式。這兩個(gè)格式，在IT界應(yīng)用廣泛，而在制造系統(tǒng)中的IT系統(tǒng)，應(yīng)用非常多。無論是ERP或者M(jìn)ES，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)導(dǎo)出來的都是XML或者JSON格式，描述一個(gè)工單、人員、成本等。

而管理殼AAS的語言格式，則完全支持XML和JSON的表達(dá)方式，于是世界看上去可以統(tǒng)一起來了。管理殼可以作為一種AASX格式進(jìn)行對外輸出。這個(gè)aasx文件是開放XML格式，可以自由下載和傳輸，而且可以集成到各種服務(wù)。更重要的是，管理殼還可以作為 REST API提供，從而提供一種設(shè)備無關(guān)的讀取特征。

IBM從2015年就一直在推一種API（應(yīng)用程序編程接口）經(jīng)濟(jì)，它的意思是各種能力都要網(wǎng)絡(luò)資源化，并可借助API接口供大家相互調(diào)用，并最終實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)能力的組合。實(shí)際上，IBM發(fā)明了一種RestAPI的格式，它跟終端設(shè)備無關(guān)，因此各種數(shù)據(jù)和功能模塊，都可以在設(shè)備終端自由調(diào)用。

德國工業(yè)4.0工作組顯然吸收了IBM的想法。它認(rèn)為，首先可以將一個(gè)管理殼通過文件包的方式發(fā)給另外一方，另外一方打開后重新抽取使用。但是，這是一種最原始、最傳統(tǒng)的管理殼內(nèi)容的使用方式。進(jìn)一步，可以按照IBM所定義的方式來，那就是機(jī)器也可以是API經(jīng)濟(jì)的一部分。這種情況下，可以通過API調(diào)用一個(gè)管理殼，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜信息的交換。

但德國人更前進(jìn)了一步。它甚至認(rèn)為API經(jīng)濟(jì)，仍然是一種被動(dòng)的方式。如果是用管理殼，則可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)交互的多對多的方式，機(jī)器之間的訪問，可以變得更加自主化。

這三種不同的借用管理殼交換信息的方式，難免會使人們意識到，每個(gè)機(jī)器都可能成為一個(gè)話癆，未來工廠的機(jī)器之間，將有著說不完的話。這實(shí)際正是德國工業(yè)4.0的2030愿景：自治、互操作性和可持續(xù)發(fā)展。要做到機(jī)器自治，它們之間必然要開口說話——希望它們不會因?yàn)槌霈F(xiàn)故障而相互謾罵，或者機(jī)器罵人。

至此，可以看到，管理殼動(dòng)用了四大支柱，來構(gòu)建一個(gè)可彼此交互的智能機(jī)器世界。

不同方言的人要說話，必須先確立基準(zhǔn)。而機(jī)器互聯(lián)，則需要統(tǒng)一的語言。資產(chǎn)管理殼，吸收了四塊不同領(lǐng)域的成果，從而使得“機(jī)器都說普通話”大大向前邁進(jìn)了一步。


第三方的管理殼服務(wù)商已經(jīng)行動(dòng)起來。德國一家Xitaos公司，就是將管理殼看成是一個(gè)“數(shù)據(jù)連接器”，或者是一個(gè)數(shù)字空間與物理空間的陰陽交匯的交叉點(diǎn)。不妨說，管理外殼是“數(shù)字孿生”的外在軀殼。這使得數(shù)字孿生，可以成為一種類似PDF格式，跨設(shè)備自由傳播，而最后只需要一個(gè)PDF閱讀器。工廠傳遞管理殼，人們可以像使用PDF一樣，來使用數(shù)字孿生。只做一個(gè)管理殼領(lǐng)域的PDF閱讀器，這正是Xitaos的工作。

它為德國威騰斯坦提供了管理殼的服務(wù)。后者是一家機(jī)電一體化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括伺服齒輪箱、伺服電機(jī)、伺服變頻器等。

Xitaos為威騰斯坦提供全流程的設(shè)備備件與維護(hù)管理的管理殼服務(wù)。它最大的難點(diǎn)在于數(shù)據(jù)的異構(gòu)性，多元數(shù)據(jù)要聚合在一起，而且最終顯示要完全獨(dú)立于終端設(shè)備。

