2012年11月,美國GE公司發布了《工業互聯網》白皮書,標志著“工業互聯網”概念的誕生。2017年前后,我國各級政府相繼出臺了一系列工業互聯網發展的鼓勵政策和扶植措施,受到了企業界的熱烈響應。通過幾年的實踐,取得了很多成功的經驗,但也有遭受挫折的教訓。對此,筆者談一點自己的想法。
1 最初的想法
多年前,就有很多專家學者意識到互聯網將對工業生態產生巨大的影響。例如,我國的李伯虎院士等人,就曾經提出過“云制造”的概念,試圖通過網絡實現工業企業之間的密切協同和資源共享。GE公司《工業互聯網》白皮書的發布,則是工業互聯網理論產生的標志性事件。白皮書用第三次“創新與變革浪潮”(Waves of Innovation and Change)的說法,評價工業互聯網的意義。白皮書預測,在今后相當長的一段時期內,這個浪潮會助推美國的GDP每年增長1%~1.5%。
2015年,筆者曾經邀請工業互聯網聯盟的理事長J. Salvo先生到寶鋼介紹工業互聯網的相關概念。他在那次報告中強調了產業協同的重要性。他認為,通過軟件和互聯網技術,能夠推進產品設計、材料選取、制造和供應鏈有機協同起來,不僅能讓一些串行的工作變成并行,設計也會更加優化。由此發展下去,工業企業的生態環境也會隨之發生巨大的變化,甚至引發一場新的技術革命。
據筆者所知,美國政府相關機構比GE公司高層更早地重視工業互聯網的概念。一個可能的原因是:政府特別希望通過工業互聯網技術,把制造業中的設計、研發等核心環節留在美國,從而緩解其制造企業外流所導致的美國工業競爭力下降問題。
按照GE白皮書的觀點,工業互聯網有三個關鍵要素:智能的機器、高級分析、在線工作的人。其中,機器是被管控的一方,而人和高級分析(軟件)是遠方的管控者。通過三者更加有效地協同,可以提高生產率、降低成本和減少廢物排放,讓機器運行在理想的工作狀態。在這個基礎上,擁有機器、使用機器、為機器提供服務的各方,形成新的、緊密的工業生態。
不難發現:不同的人對工業互聯網的認知是有差別的。白皮書闡述的重點針對“工業”,而最初的一些觀點則是針對“產業”,類似現在所謂的 “產業互聯網”。但在英語中,“工業”和“產業”都是“Industrial”。在我國的實踐中,實際上包含了這兩個方面的含義。推進工業互聯網的應用,要從具體企業的具體技術入手,但分析工業互聯網的意義,卻要著眼于技術之外、要從社會和產業角度看。
2 起步與困惑
筆者把工業互聯網的應用分成兩類:一類是用于企業內部的,關注部門之間的協同;一類是用于企業之間的,關注企業間的分工與協作。
現在看來,企業之間關系比較復雜。比如,有的發生在設備制造方、使用方之間,是一對一的關系;有的發生在設備制造方、使用方、維護方、備件提供方等多家企業之間,是多對多的關系。隨著工業互聯網聯系的資源種類越來越多,企業之間的生態關系會被重構。
企業生態建設意義重大,但是生態建設卻非一日之功。工業互聯網在企業內部的應用,則更加容易推進。在企業內部,工業互聯網最常見的功能是設備的遠程監控和健康診斷。GE的Predix和西門子的Mindsphere都在爭奪這方面的市場。我國也有很多企業進入這個領域,如寄云、昆侖等。
我國利用互聯網實現設備監控的案例很多。比如,金鳳科技、東方電氣等對風力發電設備的監控;中國石化、中煤等企業對管道設備的監控;塔里木油田對鉆井平臺的遠程監控;寶鋼對高爐、冷軋設備的遠程監控;天遠公司對運輸和農用機械設備提供監控等。另外,還有些案例用于生產過程的協同,如優也幫助永鋒鋼鐵進行煤氣的協同使用,協同高爐、發電和軋鋼等生產工序。
筆者注意到一種現象:很多成功的應用,其實發生在“工業互聯網”成為熱點之前。這體現了科技創新一個重要的特點:“實踐為先”。
作為工業互聯網概念的提出者,GE公司對Predix的重視程度非常大。并將其作為推進公司數字化轉型的主要抓手之一。然而,GE換帥以后,情況發生了重大的變化。2018年開始,從GE傳出一些負面的消息,如針對相關部門裁員、甚至曾經打算把Predix賣掉。這些都說明,Predix的發展遭遇了一定的困難。在筆者看來,很多困難是這種節奏的不匹配導致的:Predix投入過大、擴展過快、聚焦不夠,而市場拓展相對較慢。
