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    【工業互聯網專題】工業互聯網發展趨勢:重視工業智能的價值!

    2021-03-11
    來源:騰訊網

      從2017年官方文件發布《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》以來,從中央到地方,從政府到企業,各單位對國家的方針政策響應都很積極。據統計2018年至今,工信部發布了10個帶有工業互聯網標題的政策文件,安徽、北京、重慶、福建、甘肅、廣東、貴州、河南、湖北、吉林、江蘇、青島、青海、上海、深圳、天津、云南、浙江等各省市均出臺過推進工業互聯網創新發展的政策。2020年上海國際工博會上,參展的工業互聯網企業有200多個,呈現出一片繁榮景象。

      但企業在向工業互聯網的過程中遇到很多問題,受實施成本和復雜度較高、供給側數據難以打通、整體生態不夠完善等因素限制,目前的工業智能仍以解決碎片化需求為主。疫情中數字經濟所展現出來的韌性讓企業更加重視工業智能的價值,加之數字技術的進步普及、新基建的投資拉動,這些因素將共同推動工業智能從單點智能快速躍遷到全局智能,特別是汽車、消費電子、品牌服飾、鋼鐵、水泥、化工等具備良好信息化基礎的制造業,貫穿供應鏈、生產、資產、物流、銷售等各環節在內的企業生產決策閉環的全局智能化應用將大規模涌現。

      此外,制造業中小企業普遍反映數字化成本過高,互聯網企業普遍反映難以向垂直行業深挖,垂直行業企業普遍反映在轉型升級后沒有取得好的效果。因此很多企業陷入不知道如何發展工業互聯網,應該走什么樣的技術路線的困境。

      本文從技術和產業雙重角度,梳理國內外各類型企業向工業互聯網轉型的幾種發展模式,分析其中的優劣,為我國工業互聯網創新發展提供技術路線方面的建議。

      1 工業互聯網技術體系與發展路線

      首先,工業互聯網是新型網絡基礎設施,是新型工業生態,是新型應用模式。因此從廣義的技術上來看,工業互聯網技術既包括工程技術,也包括管理理論和經濟學理論等內容。

      其次,工業互聯網是新一代信息通信技術和工業的融合,因此從狹義的技術上來看,即工業互聯網工程技術,其主要包含工業技術、信息技術和通信技術。

      并且,從工業互聯網整體架構的角度來看,工業互聯網以網絡為基礎,以平臺為核心,以安全為保障,因此其技術體系包含了網絡技術、平臺技術和安全技術。其中網絡技術除了包含網絡基礎設施技術,還包括標識解析技術等。平臺技術除了包含云原生技術、云計算技術,還包括大數據技術、邊緣計算技術等。安全技術既包含信息安全技術,也包括工控安全技術等。

      最后,從工業發展的角度來看,工業互聯網是第四次工業革命的基石,是新一代工業信息化,是以工業3.0為基礎,以數字化、網絡化、智能化為方向。因此工業互聯網技術,以自動化技術為基礎,包含數字化技術,如數據采集技術、數據可視化、數字孿生技術等,也包含網絡化技術,包含網絡平臺安全所有技術,以及智能化技術,如工業智能、機器學習等。

      可見,工業互聯網技術體系規模龐大,任何一個企業都不可能同時發展全部的技術。任何企業在向工業互聯網企業轉型的過程中都需要選擇適合自己的技術發展路線。

      根據以上總結的技術體系,可以得出以下幾條技術發展路線。

      1.1 工業類企業向普惠金融領域發展

      很多人知道工業互聯網是由美國通用電氣公司在2012年提出的,但不知道在通用電氣牽頭研究工業互聯網的是一位經濟學家,名叫馬可·安努齊亞塔(Marco Annunziata),曾多次提出工業互聯網解決的是發達國家經濟增長停滯的問題。在2017年官方政策文件中把工業互聯網僅僅定義為網絡基礎設施,而現在我們國家也意識到工業互聯網不僅僅是基礎設施,更是商業模式和工業生態,工業互聯網不僅僅是“工業+互聯網”,而是新一代信息通信技術與工業經濟深度融合的產物?,F在,越來越多人意識到工業和金融的融合是未來的趨勢。

      一般大型制造業企業在積累了一定閑置資本后,召開董事會做出金融決策,來為公司爭取更多的利益?;蚋M一步,決策控股一個金融公司或項目組,由該公司或項目組獨立運營金融業務,比如通用電氣資本(GE Capital)、因特爾資本(Intel Capital)等等。