在這個(gè)場景中，SAP數(shù)據(jù)庫將相關(guān)產(chǎn)品的同步到云中的“SAP Drop”中。Xitaos通過ETL（提取轉(zhuǎn)換加載）的加工過程，形成一個(gè)變速箱的管理殼。這意味著，具有SAP特征的物料，被映射到eCl@ss目錄中一個(gè)國際登記數(shù)據(jù)編碼(IRDI）。憑借清晰唯一的語義，每個(gè)人都可以清楚地讀取。進(jìn)一步，它通過亞馬遜上的AAS平臺，轉(zhuǎn)換為符合規(guī)范的模型格式，并在云端中通過管理殼轉(zhuǎn)換器進(jìn)行呈現(xiàn)。它提供了標(biāo)準(zhǔn)的REST API接口，提供組件的信息。對于用戶而言，借助任何工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，通過REST API很容易查詢到變速箱的生產(chǎn)日期、異地交貨和質(zhì)量追溯信息。

以前產(chǎn)品規(guī)格都是在電腦里，提供文件但無法讀取。而現(xiàn)在，各種經(jīng)過過的規(guī)范性文件，都可以借助于管理殼得以匯聚并且可以激活。

這個(gè)案例展示了一個(gè)開始，但如果將這個(gè)齒輪箱的查詢，看做是管理殼所呈現(xiàn)的一種能力。那么在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上，有許多“能力”是可以共享的。把這些“能力”封裝成API，放到API Marketplace上去。這些API可以被調(diào)用者訂閱，或者組合，編排成全新的應(yīng)用能力。而管理殼則始終是底層不可或缺的信息，它們就像是一個(gè)物體的原子一樣，構(gòu)成了最基本的粒子信息。

那么，攜帶了原子級顆粒度信息的管理殼，將會呈現(xiàn)出何種更大的能力？


管理殼，把信息模型，通訊協(xié)議、工廠場景、數(shù)據(jù)格式等這些要素全部串起來。這樣看起來，它更像是一種基于HTML語言的www網(wǎng)站，通過HTTP就可以找到各種資源。就像每一段文字、圖片都有一個(gè)獨(dú)立地址，每一種機(jī)器、資源，都可以通過管理殼進(jìn)行獨(dú)立訪問、獲取和傳遞。

有了這些準(zhǔn)備，可以看看未來如何實(shí)現(xiàn)基于訂單驅(qū)動(dòng)的多方協(xié)同生產(chǎn)。

德國智能工廠聯(lián)盟正在將協(xié)同制造，引入異地來實(shí)現(xiàn)。在一條示范產(chǎn)線上，它由三處不同的地點(diǎn)聯(lián)合完成，共同制造一輛可定制化的卡車。合約制造角色就是凱澤斯勞滕大學(xué)的機(jī)床與控制部，它負(fù)責(zé)對拖車油箱上部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行銑削。盡管三個(gè)地點(diǎn)的三臺機(jī)器都具備銑削功能，但一套程序裝上去，可以實(shí)現(xiàn)不同的質(zhì)量加工等級，加工速度也不一樣。這意味著，不同地點(diǎn)的機(jī)器，完全可以通過遠(yuǎn)程來實(shí)現(xiàn)自選配置。對于其中一個(gè)廠家，它并不需要為自己的機(jī)床購買一套CAM軟件，或者也不需要自己的人員對CAM軟件進(jìn)行路徑編程（這類人員一般都是很昂貴的），可以通過第三方提供CAM遠(yuǎn)程服務(wù)，用AutomationML的描述格式，下載在本地的管理殼AAS之中。然后跟它的3D打印機(jī)進(jìn)行連接。如果不需要很高的精度，就可以提供低價(jià)服務(wù)。反之，高價(jià)格就可以提供高精度。這意味著自主化的多智能體系可以相互溝通，以確定哪一個(gè)是根據(jù)客戶規(guī)格生產(chǎn)產(chǎn)品的最佳選擇。

那么，它們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)傳遞？

可以想象，當(dāng)不同的工廠都有自己的管理殼的時(shí)候，這些連接起來的管理殼，將會相互借力。一個(gè)工廠再也不需要擁有完整的能力，它可以借助其他廠商的服務(wù)，補(bǔ)齊自己所缺的一塊能力，就可以完成一個(gè)訂單的加工。

以前都是私有通訊協(xié)議，組態(tài)會非常復(fù)雜。而現(xiàn)在由于各種設(shè)備，已經(jīng)采用OPC UA的方式得以打通，設(shè)備適配就會變得很容易。對于工業(yè)廠商，就不需要應(yīng)對各種復(fù)雜的定制化接口，IT和OT系統(tǒng)維護(hù)能力將會大幅度降低。這對于大廠，自然是一個(gè)好消息。

整個(gè)世界的IT與OT系統(tǒng)正在悄悄發(fā)生變化。一個(gè)公司的數(shù)字化系統(tǒng)要么足夠強(qiáng)大，強(qiáng)大到能夠向外溢出，為其他廠家實(shí)現(xiàn)能力復(fù)制；要么能力偏弱，這個(gè)時(shí)候它需要借助外力。數(shù)字化進(jìn)程慢的公司，或許就考慮將部分?jǐn)?shù)字化系統(tǒng)外包。

