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工业互联网推动离散制造业转型升级的发展现状、技术体系及挑战
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  • 2020年2月9日 11:58

图1 GE发展工业互联网的三个阶段作为老牌制造公司,GE为了满足自身在核心业务领域的数字化转型及商业模式创新,实现数据驱动和企业核心竞争力重塑,推出了智能运营服务、铁路网络优化解决方案等软件服务,同时充分利用大数据分析和数字孪生技术,实现对自家航空发动机、燃气轮机的预测性维护维修,并为客户提供分析优化方案。可以说,GE在利用互联网服务企业内部和服务客户这两个阶段取得了一定的成效。但是,后来GE采取激进战略,从服务于企业内部和客户的运营优化转变为服务于所有工业的通用平台,旨在打造类似于微软Windows和苹果IOS的工业操作系统,却忽略了工业各细分行业之间存在的知识壁垒、个性化应用场景和业务需求等诸多客观因素,因此并未达到预期的效果,导致GE于2018年宣布出售Predix平台和应用程序等数字资产。同时,无论是在以GE为代表的美国工业界还是以西门子为代表的德国工业界,工业物联网的概念也正迅速取代工业互联网的概念。2017年8月,GE数字部门CEO Ruh在其官网发表的文章“为什么GE数字部门定位于工业物联网领袖(Why GE digital is positioned to lead the industrial internet of things)”中再未出现“工业互联网”字样;西门子工业也将其工业平台MindSphere定义为“基于云技术的、开放物联网操作系统(cloud-based,open IoT operating system)”。专注工业物联网,说明国外企业逐步回归GE提出工业互联网的初衷,第一步先实现工厂内外工业设备、物料、产品的互联互通;其次再结合大数据分析、人工智能等技术,探索数据驱动的价值创造、网络化协同生产、供应链协同、服务型制造等新模式和新业务,并专注自身核心优势业务领域,面向企业需求、行业痛点和特定的应用场景,提出更具商业价值的解决方案,而不只是关注平台技术。相关具体原因总结为以下两个方面:(1)当前工业互联网的发展路径尚不清晰、应用前景尚不明确、内涵认知存在分歧与壁垒以及工业大数据的应用能力不足,而且对企业的数字化和自动化基础要求比较高,多数制造企业尤其是中小企业并没有准备好要实施工业互联网,外部需求不足,因此专注通用的工业平台开发不仅投入成本高,而且收益不明显。而回归工业物联网,提供面向特定行业、特定领域、特定场景的解决方案更切合行业和企业痛点,基础将更扎实。在实现工业物联网的基础上,逐步扩宽平台应用范围和生态,路径更加清晰,前景更加明确。(2)国外工业互联网发展属于企业自身行为,尤其是在美国,政府直接的推动力度不大,所以回归工业物联网,实现工业设备的互联互通和大数据采集则更加务实。因为工业互联网目前还属于产业培育期,平台搭建的前期投入成本高但规模收益不明显。从企业自身发展角度而言,稳扎稳打、循序渐进似乎才更可行。而且平台技术只是支撑技术,工业大数据的汇聚、管理与价值挖掘才是实现落地应用的基础,工业软件背后的工业数字化模型与算法,才是平台增值和创收的核心。在国内,随着物联网技术的快速发展和传感器成本的逐渐降低,三一重工、中车株洲等工程机械和高端装备制造企业在工业互联网概念提出前后,也已经通过布置传感器等手段来采集产品运行数据,以便对产品运行状态进行远程实时监控和运维服务。李伯虎院士等在2010年就提出了一种面向服务的网络化制造新模式——云制造,在对企业软硬件制造资源能力进行虚拟化的基础上,通过搭建云制造平台实现集团企业乃至整个社会制造资源的共享和能力协同,进而提高资源利用率,优化资源配置。所以,虽然国内在工业互联网起步较晚,但是这些研究成果都为后续工业互联网发展和工业互联网平台搭建提供了基础,例如航天云网INDICS是在云制造平台的基础上拓展而来,三一重工的树根互联是基于其已有的运维服务系统等。近两年来,在政府的大力支持和大型企业的助力下,我国工业互联网发展进入快车道,并以平台为核心、安全为保障、网络为基础,对全产业链和全价值链进行全方位布局。同时,国内也扩展了对工业互联网内涵的认识,认为工业互联网是新一代网络信息技术与制造业深度融合的产物,是以数字化、网络化、智能化为主要特征的新工业革命的关键基础设施,并通过人、机、物的全面互联以及全要素、全产业链、全价值链的全面链接,将更大范围、更高效率、更加精准地优化生产和服务资源配置,促进传统产业转型升级,催生新技术、新业态和新模式。因此,当前国内工业互联网发展关注顶层体系建设和基于网络信息技术的平台构建,比如标识解析体系建设、标准体系构建、平台开发、安全保障体系建设等;也出现了一大批行业领军、甚至是跨行业跨领域的工业互联网平台,如海尔COSMOPlat、东方国信Cloudiip、用友精智、三一重工树根互联、航天云网INDICS、浪潮云In-Cloud、华为FusionPlant、富士康BEACON、阿里supET、徐工信息汉云等。但是,由于工业互联网应用前景不清晰、应用场景不深入,加上多数制造企业的数字化信息化基础薄弱、资金资源缺乏,导致中小制造企业对工业互联网普遍处在观望的态度,物联的广度、应用的深度还存在很大提升空间,在数据分析与价值创造等方面还有待突破。基于上述分析,国内与国外在工业互联网发展战略和侧重点上略有不同,对工业互联网内涵的理解也较大差异,主要有以下两个原因:(1)当前国内工业互联网主要由政府主导推动,大型企业持续助力,中小企业应用跟进的方式进行。通过工业互联网最终能够实现跨区域、跨行业、跨企业、跨领域的全要素、全业务、全流程信息集成和模式创新,我国正好目前又处于制造业从价值链低端向高端转型的阵痛期,所以发展工业互联网既符合国家战略,也方便地方政府和监管部门快速掌握工业发展状况,优化产业链并防范潜在的工业危险,所以政府投入力度大,推进速度快。(2)国内工业门类齐全,制造业规模庞大,中小制造企业众多。工业互联网作为新一代信息技术和先进制造技术深度融合的产物,是实现两化深度融合的一条重要路径,并能够实现社会化的生产要素优化配置,对于国家制造业发展而言,战略意义凸显。

3 工业互联网推动离散制造业转型升级的三维参考模型 从工业互联网的起源和发展现状来看,国内外在平台开发上都取得了突出的成果,但是在平台的深化应用上仍然存在诸多不足,一定程度上阻碍了工业互联网的发展。艾瑞咨询通过资料查阅和调研发现,大部分的工业互联网平台应用场景是产品运维服务与设备健康管理等,部分场景是生产过程监控、能耗管理以及面向供应链的资源配置协同,在产品研发设计、制造与工艺管理的占比不足3%。为了更好地服务于工业互联网推动离散制造业数字化转型升级战略,笔者构建了如图2所示的工业互联网推动离散制造业转型升级的三维参考模型。

工业互联网推动离散制造业转型升级的三维参考模型

 

编 辑:向坤
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