      普惠金融最大的難點在于風險控制。其一,金融機構風控的模式已經固化;其二,金融機構對其他行業了解較淺,很難準確判斷貸款對象的價值;其三,在技術上還無法實現對借款企業有效的監測。而這些問題在工業類企業卻得到很好的解決。首先工業類企業不存在固有的金融風控模式,其次工業類企業對自己供應鏈上下游的中小微企業了解相對較深,并且工業互聯網技術也讓對工業價值鏈的監控實現可能。

      因此在工業互聯網革命下,工業類企業實現產融結合反而比金融類企業更具有優勢。以三一重工孵化的三一金票為例:

      湖南三一金票科技有限公司成立于2019年11月18日,由三一重工股份有限公司發起設立的,簡稱“三一金票”,是國內首家工程機械行業提供供應鏈金融服務的平臺,助力解決供應商融資難融資貴的現狀,以實現產業金融結合。

      其中,所謂的“金票”是一種基于供應商對企業的應收賬款的電子付款承諾函。由企業向供應商開具的“金票”,可以讓供應商在三一金票平臺上借到貸款。

      這種基于應收賬款的貸款模式,在一定程度上打破了傳統金融機構的風控模式,應收賬款在一定程度上可以體現借款企業的經營情況,然而這種模式離真正的產融結合還存在差距。

      1.2 工業制造類企業與信息通信類企業相互轉型發展

      工業制造類企業和信息通信類及其相互轉型的技術本質是工業的信息化,在工業互聯網革命之前,這種轉化就是存在的,但不夠徹底。工業互聯網是新一代的工業信息化,比之前融合得更加深入和徹底。也因此,工業類企業和信息通信類企業彼此融合是目前工業互聯網革命大浪潮下最主要的旋律。

      工業制造業可以按照生產模式分為流程型和離散型。調研發現,工業互聯網在離散行業更體現出賦能效果。流程行業的產品往往通過連續的物理或化學方法加工原材料制得,其生產模式更加固化。離散行業的產品往往由多個零件經過一系列并不連續的工序的加工最終裝配而成,汽車、家電、飛機、電子設備等等屬于離散工業產品。離散型制造經工業互聯網賦能升級便產生了全新的生產模式,其中目前火熱的正是C2M(Customer-to-Manufacturer,用戶直連制造)。

      1.2.1 工業制造類企業向工業互聯網平臺企業轉型

      工業制造類企業向工業互聯網平臺企業轉型可以舉的案例太多。在2019年工信部評選的十大雙跨工業互聯網平臺中,包括海爾COSMPlat、東方國信Cloudiip、樹根互聯的根云平臺、航天云網INDICS、浪潮In-Cloud、華為FusionPlant、富士康BEACON和徐工的漢云平臺,八家都由制造業企業孵化而來,了解工業互聯網行業的人對這些平臺都已經非常熟悉了。經過今年的調研,發現另有兩家工業制造類企業在工業互聯網轉型上頗有特色,一家是金風,另一家是美的。

      新疆金風科技股份有限公司,簡稱金風科技,是國內首家具有自主研發生產完整風電裝備的企業。金風目前通過數字孿生技術打造的工業互聯網平臺,可以有效全面分析當地的地理和氣象狀況并計算出風機搭設的最佳坐標,平臺預測天氣的準確度甚至高出國家的天氣預報節目。

      另一個案例美的,以家電產品廣為人知,2020年位列《財富》世界500強企業名單第307位。美的的轉型相比其他的制造業企業,更具備互聯網的屬性,比較亮眼的是2020年剛剛啟動的美的智數平臺。

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      美的智數全價值鏈運營示意圖

      工業制造類企業在往互聯網轉型過程中,第一步是要集成自己的資源,尤其是產品設計、生產、制造能力,以及供應鏈上下游和客戶,實現一個自己的“朋友圈”。第二步是要把這套模式推廣到萬千企業,形成工業互聯網通用性大平臺。美的智數平臺正是在已經打通第一步的自身的價值鏈的基礎上,開始的第二步邁進。

      美的作為我國老牌的家電企業,深諳工業制造類企業的痛點需求,其智能制造套系產品之一——APS,針對定制化需求,優化生產計劃模式,驅動供應鏈協同,構建了從“C2M月度規劃”到“訂單交付”、“生產備料”三層計劃模式。美的的T+3模式以“以用戶為中心”為踐行理念,以用戶和產品為導向,打通研發、制造、營銷、服務端、市場端的鏈條。