聯(lián)想正在致力于“內(nèi)生外化”的服務(wù)能力，將自己的IT系統(tǒng)做成標(biāo)準(zhǔn)化，對外進(jìn)行服務(wù)。為了面對內(nèi)部7萬多名員工、35個(gè)工廠、近6000家供應(yīng)商，它自己開發(fā)的混合云XCloud已經(jīng)應(yīng)對自如。而這種能力，同樣受到一個(gè)鋰電池大廠的青睞，它需要構(gòu)建這樣的面向全球各個(gè)基地的混合云。IT系統(tǒng)正在走向微服務(wù)化，從而通過組合調(diào)動(dòng)的方式，對外提供服務(wù)。這種方式將會使得領(lǐng)先企業(yè)的IT系統(tǒng)，越來越容易向外溢出，為其他企業(yè)服務(wù)。而反過來看，許多用戶工廠，或許將樂于接受 “CIO外包”的模式。

現(xiàn)在隨著管理殼的深入，這種現(xiàn)象也將在OT界——無論是設(shè)備端的調(diào)試還是維護(hù)變得普遍起來。對于小企業(yè)，不需要強(qiáng)大的IT能力，也可以沒有PLM軟件。它可以借助于第三方的服務(wù)，通過一種能力嵌入的方式，中小企業(yè)也能做大企業(yè)的事情。

如果深究一步，這是一種即插即產(chǎn)（Plug&Produce）的思路。它的目標(biāo)是將制造系統(tǒng)分成多個(gè)過程模塊，這些模塊可以在生產(chǎn)繼續(xù)進(jìn)行時(shí)連接在一起。這樣，就可以在幾分鐘內(nèi)重新配置制造單元布局，而不是傳統(tǒng)方法中的幾天。從U盤機(jī)器，到U盤產(chǎn)線，U盤工廠也就呼之欲出了。

基于熱插拔式產(chǎn)線，或者進(jìn)一步推進(jìn)到U盤工廠，才是規(guī)模化解決協(xié)同制造的關(guān)鍵。這背后需要對機(jī)器建模有著更加深刻的基礎(chǔ)層的探索，而合手的工具都已經(jīng)備齊，無論是低代碼編程、61499的建模語言，或者OPC UA語義與通訊、面向?qū)ο蠓抡妫€是容器化的微服務(wù)和時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)。這些工具，并不會自動(dòng)形成顛覆性的力量；只有底層的語義連接和頭疼的機(jī)器建模，才是決定性的支柱。無論是多么優(yōu)秀的頭腦風(fēng)暴，都無法把概念之花演繹成樹苗；只有老老實(shí)實(shí)地把手和腳都插到了沉甸甸臟兮兮的泥土里，智能制造才會有真正的根基。

當(dāng)人們追逐產(chǎn)線的柔性的時(shí)候，只在現(xiàn)場敲釘子、彎金屬是不足以實(shí)現(xiàn)的。只有底層連接，才有柔性之王。只有用底層標(biāo)準(zhǔn)將設(shè)備武裝起來，才能真正實(shí)現(xiàn)U盤工廠的即插即用：這才是智能制造最高級的柔性。

為什么德國的資產(chǎn)管理殼AAS是一個(gè)非常接地氣的理念，也最有助于智能制造落地？因?yàn)樗骖櫫死显O(shè)備的改造。對于新設(shè)備，OPC UA直接嵌入，自然不存在舊設(shè)備升級的過程。而對于一個(gè)老設(shè)備，只要加一個(gè)插件，實(shí)現(xiàn)OPC UA服務(wù)，從而可以讓設(shè)備在線化、標(biāo)準(zhǔn)化；同時(shí)配一個(gè)AAS，就可以完成注冊而得以激活。那么這個(gè)老設(shè)備，就可以參與整個(gè)產(chǎn)線的設(shè)備互操作。


德國正在醉心于完成智能機(jī)器底層標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)權(quán)，資產(chǎn)管理殼是它最為重要的資產(chǎn)。對于子模型標(biāo)準(zhǔn)，它已經(jīng)選好了對象，無論是eCl@ss、AutomationML，還是OPC UA。而VDMA則正在將幾十種自動(dòng)化裝備及工程工具，制定了跟OPC UA配套的規(guī)范。這其中包括德國機(jī)床協(xié)會的機(jī)床連接協(xié)議UMATI，或者是機(jī)器人、3D打印設(shè)備都在其中。甚至廚房裝備協(xié)會的各類終端設(shè)備，如微波爐、冰柜等也在其中。而在設(shè)計(jì)類軟件中，也在推動(dòng)eCl@ss分類目錄的使用；同時(shí)在產(chǎn)線工藝和物流模擬，大力推動(dòng)AutomationML的落地。

