从中德汽车大会思考汽车制造之数字化升级的价值与逻辑
10月16日，2020中德汽车大会第二场会议在长沙经济技术开发区落下帷幕。本场大会在“深度融合升级版、协作共赢新机遇”总主题下，以“创新、转型、跨越”为分主题，聚焦新形势下中德汽车产业创新合作的新机遇，探讨数字化升级、商用车智能化、产业链投资并购、氢能源汽车发展等领域的相关话题。
会议期间的讨论充分显示了商务部举办的活动越来越务实的风格，来自德国的众多汽车品牌与业界专家纷纷表示德国与中国深化合作的计划，并充分肯定了中国已经在新能源汽车领域占据了重要的技术与市场地位，中国已经成为驱动世界经济发展的重要引擎之一，全球化的趋势不可挡。
而未来，有一些世界上最先进的技术也必然将诞生于中国，研发机构要保持领先性，必然布局基于中国市场的研发。
关于数字化升级，ACAM亚琛增材制造中心中国区执行董事王晓燕女士在中德汽车大会期间分享了她的思考逻辑。
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在中德汽车大会的前一日，大会代表参观了博世汽车部件工业4.0示范线，以及三一重工的工程机械智能制造车间、重卡组装车间。
三一积极探索互联网+工业的生产模式，以新型的智能化产品来装备传统的机械设备。基于这样的思路，三一在产品上增加嵌入式的自主开发芯片，可以通过芯片传递机器信息，上传云端并且进行数据归纳和管理，让用户更加自主管理，初步实现了机械行业智能产品的雏形。
▲三一工程机械智能制造车间
三一已建成车间智能监控网络和刀具管理系统、公共制造资源定位与物料跟踪管理系统、计划、物流、质量管控系统、生产控制中心（PCC）中央控制系统等智能系统。
三一还与其他单位共同研发了智能上下料机械手、基于DNC系统的车间设备智能监控网络、智能化立体仓库与AGV运输软硬件系统、基于RFID设备及无线传感网络的物料和资源跟踪定位系统、高级计划排程系统（APS）、制造执行系统（MES）、物流执行系统（LES）、在线质量检测系统（SPC）、生产控制中心管理决策系统等关键核心智能装置，实现了对制造资源跟踪、生产过程监控，计划、物流、质量集成化管控下的均衡化混流生产
▲三一重卡组装车间
三一在质检信息化方面，通过GSP、MES、CSM及QIS的整合应用，实现涵盖供应商送货、零件制造、整机装配、售后服务等全生命周期的质检电子化，并实现了SPC分析、质量追溯等功能。
工信部公布的2015年智能制造试点示范项目名单中，全国共有46个项目入围，三一集团成为工程机械行业入选企业。三一在制造上的先进奠定了其市场上的成功，2020年三一集团预计全年实现营收1300亿元。
数字化升级
国内包括博世、三一这样的企业已经在数字化方面走到的前沿地位，那么关于数字化升级，下一步将走向何方？为企业能够带来怎样的价值？
我们不妨化繁为简，将思考逻辑的切入点以"三一是否可以被复制？”或者说“三一是否可以被偷走？”来理解数字化升级的发展趋势。
在三一重卡的车间，所有的物流和组装是基于AGV小车的，可以说如果把AGV小车上的组件换成其他的组件，如果把指导车间物流和组装的信息流切换到其他产品，那么这个车间就可以随时切换成组装其他产品的车间。如此的高柔性，使得制造商在投资制造的同时也进一步降低了制造过程中的“刚性”制造成本，并消除了工厂切换到生产其他产品的风险成本。
那么是不是如果拥有了三一这样的信息系统，你就可以随时“复制”一个三一？
除了品牌、渠道、资金壁垒，面对数字化升级的范式转移，三一拥有的核心资源将是什么？
成功是动态的，不是静态的
