图1 PTC中国行业售前技术总监吴跃
开始正式的演讲内容之前，我想给大家分享几个案例。约翰迪尔是一家来自于美国的机械设备生产公司，业务曾经局限在农机设备生产领域，如今发展成为一家全球化的高新技术企业，为客户提供复杂的综合机械设备解决方案和服务，业务规模由1987年销售收入70亿美元、利润3.5亿美元成长为2013年销售收入350亿美元、利润33亿美元，这种转变离不开智能互联时代IT技术的推动。另外一家航空发动机制造公司，从一家产品制造型企业转变成为一家产品与服务的综合型企业，通过产品绑定服务的方式实现了更高效产出。此外还涌现了大批高科技设备比如智能穿戴设备生产公司。
图2 智能互联时代制造业的巨大变化
在这些转变中我们可以认识到，处于智能互联时代的制造业正在进行新一轮的转型，IT信息技术的发展重塑了制造业全球化、数字化的环境，产品变得智能、互连、个性化，价值从产品本身向服务转换，这些力量预示着巨大的挑战和机会。针对这个话题，今天我的演讲内容主要有三部分：智能互联时代的制造业；信息化支撑智能制造端到端过程；PTC公司介绍。
一、智能互联时代的制造业
在智能互联时代，企业通过网络对产品进行实时可视的控制，收集产品信息为研发、销售人员提供精准决策，产品拥有者通过数字用户界面实现物理交互，企业同时又可以通过产品应用数据的采集和分析来挖掘新业务机会。
图3 智能互联时代的制造业
互联的产品信息
企业通过物联网技术定义信息关系，联系各系统形成互联的产品信息，可以及时将历史问题反馈到现行研发制造过程，实现产品的实时优化；可以从多种信息源头获取产品“问题”，实现早期的问题诊断；在企业平台中利用存储的数据进行趋势分析和判断，实现趋势诊断及特殊状况预警；通过集中的问题分析实现根因定位和实施，制定永久措施，降低重复故障的发生。以下是几个典型的例子来说明互联的产品信息。
首先是针对智能互联产品的自动化服务连通。以前用户产品发生故障，需要打电话报修然后等待维修人员，现今通过自动化服务连通系统，企业可以主动搜集产品状态信息并进行分析诊断然后制定维修服务策略。主要的步骤是企业首先从连通产品中收集传感器数据，APP监控传感器数据并决定是否触发SLM（服务生命周期管理）事件或其它状况（例如预警）。如果要进行维修服务，服务知识库、诊断规则和维护时间表用于确定状况发生时需采取的行动，通过优化的库存位置，确定和订购所需零件。然后开出现场服务订单，安排技师，并找到所需服务信息将其附于服务订单，供技师使用。最后开展服务，产品回归适当状态。这整个过程可以大大节省时间和人力成本，并给客户带来良好的服务体验。
第二个例子是针对智能互联产品关键系统的安全监控与设计改进系统，其主要流程是首先通过配置监控看板，设立性能监控的门限预警。传感器捕捉门限超标事件，将事件自动记录到信息系统，预警信息发送到质量部门。然后对安全系统中采集的实际传感器数据进行时域状态分析。通过传感器读取，将过程数据采集到故障统计数据集中，工程部门计算安全系统的剩余寿命。最后定义必要的工程变更以进行产品改善，以及定义必要的维护维修活动来进行现场改善。
图4 智能互联产品的监控与设计改进
第三个例子是连通的信息展示，企业可以通过物联网系统监控产品状态、车间生产过程、厂区生产能力、安全事故等一系列重要信息，这是智能互联时代企业最典型的特征。
软件加速制造业产品创新与智能
下图反应的是一家全球化系统供应商的现状，其中圈圈中数字代表的是更替速度，可以看出软件是产品迭代速度最快的一项，如果一款实体产品一年才能迭代一次，其开发管理软件套件迭代速度可能是三周一次。软件加速驱动着产品的创新，如何对产品开发中涉及的软件与硬件进行统一管理是很多企业将面临的难题。
图5 一家全球化系统供应商的现状
MBD实现全数字化的产品研发