在云這一層面，得到了微軟云和亞馬遜云的大力支持，在微軟AZURE部署管理殼變得非常容易。它們對于管理殼的云圖書館的建設(shè)非常積極。這意味著二者將徹底地進(jìn)入未來工業(yè)云的領(lǐng)域。不知道阿里、華為、騰訊云是否為此做好了準(zhǔn)備。沒有底層的根技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，上層的云都是同質(zhì)化的計(jì)算能力。

法國、日本和韓國，也都分別在工業(yè)設(shè)計(jì)軟件、機(jī)器人、機(jī)床等方面，參與管理殼的應(yīng)用。

管理殼最感興趣的就是跟生態(tài)有關(guān)。艾默生的安沃馳閥島，最近宣布采用了先進(jìn)電子控制技術(shù)AES，從而將閥島變得更加智能化。而且可以接入OPC UA。其實(shí)，這樣的門檻從技術(shù)角度或許并不高。但如果大家都在介入，那么這件事情就好玩了：生態(tài)就是靠著群起而進(jìn)，才能實(shí)現(xiàn)。

如果沒有根部技術(shù)，生態(tài)就是五顏六色的肥皂泡。只有有人跟著一起玩，才會有所謂的生態(tài)。大筆一揮圈一個(gè)聯(lián)盟，是無法生態(tài)化的。沒有底層技術(shù)作為連接，又沒有市場蛋糕相互補(bǔ)位，所有的生態(tài)聯(lián)盟都不過是烏合之眾。

有人玩，才會有生態(tài)


如果沒有信息建模，低代碼編程是偽命題。讓“編程平民化”的低代碼正在變得普遍，但這種技術(shù)充滿陷阱。如果熱衷于表面上的功能拖拽，那么這仍然是一個(gè)應(yīng)用層面的集成。只要在底層，對設(shè)備進(jìn)行充分建模，并且加載統(tǒng)一的通訊協(xié)議，對工廠現(xiàn)場的低代碼編程才是真實(shí)的。

如果沒有設(shè)備的互操作能力，協(xié)同制造是偽命題。誰不喜歡協(xié)同制造？但這需要從底層設(shè)備的語義連接開始。如果只是致力于將設(shè)備的通訊協(xié)議連接起來，這充其量只能有限交換數(shù)據(jù)，而無法進(jìn)行設(shè)備的即插即用。這意味著，現(xiàn)場仍然有大量的調(diào)試的工作。目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的語境，不過是粗糙地解決了表面上的通訊連接，這離機(jī)器的互操作相去甚遠(yuǎn)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)前的框架設(shè)計(jì)，是無法實(shí)現(xiàn)跨車間、跨工廠的機(jī)器協(xié)同。

如果沒有根部技術(shù)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的狂歡就是一場經(jīng)不起推敲的資本游戲。德國的管理殼技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)正在一路下沉——沿途德國制造商各路人馬紛紛加入。2019年一些傳感器廠商如巴魯夫，已經(jīng)開始將傳感器的IO-link跟AutomationML集成在一起。這也使得資產(chǎn)管理殼，可以一路下沉到傳感層，同時(shí)也方便了電氣選型設(shè)計(jì)、現(xiàn)場通信配置。德國顯然是一個(gè)軍團(tuán)在作戰(zhàn)。德國工業(yè)4.0工作組將所有這些各項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)字模型標(biāo)準(zhǔn)，稱為工業(yè)4.0語言；而能將這一系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行串聯(lián)所構(gòu)成的機(jī)器協(xié)作，則被稱為工業(yè)4.0互操作性(Interoperability)。可以說，自從2015年德國人提出工業(yè)4.0的參考框架之后，一直就在圍繞這個(gè)框架進(jìn)行完善和修補(bǔ)。德國人是耐心的建筑師，一直在同一個(gè)地基上蓋房子。而中國人則是急性子人挖井，挖幾米就要換地方。德國人還是埋在地里拱土，而中國的智能制造已經(jīng)開始攫取花葉和果實(shí)。今日之短見，來日能收獲的只會是貧瘠。

一花一世界，一樹一菩提。花里如何看到世界，樹中如何找尋菩提？資產(chǎn)管理殼AAS就是此花此樹。不過，德國人這次舉起了屠龍刀，它要統(tǒng)治的是所有機(jī)器的江湖。