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新技術如何與傳統工業結合?

發布時間:2019-08-26 來源:金屬加工

當我們在討論人工智能、物聯網等前沿科學技術給我們經濟社會的變化時,作為制造業大國,越來越多的專家學者、業界人士開始思考如何將傳統的制造業與這些年輕的科技相結合。


信息化和工業化的深度融合,能創造什么?智能制造的未來又需要什么?從農業經濟、工業經濟到數字經濟,數據起到什么作用,它能給工業的數字化轉型帶來什么?

在品玩主辦的2019科技創新者大會上,國家工業信息安全發展研究中心系統所所長周劍發表了題為《制造業如何向數字經濟加速轉型》的演講。以下是演講全文:


尊敬的各位專家、各位企業家、各位朋友,非常榮幸今天來參加這么年輕的一個大會。說它年輕,因為我們討論的都是最前沿的科學、技術以及最前沿的科學技術給我們帶來的經濟社會的變化。


今天,我想向各位聊一聊新一輪科技革命給我們制造業、產業帶來的“數字化轉型”。

這輪數字化轉型最大的背景就是我們正處在一場大變革的時代,有人把它解讀成“第四次工業革命”;有人說它是真正意義上的信息革命的開端,這場變革非常重要的特征就是我們將從工業經濟進入數字經濟的新時代。過去的工業經濟我們理解它的核心特征就是追求物理的、產品的不斷規模化,規模化的生產、供給,通過物理產品的規模化去推動經濟社會的發展。


我們理解數字經濟的根本特征是它不再是以物理產品的規模化增長為主要的內容,而是數據、信息和知識。過去更多的是物質層面,未來更多的是數據、信息、知識層面,經濟的發展、價值的創造、服務的內容、價值交換的形式會更多地以數據信息內容為主,而物質更多地變成載體。


從農業經濟邁入數字經濟


我們要如何更好地理解它的本質?首先做一個簡要的對比,也就是農業經濟、工業經濟、未來的數字經濟。


我們看到農業經濟時代最主導的要素是兩個:實現資源會聚的主導型要素是土地,農業一定先有土地,在這片土地上投入其他要素才會有收入,才有可能發展農業。直接的價值創造是靠什么?靠勞動者的體力勞動、直接勞動,知識的傳播更多的是靠口口相傳、靠勞動者自己,就是農業時代并沒有無差別的知識經驗的傳播和載體,在那個時候形成了微觀的經濟單元叫家庭。


工業經濟時代這些要素發生了深刻的變化,物質產品的大規模的生產,它需要其他要素來實現要素的快速會聚,就是資本。資本成為工業時代規模化經濟、規模化生產的主導性要素。而工業時代創造價值或者傳播價值、傳播人類知識經驗的方式也發生了重大改變,不純粹是靠物,有了一種新的東西,我們叫技術創新。


技術從一幫更先進的人群里形式化出來,用一種可以被無差別化傳播的載體去承載它,就是我們講的類似于工業裝置、工藝裝置等等,剛開始是物理的、機械的裝置,后來慢慢有了軟件新形式。就可以實現經驗的快速傳播,價值就是由它們創造。在工業時代形成了新的經濟作業單元,就是企業。


規模經濟本身決定了企業不斷發展,隨著信息化的不斷發展,企業更加專注于核心競爭力,更愿意開放式的方式合作。逐步進入數字經濟時代。


數據作為一種新的生產要素


工業經濟完全是以物質的規模化為主要目標,未來一定是個性化的,而且是對個性化的極度滿足。技術創新的周期會越來越短,價值創造的周期或者整個生命周期,資本投入回報周期也會越來越短。這種情況下,資本實現資源的大規模動態會聚難以滿足要求。

數據作為一種新的生產要素,怎么去理解它?其實它不僅僅是因為它是資產、是石油,數據的最大作用是未來實現所有其他能夠支持推動數字經濟要素的快速的動態的匯聚。

我們現在體會到一個詞非常有意思,叫“賦能”,實際上未來很可能,在工業時代我們把技術從人身上剝離出來了,把知識經驗可以被無差別化、形式化地傳播,很可能未來能力也從組織上和人身上剝離出來,用一種形式化的方式去承載無差別化的傳播。