MBD（Model Based Definition）是指基于模型的定义，用集成的三维模型来完整表达产品定义信息，并将其作为产品设计与制造过程中的唯一依据，实现设计、工艺、制造、检测等的高度协作。单一数字化主模型可以提供完整的产品定义，企业不再以2D图纸为主，MBD模型成为产品研发流程中的核心，可以进行无障碍传递；能在企业PLM框架中有效管理，并可扩展到企业外部协作过程；用户能通过PLM系统、CAD工具、可视化工具和技术出版物等获取相关的信息。
图6 MBD模型
二、信息化支撑智能制造端到端过程
支撑智能制造端到端过程的信息化系统主要有CAD系统以创建概念设计和详细设计、分析设计、开发加工刀具和刀具路径、执行工程计算；ALM系统以管理产品要求、系统模型、软件配置、测试计划和缺陷；PLM系统以管理产品整个生命周期过程的全面定义、流程与数据；SCM系统以管理元件和供应商、评估和管理合规性以及分析产品成本；SLM系统以在整个服务生命周期中规划、管理、提供和分析服务信息、零件及保修。
以PLM系统为例的研制管理系统经历了长期的演变，上世纪90年代主要是以各类技术工具、大量独立的管理应用程序、分散沟通的企业管理“系统”形式存在，这类系统高度定制化、实施周期长，难以维护和持续发展；到了本世纪初演变成为各种强大的应用程序包，通过实施集成实现企业的管理系统，降低了定制化，由业务流程驱动，实施周期缩短，可维护性和升级也得到改善；到了今天发展成为用户验证的解决方案，实现用户业务问题的解决，最小化客制化范围和流程/业务结合行业最佳实践，能快速实施且便于持续扩展和维护。在这个演变过程中，PLM功能也得到不断扩展，能支撑产品研发、制造管理、服务管理全过程。
图7 扩展的PLM支撑全过程
以前产品设计中，结构、电子电器、软件部分是分开来独立进行的，然后在后端再进行集成测试。随着软件在产品中所占的比例越来越大，为后端的集成测试提出了更高的要求，有必要在前期就实现软硬件之间跨专业的协作开发。实现跨专业的协作开发的一个重要途径就是软硬件之间的集成，系统的需求分析与系统设计实现交互协作，系统测试与交付也实现交互协作。
图8 软硬件集成，驱动产品创新与智能
在服务方面，传统的电话上门维修模式已经逐渐被淘汰，企业服务已经延伸到面向具体产品、人员、研发销售等。支撑这些转变的是企业协同、智能连接的产品、基于角色的移动终端和Web应用和闭环的工程过程，这些帮助企业通过物联实现产品实时运行状态信息收集，然后传递给企业内部不同人员作出相关判断再返回到产品研发端进行产品优化。
图9 系统化SLM过程促进产品全连通
三、关于PTC
PTC发展重点是在CAD、PLM、SCM、ALM、SLM、物联网这六个系统化解决方案领域支持企业实现智能制造。PTC的产品现在已经非常多，短时间内难以完全说明，希望在会后能与大家进一步交流。
图10 PTC产品生命周期管理相关产品
PTC扩展的PLM解决方案所支持的端到端连接，能够覆盖完整的产品生命周期数据链，包括从计划到概念、设计、验证、制造最后到服务支持这整个过程。
图11 完整的产品生命周期数据链
在数字化制造方面，PTC也有面向产品全生命周期的三维设计制造一体化平台解决方案，支持基于三维模型的产品设计、数字化工艺和仿真以及三维工艺现场应用。
图12 面向产品全生命周期的三维设计制造一体化平台
本文根据PTC中国行业售前技术总监吴跃在“第十届中国制造业产品创新数字化国际峰会”上的发言整理而成，已经本人确认。
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本文标题：智能互联时代塑造产品与服务竞争优势
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