第1站 PTC
產品搜索
與美國企業進距離接觸
過去三十年，PTC一直致力于制造業的設計軟件（CAD）和產品全生命周期管理系統（PLM），從2014年開始，PTC開始探索物聯網領域的應用，通過一系列物聯網相關技術和公司的收購，以幫助制造業更好地完成數字化工程設計、數字化制造以及數字化服務的轉型。除了傳統的CAD（Pro/E）和PLM業務，PTC正在大力推進物聯網應用，包括組建專門的技術平臺部門和物聯網解決方案部門。
PTC Connnected Manufacturing部門的副總裁HowardHeppelmann在與考察團互動時指出，依托物聯網技術，PTC正在致力于幫助制造企業實現三種路徑的轉型：面向工程設計的數字化轉型、面向智能制造的數字化轉型、面向服務的數字化轉型。 在考察過程中，PTC工程師們還為考察團成員演示了三組Demo，分別是數字化工程設計演示（卡特彼勒發電機案例），數字化制造演示（裝配線演示）和數字化服務演示（施耐德電氣）。
作為PTC的重要技術平臺，ThingWorx在本次考察中頻頻被提及。2014年1月，PTC正式收購物聯網平臺創建者ThingWorx，憑借ThingWorx，PTC可以幫助企業及其產品之間建立一個安全可靠的橋梁，為產品的維護和運營建立一個快速開發應用程序平臺，并最終獲得從產品中創造全新價值的方式。
PTC關注的另一重要技術方向是增強現實AR技術。AR技術在制造業的應用有著廣闊的前景，其價值包括：讓設備的維修維護變得更便利；更便捷、準確地指導產品的生產制造過程；讓產品營銷變得更犀利；產品設計階段仿真、分析、評審產品模型；運用AR技術拓寬物聯網應用。盡管PTC一直在介紹IoT和AR相關技術，并突出其戰略意義，但John Stuart強調，PLM和CAD業務仍是PTC的重點，占據PTC公司整體業績的90%，PTC未來會加強PLM和物聯網平臺的融合。
第2站 三菱
三菱電氣北美研發中心的主要工作在于前瞻性技術預研。研發的成果會反饋至三菱總部投入應用。目前三菱電氣年銷售額達350億，計劃至2020年增長20%。其中有很大一部分將來自于新新產品和新技術的應用。對方展示了6個項目的研發情況：
1. 機械手抓取及三維重建---突出數字化仿真技術將對路徑優化、傳動設計等傳統技術帶來的幫助。
2. 五軸增材制造系統---重點解決增材制造中空間路徑設計問題，可以保證所獲得的3D打印成品在質量和成本間形成最優解。
3. 高速運動中的分段控制---通過并聯性傳動設計，實現運動部件速度和精度的平衡。簡單而言，即設計級聯傳動，高速運動系統保證運行效率，低速運動系統保證定位精度。
4. 人腦意識識別---通過對腦電波的分析、識別，判斷人的意識所在。
5.1TB光通訊實驗---驗證未來高速光傳輸網絡構架。在該實驗中，采用的是普通G652光纖，傳輸距離小于50m。
6. 混合語音識別---在多人語音環境下，識別出每一個獨立語音。
從介紹的六個項目來看，前三個項目重點解決傳統機械加工方式難以處理的問題；后3個項目重點解決現場信息傳輸效率和準確性問題。
第3站 ANSYS
ANSYS全球總部位于賓夕法尼亞州匹茲堡。在即將過去的2016年，ANSYS將成為全球第一家年營業額超過10億美金的工程仿真公司。ANSYS CEO Jim Cashman先生在給考察團致歡迎詞時指出，隨著產品復雜程度不斷地提高，制造商所處的商業環境競爭越來越激烈，在錯綜復雜且極具挑戰性的市場中，具備創新性且可以改變游戲規則的產品不可或缺。工程仿真技術正發揮著越來越重要的作用。如今，越來越多的企業都認識到采用仿真技術代替物理樣機試驗的價值，不但可以降低成本，縮短研發周期，還可以提升企業的創新能力和產品的競爭力。可以說，工程仿真技術是工業創新的重要數字化環節，是工業創新的重要驅動手段。