這種承載能力的形式是什么?可能是平臺,可能是大量被形式化的大數據+人工智能的很多的載體。這種工具、手段,很可能是一個個小的生態圈,可以給人賦能。能夠被形式化的是一部分,還有一部分不能被形式化的,那一部分還得靠人,就是通過人工智能不斷地增強人的能力,讓每個人變成多面手,降低每個領域的門檻,這是數字經濟時代未來的基本特征。把人從僵化的組織里釋放出來,更靈活地去發揮每一個人的價值。


我們要去做的核心就是要激發那些以新一代信息技術為代表的技術創新的新潛能,社會化組織管理的新動能,還有就是數據作為一個新的主導性驅動要素的新價值。如果這一部分做好了,我們的全員勞動生產率就能提升,而我們的創新驅動就找到了新的用武之地。


未來個性化時代的開放經濟,需要大家更多的是形成一種價值共創、共建、共享的能力,是一種開放價值生態共建的能力。在那個時候也許我們更應該關心的是我的需求怎么樣準確地把握、怎么定義和引導,我怎么真正實現在線價值交換,快速在線整合資源,應對需求,怎么快速交付,怎么快速在服務周期里面精準地識別和提供這種超體驗的服務,這些是很重要的。


中國制造業轉型的5個判斷


我們在推動數字化和工業化融合過程中集中了一些數據,這個跟工商企業的分布是大體相當的,我們基于這些數據對中國制造業轉型有一些總的判斷。


制造業數字化價值正進入爆發的前夜


中國的制造業信息化或者數字化轉型,它的價值成效正在進入即將爆發的前夜。大多數企業,我們發現只要進入內部全面系統的綜合計算以后,價值效益就會非常明顯體現出來。可國內大多數企業恰恰是什么東西都做,但都只是在局部,推動局部優化,主要是對現有業務的簡單的支持,它沒有完成這種全面的系統化的業務變革、經營管理變革、組織變革。但這些會即將完成,所以說大部分企業的效果會集中爆發出來。


中西部數字化轉型快


我們發現企業數字化轉型、區域之間發展不平衡出現了明顯的新動向,什么意思?大家都知道一般來說,數字化轉型或者數字化一定是東南沿海到中部、內陸,中部、中西部,中部差一點,西北更差,但是實際上我們發現,現在處在轉型發展或者是數據上云,處在第一梯隊的60%是中西部省市加速度最快,反而不是東南沿海。在轉型方面各地區都沒有重大的突破。東南沿海做完基礎性工作,進一步的工作并沒有做太好,中西部很容易就趕上了。


不同行業轉型差異大


不同行業之間數字化轉型重點和路徑差異非常大,比如這里舉了幾個例子,航天行業主要是做智能生產的新系統;機械行業主要是在尋找智能服務型的價值;家電主要是精準定義新路徑,全面定義客戶的新需求。這些變化不只是因為不同行業的特點不一樣,商業模式不一樣,更重要的很可能在新的數字化轉型時代每一個行業會重新定義他的價值創造和價值供給的新的體系。也就是價值創造方式根本性地發生了改變,不是靠賣原來的產品和服務掙錢和發展。


云平臺成為重要切入點


云平臺將成為新模式、新業態培育的重要切入點,或者解決現在很多企業面臨難題的重要切入點。先把資源上云,用上云倒逼企業內部的改革和企業內部的協作,解決利益壁壘的問題。而產品智能化水平跟企業服務模式創新有非常緊密的正相關關系,也就是說所有的領域里面,凡是模式創新走得比較靠前的都非常關心自己產品本身的智能化水平。


數字孿生與智能供應鏈倒逼企業轉型


我們發現真正的推動數字化轉型比較務實的切入點,是從底向上搞數字孿生系統,實現真正意義上的全鏡相系統。從單位單一的技術工藝環節、生產線、生產系統開始到整個車間、工廠等等,但是這個非常難。現在產品層面做得比較多,生產線上的比較成功,全鏡相的比較少。第二,沿著供應鏈往下倒逼,現在智能供應鏈對企業的價值效應是非常非常清晰的,通過智能供應鏈倒逼企業內部的變革,智能供應鏈和未來數字孿生系統很可能順利會師,企業數字化轉型可能就能真正實現大的跨越。