很多專家學者意識到:互聯網在工業領域的發展邏輯,與商業領域是不同的。一個重要的差別是:其發展節奏往往會顯著降低,難以一夜之間驟然強大起來。導致這種差別的原因是多方面的,如工業對確定性的要求高、工業企業的個性化強、企業對經濟性要求高等。
這些問題會給工業互聯網的發展帶來許多困難。比如,人們用工業互聯網改變企業生態時,涉及到的流程和利益方很多,需要商業模式的創新、法律法規的支持、數據安全的保障等。即便是在企業內部,也是障礙重重。例如,工業互聯網的功能經常與傳統的自動化、信息化系統的功能重合,導致企業投資的動力不足。
GE對Predix投入過大而市場發展過慢、投入產出低于預期,導致GE新的領導層和華爾街對Predix的信心下降,這可能是Predix走下坡路的原因所在。
我國在推進工業互聯網的過程中,也遇到一些挫折。沈陽機床是一個典型。幾年前,沈陽機床推出i5智能機床系列。通過工業互聯網技術的應用,該系列機床不僅具備了遠程診斷的功能,還促成了商業模式的創新:用戶不必自己花錢購買機床,而是可以通過租賃的方式使用機床。這件事使得沈陽機床廠成為我國推進工業互聯網的明星企業。然而,最近卻有報道,沈陽機床在經營上遇到了極大的困難,瀕臨破產,令人惋惜。
3 我國的進展
總體上看,GE的Predix走下坡路,而我國的工業互聯網技術和應用卻進入快車道。不僅有大量的制造企業重視并應用這一技術,更是產生了數以百計的提供相關技術和平臺服務的公司。筆者認為,要分析這種差異,還是要從市場的邏輯入手:當企業投入和市場匹配時,就可以健康發展;反之,就會遭遇困難。
最近幾年,我國在工業互聯網領域提供服務的公司如雨后春筍,不斷涌現。雖然企業之間的發展路徑和特色不同,但有很多企業發展很快,也相對穩健。
國內多家工業互聯網平臺企業,是從大的傳統制造企業分離出來的,如海爾COSMOPlat、樹根互聯、航天云網等。他們在服務母公司、取得一定經驗后,將相關的技術推向市場。還有些軟件、自動化等相關領域公司,在原有業務基礎之上進行創新和拓展,進入工業互聯網領域,如用友、金蝶、中控、索為、蘭光、亞控等。還有些公司把原來的資源和優勢與工業互聯網融合,如優也公司。
可喜的是,中國的工業互聯網正在促成企業生態的變化。
阿里、騰訊、華為、百度等企業為社會提供了IAAS云平臺服務,并以此為基礎構建自己的生態圈。很多企業以這些IAAS平臺為基礎,提供PAAS或SAAS服務,典型的如極簡的MES、CRM等。這些SAAS服務的價格極低,受到小型、微型制造企業的歡迎。這些企業不需要購買設備、不需要專業的人員維護設備和軟件,花幾萬塊錢就可以具備初步的信息化功能。很多地方政府又在推動“企業上云”的活動,給出了很多優惠政策。這些都對信息化的普及作用很大。而眾多企業上云以后,又可以為下一步的生態建設奠定了基礎。
我國的工業互聯網平臺目前出現了一種現象:聚焦細分市場。
有的聚焦某類行業,如鋼鐵、石化、電力。有的聚焦某類設備的服務,如注塑機、空壓機、電梯等。有的聚焦某類業務,如能源管理、研發設計、環境保護等。聚焦行業、設備、業務的一個重要優勢,是容易提煉共性的知識,通過知識復用創造價值。
在筆者看來,聚焦細分市場是個重要的發展方向:不同的市場對技術的需求很不一樣。例如,對于小型微型企業,對信息系統的成本非常敏感,但對功能要求卻不高。大型企業則相反:對成本要求相對敏感,對功能要求卻非常高,個性化要求也很多。
中國企業的轉型升級是大勢所趨。其中一個不可回避的問題是提高產品研發和創新能力。現在,已經有多家企業通過互聯網提供研發工具和資源。例如,索為公司的平臺能促進知識的重用,進而提高研發的效率和質量。還有企業將自主開發的CAD軟件放在云上,能讓企業使用軟件的成本大大降低。
從長遠的角度看,促進產業鏈的協同和再造,是工業互聯網最大的價值所在。在這一方面,我國有特殊的優勢。例如,廣東的某些鎮級行政內,分布著數千家同類工業企業,如模具、小家電等。這些企業地理位置接近,所需資源也接近,有資源共享的基礎。廣東就把推動工業互聯網的關注點聚焦在這些產業集群上,用互聯網促進資源的共享和企業之間的協同,從而極大地提升資源利用效率。這樣的優勢,在國外是不可想象的。