ANSYS每年的研發投入是營業額的17%-18%，遠遠高于IT領域的其他公司。近幾年ANSYS在前沿技術領域做出了大量的探索。包括物聯網工程、云仿真、Digital Twin等方向。在現階段，ANSYS重點關注的物聯網應用領域，包括交通（無人駕駛汽車、信息娛樂系統和無人機），健康與消費者（物美價廉的藥品、體育與可穿戴設備）、基礎設施與工業（智能家居與智慧城市、互聯的展示、工業裝備和資產管理）。ANSYS正在積極探索的另一項前沿技術應用是——仿真云。在ANSYS企業級解決方案副總裁Ray Milhem看來，盡管云技術在其他IT領域應用已經相對比較成熟，但云仿真仍是一個嶄新的領域。
第4站 GE
GE內燃機再制造工廠（GERe-manufacturing factory）的主要業務是回收已使用的機車內燃機，翻修后再以低于新產品的價格銷售給用戶。在考察中，我們參觀了整個翻修車間。通過與對方的交流，有以下幾點感受：
一是GE在數字化設計方面很完善，每臺返回的內燃機都有對應的數字化設計檔案；
二是數字化仿真與檢測系統完善；通過對比數字化檔案和實際檢測結果，可以快速確定翻新措施，如需要替換哪些零件，對那些部位需要再次檢查等；
三是通過翻新，可以快速掌握用戶使用習慣，建立定制的用戶服務策略；
四是在翻新過程中所獲得的信息，可以對設計產生非常大的幫助，形成完整的PDCA循環。
第5站 KSS
2 日上午前往位于密歇根州的汽車工業之城底特律的Sterling Heights， 參觀了知名的汽車安全系統公司--Keysafety百得利（簡稱KSS）總部。KSS公司是一家生產和設計汽車安全氣囊、座椅安全帶、方向盤和汽車全方位安全集成系統的全球領軍企業。在14個國家有32個工廠，5大研發中心分布在全球各大洲。在中國上海、湖州、蘇州和天津設有工廠。2015年銷售額約16億美元，2016年預計銷售額將達到17.5億美金。KSS的產品被廣泛運用于歐洲、亞洲和北美的汽車生產廠商所生產的300多種車型。客戶包括象戴姆勒－克萊斯特、菲亞特、福特、通用、現代、標志雪鐵龍、大眾等國際知名汽車企業。同時還為超級高檔車定制專業的安全系統。KSS的主要產品分三大類：被動安全產品、主動安全產品，以及特制超高檔產品。
KSS的信息系統逐漸在向云端轉移。郵件系統、CRM系統，ERP系統部署在云端。MES系統則部署在本地，這樣可以避免由于斷網而引起對生產的影響。KSS使用西門子Teamcenter系統來管理產品的三維模型和工程圖，而企業級的plm平臺則是基于開源的Aras系統來進行擴展。由于公司遍布全球，每個洲有各自的特點，所以美洲、歐洲和亞洲三大地區的MES系統各有不同，現在KSS正在整合三大地區的MES系統，不過這將會是一個艱巨而又漫長的過程。
第6站 福特
下午來到位于底特律的福特Ford Rouge Factory——F-150皮卡總裝工廠參觀。考察團首先來到了福特博物館。福特博物館是美國最大的室內與室外歷史博物館，館內陳列了交通運輸業的相關展品，主要是福特歷史上的汽車。在福特Ford Rouge Factory，還通過紀錄片的形式觀看了亨利·福特致力于汽車工業傳奇的一生，通過4D多媒體的形式領略了皮卡從概念設計到生產下線的全過程，也體驗了福特皮卡裝配車間的生產和福特工廠的綠色環保理念。此次參觀的重點是F-150的總裝工廠。作為福特F-150皮卡的主要生產基地之一，福特F-150在這里完成從外殼噴漆后到整個車身裝配完畢的全過程。Ford RougeFactory的Dearborn總裝工廠執行了世界一流水平的精益生產標準，包括：同步物流，在線汽車排序，減少廢料與以小組為基礎的解決問題流程以及嚴格的質量管理程序。