在中德大会期间，国内传统车厂对特斯拉的来势汹涌感到备受压力。虽然毋庸置疑，中国电动车制造规模将成为世界领袖，同时将制造全球80%以上的传感器，包括毫米波雷达和激光雷达。而中国政府在道路智能方面的强势布局能力，使得中国的智能驾驶迎来了车的智能与道路的智能相结合的独特优势。
那么面对巨大的市场，面对得天独厚的资源与政策优势，国内传统车厂的巨大压力从何而来？
一方面是价格压力，正如北汽集团信息战略与系统运营部部长孙伯原先生所谈到的国内这么多年房价番了好几番，收入涨了好几轮，没见到车的价格涨，反而逐年下降。
国内的很多整机厂，包括汽车，包括重卡，造车利润之薄让人难免怀疑制造的附加值是否还存在？
那么这里引出一个思考逻辑：制造业的附加值如何能留在造车厂手上？如何沉淀为自己的竞争优势，不被“复制”，或者说不被“偷走”呢？如何通过附加值创造来抵抗价格竞争的压力？
另一方面车厂面对的压力是特斯拉等新造车势力的软件赋能制造生态圈的压力。传统产业的供应链是相对稳定和静态的，通常一个小的改变会带来牵一发而动全身的僵局。
而新汽车的生态系统是开放的系统，是变化和动态的。传统汽车从设计定型到新车出厂通常需要三年时间，在此期间针对这些零件生产的工艺与供应链都进入到了固化的状态。而像特斯拉这样的车企，其软件几乎每个月都会更新。数字化的基因可以说是根植在新造车势力的血液中的。
抵抗和战胜压力，我们要思考的维度很多：
- 目前制造环节中的制造过程是一种相对层面上“静态固化”的一个过程，数字化的价值相对局限在优化制造资源的分配上；
- 目前大家都生产大同小异的产品，设计环节相对来说是与其他制造商并无明显区别的设计结果，设计的价值局限在人有我有的层面上；
- 目前工艺控制的层面相对来说依赖于CAM的编程水平，并没有充分发挥制造过程中数据的价值。
那么制造中的附加值还有很多潜力有待新的数字交换设施，新的算法，新的逻辑来实现数字化的范式转移。
在实现工艺的自适应与自进化方面，我们再一次的将思考的逻辑化繁为简，从5G与边缘云计算来加深对制造业附加值的理解，以把握数字化升级的新机遇。
l 5G与边缘云计算
5G的更大价值在于对制造业的数字化升级，5G意味着高通量、高密度、低延时的数据无线传输，意味着边缘云计算解决方案对制造过程实现实时干预。
欧洲5G工业园区于2020年5月12日启动了5G网络，通过将近1平方公里（约1500亩）的面积，19根5G天线和每秒10G比特的带宽，德国亚琛园区运行着欧洲最大的5G研究网络。
在参与项目合作的机房中，室内近7000平方米，代表了生产技术激光制造、机加工、3D打印等等所有领域。这些设施配备了最先进的IT和生产系统，因此提供了独特的基础架构，在这里研究合作伙伴一起共同测试单个5G应用程序。
▲来源：ACAM
5G为制造业带来的革新价值说到底是Networked, Adaptive Production-网络化自适应生产。
通过边缘云技术将数据实现双向传输，一个方向传输到实际加工场景中进行加工过程干涉，另外一个方面传输到数字孪生体系统中，使得数字孪生体实现更为精准的过程预测。
这使得数据与算法的结合成为制造业附加值创造的利器。制造业中的数据是最有价值的“金矿”，结合着算法、边缘云计算所实现的产线自适应，这个竞争力是外界难以“复制”或者说是难以“偷走”的。
▲视频：位于亚琛的欧洲最大的研发型5G工业园
正如特斯拉可以通过新软件神奇的改变汽车的驾驶性能，续驰里程或者加速能力，这些功能通过云端，神奇的潜入驾驶者的车中，不仅使得车辆的性能实现了某种意义上的自进化，也将驾驶的体验不断的注入了新奇感。