筆者還見到多家專業從事產業鏈協同的平臺企業,上海海智在線和深圳云工廠就是典型。這兩個平臺針對零件供應商及其下游制造企業。需求方按照一定的格式向平臺提出生產要求。平臺就會自動檢索零件供應商的能力,并在一分鐘內提出報價。這種做法使上下游的協同能力大大增強,其后續影響難以估量。
4 對未來發展的看法
我們可以從兩個角度觀察工業互聯網的發展趨勢。
一個是技術角度。
最近有一種觀點認為:數字孿生技術的應用,標志著工業互聯網技術進入新階段。美國工業互聯網聯盟架構組主席、優也公司CTO林詩萬博士認為:數字孿生是一種全新的方法論。數字孿生技術把對象(如設備)全生命周期的數據集中在一起;把大數據和工業互聯網的優勢結合在一起;有利于復雜工業企業的數據治理、有利于相關功能的微服務化,有利于計算機系統的持續改進和靈活集成。德國西門子、美國PTC有都意識到了這一技術的意義和價值。
數字孿生與工業互聯網技術的結合,可以幫助離散制造業解決設計、生產和使用維護階段的協同。也可以用于解決鋼鐵、石化等大型流程行業的一些傳統難點問題。例如,在鋼鐵行業,能源管理是體現智能化水平的關鍵指標。但要管好能源,必須將各種能源介質的生產和使用協同企業,要把能源使用與鋼鐵生產、設備維護、環境保護等業務有機地結合在一起,還必須能夠促進企業的持續改進。要完成這樣的任務,會給軟件系統的復雜性和靈活性帶來極大的沖擊,傳統的技術是難以支撐的。而數字孿生與互聯網平臺技術的結合,能為解決這一問題提供方案。
另一個是經濟性角度。
在筆者看來,無論是GE還是沈陽機床,他們選擇的技術方向都是對的。他們所受到的挫折,是市場上的挫折、是經濟性問題。
寶鋼信息技術奠基人、首任技術副廠長何麟生曾經指出:“價值決定于用戶。半杯水,放在餐桌上是垃圾,在沙漠中就可以救命。” 所以,在推進工業互聯網的過程中,選擇合適的場景是非常重要的。
金風將工業互聯網技術用于風力發電、優也將工業互聯網技術用于鋼鐵企業的能源管理,本質上都是選對了場景。同樣是設備租賃,沈陽機床遭遇困境而天遠公司則取得了成功。場景合適,經濟性就好;場景不好,經濟性就差。然而,對于任何技術,好的場景總是有限的。所以,工業互聯網的推進不宜過快、不能拔苗助長。這個方面的苗頭已經出現,大家需要引起注意。
筆者注意到:我國在工業互聯網領域,涌現出很多創新性很強的公司;他們不再是走模仿和跟隨國外的路子,而是勇敢地進入創新的“無人區”;無論在技術還是商業模式方面都有獨到之處。這些公司的規模雖然不大,但卻讓人看到中國智造的希望所在。
我們還注意到:在很多實踐中,并不完全符合工業互聯網白皮書描述的初衷。我想,實踐突破理論的設想是很正常的,企業界沒有必要“削足適履”,讓概念和理論束縛自己實踐的腳步。
筆者認為:我國發展工業互聯網有其獨特的優勢。
首先是規模優勢。我國是世界上制造業規模最大的國家,鋼鐵、水泥、玻璃等產品的產量都占世界的一半以上。我國制造業門類齊全,這是工業互聯網促進產業協同的基礎。這些為我們發展工業互聯網技術提供了極大的市場空間,也提供了大量可共享的資源。
其次是需求力度大。中國制造大而不強、社會面臨老齡化危機,亟需轉型升級。企業可以通過工業互聯網,低成本地獲取優質資源,更容易地實現轉型升級。小型、微型企業利用SAAS服務提升信息化水平,就是典型。
第三是人才優勢。我國目前每年畢業大約800萬大學生。他們會對我國發展工業互聯網相關技術長期提供廉價勞動力。
筆者認為:工業互聯網技術的短期價值被高估、困難和遠期意義則被低估。工業互聯網在我國的發展前途是光明的,但也要對困難有充分的估計。推進工業互聯網要有信心,但也要防止過熱。
作者簡介:
郭朝暉,工學博士,教授級高工,原寶鋼研究院首席研究員,現任優也信息科技有限公司首席科學家,兼任走向智能研究院大數據首席研究員、中國工業互聯網產業聯盟大數據組副主席。
摘自《自動化博覽》2019年12月刊