福特作為率先提出流水線生產作業模式的企業，在精益生產方面非常有經驗。通過現代IE（Industry Engineering ）方法，建立合理的生產節拍，保證產線的高效運行。雖然在技術層面并不是非常高大上，但運行效率的確非常高。
第7站 羅克韋爾
3日來到位俄亥俄州克里夫蘭的羅克韋爾公司自動化工廠，近距離了解其提出的互聯企業(ConnectedEnterprise)理念。羅克韋爾是一家專注于自動化領域的公司，有著超過110年的歷史，在全球有22000余名員工，年營業額超過60億美金。
羅克韋爾架構和服務高級副總裁Frank kulaszewicz向考察團介紹羅克韋爾時提到：隨著產品的個性化需求越來越多，未來的制造業的復雜程度將越來越高，競爭也將越來越激烈。更快的上市時間、更低的總擁有成本、更高的資產利用率以及企業風險的管理是幫助用戶獲得切實效益的四大因素。為幫助企業抓住這四個價值，羅克韋爾提出了"互聯企業"愿景——通過IT（信息技術）和OT（運營技術）的融合提升企業生產效率、經濟效益和可持續性。
目前業界的一個共識是：IT和OT對工業企業獲得成功都至關重要，但實現這兩個領域的真正融合仍然存在挑戰——現有的大部分架構都不夠靈活、成本高昂且難以擴展。在向考察團介紹互聯企業愿景時，羅克韋爾重點提到了其自動化集成架構的特點。
自動化集成架構是一種工業自動化基礎結構，為各種自動化控制類型提供了可升級的解決方案，包括順序控制、運動控制、過程控制、驅動器控制、安全和信息處理。羅克韋爾自動化集成架構很重要的一個優勢是，在傳統的架構上加入了信息系統，即加入MES連接時，兩者之間可以建立實時的數據通信。與傳統架構產品采用OPC 等連接相比，其系統穿透性、性能和互聯性均不及自動化集成架構。因此自動化集成架構在物聯網時代將能發揮更大的價值。Frank kulaszewicz介紹，羅克韋爾自動化"合作伙伴聯盟計劃"是一個匯集眾多行業領先供應商、經銷商、系統集成商以及機器和設備制造商的強大網絡。其宗旨是幫助工業企業更好地解決制造和自動化難題。
除了了解羅克韋爾的互聯企業愿景，考察團在上午還參觀了其全球技術支持服務中心，以及自動化系統的有關實驗室。
Rockwell作為工業系統解決方案供應商，對于如何融合IT和OT作了大量嘗試。尤其正在開發的自動化集成架構，重點在于設備與設備，產線與產線間的數據交換，可以看作霧計算構架。雖然目前MES系統非常熱門，但是當大數據應用的廣泛推廣后，MES系統需要承載非常大的數據計算和交換。如果按現有構架推算，可能導致整個系統運行效率的下降。因此實現本地數據優化，減少系統運算開支將是未來的一個方向。
第8站 約翰迪爾
4日上午來到了位于芝加哥以西150英里的莫林市，參觀了農機巨頭約翰迪爾公司的播種機制造工廠，深入車間，參觀了這個龐然大物的生產、噴涂、部件裝配和總裝過程。1837年，鐵匠約翰．迪爾為了幫助農民們不斷革新農耕操作，發明了一種不占泥土的鋼犁，并由此起家，創立了約翰．迪爾公司。約翰迪爾公司經歷179年的發展，從最原始的馬車設備到現在的配有GPS的先進設備，"John Deere" （約翰迪爾）已成為馳名世界的品牌。約翰迪爾的農用工具排名世界第一，被譽為農機產品中的"奔馳"。