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      美的APS系統示意圖

      更進一步,美的智數還為企業和個人提供云SaaS服務,包括SRM云、風控云、尋源云、進銷存云、工業仿真等等,致力于把小范圍內的價值鏈循環拓展到互聯網領域。

      1.2.2 信息通信類企業向工業領域延伸信息通信類企業在向工業垂直領域深耕時,本身攜帶互聯網基因,擁有較為開放的機制,能更快適應工業互聯網開放性的模式。但反過來,信息通信類企業最大的問題是對工業的理解浮于表層。信息通信類公司在轉型時經常給toB和toC兩種模式作比較,認為C端的共性需求更多,比如聽歌、購物,而B端的共性需求少,差異化大。實際上,這是因為服務提供者自己就是C端,很容易找到自己的共性需求。B端的共性需求其實也很多,但信息通信類企業不了解工業企業,才會出現提供的功能無法根本性滿足工業類企業。

      拿工業電商舉例,阿里巴巴的1688、京東工業品、百度的愛采購都有此類問題,因為工業對供應鏈原材料或零件的質量要求非常高。如果平臺自身無法把控平臺上工業品的質量,就難以打入工業真正核心的領域。相比而言,有色金屬網、震坤行和云漢芯城在工業界都要更具影響力。

      1.3 自動化企業向數字化、網絡化、智能化方向發展自動化企業在本文不是指能夠實現自動化的企業,而是專門提供自動化解決方案的企業,比如西門子、ABB、施耐德、和利時等等。有一些人分不清自動化和工業互聯網,自動化是工業3.0的成熟模式,而工業互聯網是工業4.0的基石。自動化和工業互聯網存在一定的重合,然而本質上來說自動化中核心的信息技術是計算機技術,工業互聯網中核心的信息技術是互聯網技術。從表象上來看,自動化生產的特點是無人、流程固定和快。而工業互聯網賦能的生產是在無人和快的基礎上,還能實現數據監控和網絡協調,甚至進一步實現柔性智能。工業互聯網是在自動化實現的基礎上,進一步的信息化,是工業的數字化、網絡化和智能化。數字化是網絡化和智能化的基礎,智能化是工業4.0最有價值的目標,是工業互聯網最核心的驅動。因此自動化企業轉型的方向是從提供自動化解決方案,升級為能夠提供工業數字化、工業網絡化、工業智能化的解決方案。

      有的企業為了噱頭,把自動化工廠宣傳為智能工廠。以全球自動化行業第一巨頭西門子為案例,西門子專門設立了西門子Advanta模塊來應對工業數字化挑戰,確保其用戶在數字化轉型的賽跑中始終領先??梢?,世界最先進的自動化企業仍處于工業4.0最基本的數字化階段的摸索時期。

      1.4 工業軟件類企業向平臺方向發展有一種觀點認為工業互聯網是以工業軟件為驅動的,雖然此觀點尚需討論,但毫無疑問的是,工業軟件正是統一了工業的共性需求而集成出的解決方案。工業軟件類的公司屬于信息通信行業,相比于工業制造類公司,更具有互聯網行業的形態特征。相比其他信息通信公司,對工業更了解。從工業軟件到工業互聯網平臺,只需要把軟件平臺化,把以前零散的數據整合,這條路線在文中提到的四類發展路線中是最順理成章的??上У氖?,我國工業軟件發展在世界處于落后位置,國內缺乏實力強大的工業軟件類企業。2020年7月美云智數打造了國內第一款擁有自主產權的工業仿真軟件MIoT.VC,并在逐步平臺化。

      這種發展路線,以法國的達索系統的3DExperience為相對成熟的案例,達索系統公司把它曾經推出的多款產品,如SolidWorks,CATIA,SIMULIA,DELMIA,ENOVIA 和3DVIA 等等,都集成到了它的3DExperience平臺,提供公有的或私有的云服務。用戶可以在一個平臺上使用所有的軟件功能,所有使用的記錄會統一保存在云端,在各個環節打通,所有從設計到研發再到制造,以及產品和項目全流程的管理的數據都能夠清楚地掌控。

      2 工業互聯網成熟模式以及各類企業發展趨勢雖然工業互聯網行業呈現出一片繁榮景象,但所有調研的案例都沒有真正達到工業互聯網理想的模式。按照技術路線的推理,工業互聯網成熟形態至少包含以下四大類:

