第四屆工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大賽深圳賽區(qū)的頒獎儀大會上周在深圳舉行。在這個會上,我做了一場20分鐘的報告:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的總結與展望。由于報告時間太短,有些問題不一定講得清楚。為此,我這里撰文介紹一下當時的想法。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念提出很早,至今已經超過10年了。期間遇到了一些挫折,概念的內涵也發(fā)生了很大的變化。我想談談如何看待這些挫折、變化,談談未來會如何發(fā)展。要理解技術發(fā)展的邏輯,就要了解技術發(fā)展的基本規(guī)律。我特別強調了三條:
1、創(chuàng)新成功的關鍵是抓機會、不是湊熱點。機會是技術與經濟可行性改變帶來的。對多數(shù)人和企業(yè)來說,采用新技術的難點往往是技術和經濟可行的統(tǒng)一。
2、新技術往往是從技術難度低向難度高的領域發(fā)展,或者從價值相對較大向價值相對較小的領域拓展。前者是技術難度提升、后者則往往是技術成本降低或通用性增加。通用性增加本質上是通過知識復用降低成本。
3、技術價值往往是“非線性”的,通用和基礎技術具有巨大的技術潛力。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺就是這種具有潛力的技術。
一般來說,技術失敗往往是可以歸結到經濟性不合理(市場小、用戶需求弱、使用成本高等),而成功往往發(fā)生在難度和價值都比較合適的地方。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史,也證明了這一點。技術未來的發(fā)展方向,要特別關注潛力大的方向。
明白了這些基本規(guī)律之后,就可以從遠往遠處看了。我們要回答:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的終極價值是什么?我把工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的終極價值分成兩類:個人是如何勞動、眾人是如何協(xié)作。前者主要是指遠程化、針對人機關系;后者針對工廠的協(xié)同,重點是人與人的關系,可以用工業(yè)4.0的邏輯來進一步分析。當然,兩者有一定交叉。
為什么把遠程化作為終極目標之一呢?
我們知道:人類的一個重要理想是讓機器代替人,做人不喜歡做的工作。機械化、自動化和智能化都面向這個目標。但自動化是有短板的,一般只能用于場景固定不變的重復性工作,比如車間內部的生產。場景不斷出現(xiàn)意外變化時(如開車),機器就很難自己完成任務了。智能化能部分地補上自動化的短板,但遠程化幾乎可以解決任何問題。當然,遠程化和智能化可以是互補的、共同促進。
從技術方面講,最簡單的遠程化是遠程設備監(jiān)控,以及通過設備監(jiān)控實現(xiàn)各方面的管理工作。進一步的遠程化,可能是遠程操作設備。操作設備可以很簡單(如開關設備閥門),也可以比較復雜(如在工地上開挖掘機)。最難的可能是遠程維修設備。數(shù)字手套、AR、VR、易于遠程操控維護的設備等就可以用于這類問題。在技術發(fā)展過程中,可能首先用于航天、軍事等場景;然后用于某些大型企業(yè)(如日常的采礦、大型設備維護、如焦爐頂部的清掃、危險工況的排障);然后向其他企業(yè)的應用拓展。
我把工業(yè)4.0作為另外一個終極目標。
工業(yè)4.0最典型的場景,是在流水線上進行個性化定制。這種生產方式會帶來很多麻煩,讓協(xié)同的難度大增。為此,德國人提出“三個維度的信息集成”來解決問題。在筆者看來,在我國對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的認知,其實包含了這三個維度。而GE公司工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)其實是物聯(lián)網(wǎng);物聯(lián)網(wǎng)主要涉及縱向集成和部分橫向集成。所以,可以從三個維度的角度對我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實踐成果進行分類總結。
橫向集成是本質上是空間信息的集成,一般表現(xiàn)為企業(yè)之間的信息集成,能夠支持企業(yè)之間的資源共享和多方協(xié)同。長期看,這種集成能夠促進社會分工、改變企業(yè)生態(tài)。我看到兩種集成的方式:一種是大企業(yè)牽頭的集成、用于管控自己的供應鏈;一種是平臺公司牽頭的集成,用于資源的動態(tài)對接。
我一直認為,橫向集成的重點和難點是質量管理。對工業(yè)企業(yè)來說,一旦購買的生產資料不符合質量要求,經常會導致幾十上百倍的損失。而且,高端企業(yè)往往對質量有特殊的要求,要經過反復認證才可能購買。所以,推動橫向集成需要推動標準化、與質量監(jiān)管結合與工業(yè)軟件結合。
橫向集成的另外一個麻煩是商業(yè)模式。資源共享、多方協(xié)同可以帶來利益,但問題是這些利益如何分配、讓主要的相關方都受益。這一點需要用商業(yè)模式創(chuàng)新解決問題。
橫向集成有國情的不同。在大企業(yè)層面,美國企業(yè)有特殊的訴求:避免境外生產導致的技術外流,需要用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)管理制造企業(yè)。在小企業(yè)層面,中國企業(yè)有特殊的場景:帶動低端產業(yè)集群的轉型升級。這對商業(yè)模式創(chuàng)新的要求較高。
縱向集成本質上是快節(jié)奏和慢節(jié)奏業(yè)務的集成,是管理與控制的集成,可以用來提升管理能力。
管控能力的提升體現(xiàn)在人、機、料、法、環(huán)管理的各個方面,尤其是各種與人相關的管理。可以具體到設備管理、質量管理、能源管理、操作管理、安全管理、生產管理等多個方面。在我看來,計算機管理的方式本質上很簡單:首先是工業(yè)知識軟件化、讓機器學會干活,其次是對超標、違規(guī)的管理,要知道出了問題怎么辦。所以,提升管理能力的一個重要工作仍然是提高標準化程度。
管控能力的提升,能夠促進生產方式的轉變。最典型的做法就是支持小批量、多品種的生產,極端的做法是支持流水線上的個性化定制——也就是工業(yè)4.0的典型場景。在我國,這種變化近期的亮點主要在中低端產業(yè)。
端到端集成本質上是不同時間段上信息的集成、是研發(fā)設計、生產制造、銷售服務等業(yè)務的信息集成。通過端到端集成,可以顯著地提升企業(yè)的研發(fā)和服務水平、支撐個性化定制和小批量生產。
端到端集成的一個重要基礎是研發(fā)設計的數(shù)字化。產品設計數(shù)字化的基礎上,可以把CAD、CAE、CAM等真正地融合起來,從而促進綜合的優(yōu)化。我舉了一個例子:可以把零件設計、選材和制造結合起來,取得人類難以企及的設計效果。通過數(shù)字孿生,可以把研發(fā)設計與生產制造過程的持續(xù)改進聯(lián)系起來。端到端集成的優(yōu)勢,是若干個業(yè)務的單獨優(yōu)化變成綜合優(yōu)化。形象地說,是“把N個1維空間的優(yōu)化,轉化成1個N維空間的優(yōu)化”,會極大地改變研發(fā)設計的方式和效果。目前,這類進展主要發(fā)生在離散制造業(yè)的中高端技術企業(yè)(HMT)。
面向未來時,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是基礎。要把這個基礎做好,需要進一步提升標準化程度、平臺的易用性和靈活性。在我看來,工業(yè)4.0強調的“三個維度的信息集成”主要是三個一維業(yè)務鏈的集成。從發(fā)展苗頭上看,未來的發(fā)展可能會變成一個三維的信息集成。
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原文標題:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的總結與展望
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