考察團此次參觀的是播種機集團（Seeding Group ）制造廠，該工廠非常大，自動化程度也比較高。工廠的生產工序是對播種機進行焊接，組裝和噴漆。該廠有209名工作人員。每臺播種機的從材料進廠進廠到成品出庫只需六小時。該工廠生產組裝的播種機有24道和48道，48道的播種機占地面積巨大，在這個廠只負責生產相應部件，再運到其他廠組裝。廠內兩臺日本精森機器，是用來制作零件的，該機器可以做不同種類的機器，大概一年可以做75000件。隨后，講解員帶領考察團參觀了四段工序：切割、焊接、噴涂及總裝。在參觀過程中，講解員提到，由于產品的功能較為復雜，現在基本上都是通過軟件在控制，公司對于軟件的投入也十分巨大。幾乎一半的工程師都是負責軟件開發。雖然只是在做看似簡單的農業產品，但是其中涉及到的技術卻非常復雜。約翰迪爾認為他們的產品就是"輪子上的電腦"，而客戶，則可像使用電腦那樣，利用約翰迪爾的產品來完成作業。
John Deere通過數字化設計以及產品生命周期管理，掌握了大量用戶潛在需求。并通過完善的MES系統實現了大規模定制生產。我們參觀的工廠主要生產部件，但是針對不同需求，同樣部件會有不同參數規格。在總裝階段，就可以實現模塊化組裝。
第9站 DMDII
下午來到位于芝加哥的數字制造和設計創新機構（DMDII），了解美國的這家權威第三方機構在推進數字化設計和制造技術方面進行的探索與實踐。DMDII隸屬于UI labs，UIlabs人力資源和運營總監Jenny Fisher 向考察團表示，U和I分別是University和Industry的縮寫，其宗旨是為學術界和企業界搭建溝通與協作的橋梁，是美國創新網絡的重要組成部分。一方面從企業獲得資金、并了解企業的需求，另一方面利用學術界的研發人力資源幫助企業完成目標。
對方介紹，作為一個協作創新的平臺，UI labs目前吸引了超過300個學術界和企業界的合作伙伴，在94000平方英尺的辦公區域，有超過50位員工為UI labs工作，另外還有很多高校的教授和學生給予UI labs各種支持。UI labs目前共有DMDII和CITY Digital兩個機構，DMDII是奧巴馬政府倡導成立的幫助美國制造業保持競爭力的機構，CITY Digital則是由微軟、埃森哲等非政府組織資助的致力于智慧城市研究的項目。UI labs另外一個重要的價值是幫助互為競爭對手的企業開展一些合作，共同推進很多前沿的技術研究。DMDII目前共有57個項目在進行，總經費超過5200萬美金，通常情況下，一個項目由8到10個合作伙伴共同完成。DMDII的職責是組建跨學科的研究團隊，整合IT和制造解決方案，并與多業界合作，推動數字技術在供應鏈中的應用。目前，DMDII主要有三類加盟的合作伙伴，第一類需要繳納40萬美金的年費，包括西門子、羅羅公司、GE等；第二類需要繳納20萬美金的年費，包括寶潔、微軟、波音等；第三類年費為500美金。
美國在產學研方面非常務實，并不是由政府牽引，而是各個企業、高校形成聯合開發體，前瞻性技術的開發效率和質量可以得到良好保證。
總體感受：
1. 美國人沒有提Intelligent manufacturing而是提出的Smart Manufacturing。個人理解，美國企業在現階段更看重如何保證數字化設計、制造、服務的效率和質量。相對于美國企業，我們現在欠缺的還不是智能化，而是數字化。
2. 美國企業在推進智能制造時非常務實，大都和精益生產結合，確保技術進步的投入產出。而且通過與PTC、ANSYS技術人員的交流，我發現他們的用戶更關注于整體解決方案的提交，亦即首先進行系統規劃和系統收益分析，再逐步實施，很少有單點升級的。
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