未来已来，不仅仅是汽车驾驶本身，而更是从汽车、飞机、能源等工业领域的制造源头，将搭载5G带来的神奇翅膀，完成一次崭新的升级，通过云端发出指令，进行加工过程中的自适应调整，实现真正意义上的自适应制造模式的工业4.0。
竞争力的打造是多维的，不是单维的
随着3D打印-增材制造的发展，我们需要意识到3D打印开辟了新的赛道。以往的制造业在追逐效益提升的赛道上不断的逼近机器和人类体能的极限。国内的汽车制造业以996（早上9点上班，晚上9点下班，一周工作6天）的工作方式为常态。然而随着3D打印的发展，竞争的规则已然在这条“夺路狂奔”的赛道上将被偷偷切换到另外一条赛道。
效率竞争的赛道已然成为单维竞争赛道，3D打印开辟了性能优化竞争的新赛道，在重塑产品和提升产品方面激发了设计赋能附加值创造的新赛道。
设计是很重要的，是增材制造的关键，业界需要设计的是新的产品，新的设计思路将启发业界思考如何实现功能集成，如何实现减重，甚至可以通过新的算法来自动实现设计，拿亚琛开发的基于算法的点阵建模过程来说，可以通过算法在业界需要更高的强度的时候实现更强结构的点阵，在需要更轻量化的时候获得更简洁的点阵，这使得设计变得轻松，消除了大量体力性质的建模过程，设计师只需要输入约束条件，大量的建模工作由计算机自动完成，从而实现更快更轻松的设计迭代。
以增材思维导向的设计给产品带来了怎样的变化呢？拿司空见惯的机床上的切削刀具来举例，通过3D打印内冷结构在刀具的内部，实现了更小直径，更好的冷却效果，这带来了一系列的商业竞争价值，包括前沿化品牌影响力，并实现更快的设计迭代，可以更快的测试新设计。有了增材制造，创新的思路可以更加宽广。
那么我们回归到对于三一打造的先进的柔性化产线，下一步，要在竞争中不容易被替代，在市场上拥有一定的产品价格的话语权，则需要在数字化方面进行再一次的升级，实现产线自适应、以产品功能实现为导向的数字化设计、工艺自优化等基于大数据、人工智能、数字孪生体技术、边缘云计算、区块链这样的多维度的数字化升级。
ACAM一览
ACAM亚琛增材制造中心提供工业3D打印领域的创新技术、研发和培训。在ACAM，行业合作伙伴可以获取独特的增材制造材料、设备和软件产品的解决方案组合，ACAM的研发集群拥有超过100位研究人员，25年的增材制造经验以及50多台金属和塑料增材制造系统为整个增材制造工艺链提供了量身定制的独立解决方案。基于ACAM的专业咨询和教育体系，以及ACAM为企业和公共项目所提供的雄厚的研发经验，ACAM以开放的心态为更多寻求合作的企业提供相关支持。
汽车与数字化制造方面，亚琛工业大学的汽车工程研究所（ika）是ACAM亚琛增材制造中心的研发成员，ika拥有庞大的实验车间和试车场，和宝马、大众、戴姆勒等大公司合作紧密。数字化方面，在位于亚琛的欧洲最大的5G工业园区，正在研究、开发适应5G的工业4.0技术。从自适应生产的目标出发，项目合作伙伴重点研究内容包括-监视和控制高度复杂制造过程的5G传感器，移动机器人，物流和多站点生产链，区块链，边缘云计算，数字孪生体技术等。除了在欧洲5G工业园区的覆盖下展开的数字化研究，ACAM还成为了德国MyDataEconomy alpha阶段的参与者。MyDataEconomy是基于IOTA缠结技术的分散式生态系统，可通过简单的方式将非常复杂的数据源数字化。它确保数据完整性，数据主权和数据不变性。此外，它通过无费用交易实现了资源节约，环境友好和可扩展的使用。
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