      2.1 工業互聯網產融結合剛才介紹的三一金票確實是我國工業制造類企業向普惠金融探索最先進的例子,但也確實沒有真正實現產融結合。成熟的產融結合是通過打通全產業鏈的工業和金融數據,實現產業全周期、系統性的透明,真正把風險控制的黑箱變成白箱。借款企業的應收賬款證明只是產業鏈上的一個節點,而且是比較顯性的節點。而一個企業的核心價值不在于它的應收賬款,在于它的技術、在于它的設計、在于它的產品。產融結合的目的是讓借款方能夠把自己真實的價值展示出來,用價值來為自己贏得資源。從這個角度看,相比起三一金票,美國的Kickstarter(眾籌平臺)更接近于理想的產融平臺。

      2.2 工業互聯網綜合大平臺應該說,全世界到目前都沒有形成一個工業互聯網綜合性的大平臺,所有現有的平臺都處于初級階段。有的平臺僅限于某一行業或領域,比如鐵路、家電。有的平臺匯集了很多行業領域,但是做不到深耕。所以目前工業互聯網還沒有受到市場廣泛的關注。很多人說工業互聯網“上熱下冷”,是政府端熱,產業端冷,供給端熱,需求端冷。這種現象很正常,在90年代我國消費互聯網剛剛啟蒙的時候,淘寶上也沒有幾家企業入駐。工業互聯網行業能出現像消費互聯網的谷歌、百度、騰訊、淘寶,還需要再等上幾年。一是等企業自身技術路線發展成熟,能夠提供解決產業痛點的服務,二是等市場端越來越多的企業和個人通過使用平臺受益,讓星星之火終于燎原。

      2.3 工業智能(/工業大腦)剛才說有一種觀點是工業互聯網是由工業軟件驅動的,還有一種觀點是工業互聯網是由人工智能驅動的。這兩種觀點的底層邏輯都是工業數據的匯聚必須要有價值才會趨于匯聚。這兩種觀點有很大的重合點,因為很多新的工業軟件都混合了人工智能技術,并且工業智能被認為是工業知識和人工智能的綜合體現。用工業知識解決問題是白箱模式,用人工智能算法解決問題是黑箱模式,現在在很多工業場景,工程師已經開始運用以白箱為主,黑箱為輔的模式來解決問題。

      工業互聯網的定義一直在隨著時間變化,起初工業互聯網只是網絡設施,后來工業互聯網的內容擴大到工業4.0發展方向中的網絡化,再后來被逐漸擴大到包含數字化、網絡化和智能化全部的內容,現在已經擴展到不僅僅是技術革命,更是經濟革命和產業革命。因此工業智能也就算作為工業互聯網的成熟模式之一。在未來,工業智能會成為一套完整的工業從設計到生產到制造再到銷售等環節的解決方案。

      2.4 智能工廠真正的智能工廠是萬能的,就像電影中鋼鐵俠的工廠。首先要具備足夠的柔性能力,可以想生產什么就生產什么。其次可以自我協同,并且還可以通過網絡實現和外界的互聯。智能工廠適合離散行業的商業模式正是C2M,也就是用戶端可以選擇自己想要產品的樣子,工廠就可以生產出相應的產品。美的的C2M模式取得了很好的效果,讓用戶參與到了產品的設計階段。美的如果能再往前走一步,就可以更進一步實現用戶的個性化定制生產。走這一步要解決的核心技術難點在于實現柔性生產,最簡單的柔性是外觀上的,更難的柔性是尺寸上的,最難的柔性是功能上的。

      智能工廠在工業互聯網和智能制造的全面融合下誕生,將成為工業4.0最主要的形態之一,并徹底改變生產模式和人類生活。3 關于我國工業互聯網創新發展的問題和建議國內發展工業互聯網的氣勢已經超過了世界上任何一個國家,跟著國家的方向一定沒有錯,但是抬起的一定是腳步,而不是嘴巴?,F在國內絕大多數企業的發展方向都是合理的,但在成果上看虛大于實。企業如果沒有實現效益,不應該抱怨市場冷,因為真正有價值的東西一定是能夠被市場接受的。很多企業開展工業互聯網瞄準龍頭企業,但龍頭企業的模式往往已經固化?;ヂ摼W的精神是一種普惠精神、是一種共享精神。想要真正實現工業互聯網,還是要從千千萬萬的中小微企業入手。即使無法一步躍為大平臺,也可以先形成小集群,再一點點合并。

      4 結束語想要改變人類的生產方式,是一項偉大而艱巨的任務。工業互聯網革命什么時候真正實現呢?并不是幾個成熟的模式建起來,工業互聯網就實現了。而是人人都知道了,科創板上熱起來了,證明人類的生活已經被工業互聯網改變,才是工業互聯網創新發展勝利的終點。

     

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