數據層替代物理層促進“三化”


無論是兩化融合還是智能制造,都可將其分為數字化、網絡化、智能化三個階段。現在國內企業絕大部分處在數字化向智能化轉型的階段,有一部分領先的企業從數字化往網絡化探索。


我們理解數字化階段核心解決的是企業內部資源優化,整體優化配置的問題,網絡化階段解決的是社會化資源大范圍動態配置的問題。智能化階段解決的是資源大范圍內外部協同動態精準配置的問題。


現在對于絕大多數的企業來說,如果從內部配置能轉型成全社會配置的話,在我們這個產業領域將帶來極大的動能,但真正成功的非常少。


這就是我們要做的事情,當前的戰略重點就是制造業與互聯網的融合,或者叫工業互聯網,但是工業互聯網是非常難的,并不是所有企業現在都有條件做。制造業要實現網絡化的大范圍動態協同協作,太困難了。既有的利益體系、技術體系都已成型,要實現所有設備互聯互通互操作怎么可能?不可能,很多專家說要搞統一接口,根本不可能。


物理層面解決不了,我們在數據層面解決


我們把所有這些底層的物理系統都做出數字孿生系統來,我們不指望在設備層面解決這個問題,我們在數字孿生系統解決互聯互通互操作的問題。所以說我們只有通過制造能力和IT能力的集成融合和創新,我們讓我們的制造業搭上IT這列快車,走向橫向發展的道路。


我們能否嘗試做出一個制造業的操作系統,把所有的制造資源數字化、模型化,把制造能力也模型化,讓這些模型都組件化、微服務化。可以組織、可以編排,中間做一個制造業系統,還可以調度底下的資源,應用與應用之間也可以建立起連接關系,制造業也可以像互聯網和IT一樣。


要實現這些,需要考慮以下幾個關鍵點:


第一,要做工業互聯網,剛才講到的制造能力模型是很難做的,怎么辦?推動制造資源的云化,這些事情不是企業自己做,只有極少數企業能夠做得到,我們可以建議由大平臺商帶動大家做。大的平臺商的效率更高、成本更低,更重要的是它一定有商業模式,一定有超越用戶預計的體驗和價值,大家才愿意跟著它做,由大平臺商帶動資源全面上云,這是第一步。


第二,上云以后,云上的資源就可以加工、制造、研發、做很多的工作。把剛才講的各種各樣的模型做出來,能夠被調度、編排底層的資源、模型,讓它去調度物理資源,把制造能力模型搞出來,部署在平臺上能夠共享。


第三,需要進行全面創新,降低專業領域創新的門檻,改變過去關著門自己搞研發的局面,真正變成開放式的研發。


大企業率先嘗試工業互聯網,中小企業仍在觀望


在前一段時間整理了全球77個所謂的工業互聯網平臺,他們做的206個在工業企業里面的案例,中國有34個平臺,美國23個,歐洲十幾個,還有日本2個、韓國1個,加拿大1個這樣的分布。


基于這些案例,我們看到所謂的基于平臺的工業企業的應用案例或者數字化轉型案例里面,83%的案例都在做的是產品和設備的在線管理,有68%是在做業務運營的優化,19%在做新模式、新業態。


其中機械行業占36%,能源占22%,輕工、石化、電子各占10%左右,其他加起來才14%。為什么這樣?道理很簡單,大家知道機械行業,尤其是機械行業部分細分行業,比如工程機械等。產品賣不動,嚴重過剩,賣不動產品只能在產品后市場找價值增長的空間,所以他們一定要做產品的在線管理。


還有能源行業,安全管控危險系數非常高,石油、鋼鐵、石化都一樣,單工藝改進很困難,但是所有工藝集體尋求改進空間還是很大的,大家都愿意做類似的事情,產品狀態監測,在監測的基礎上做那種新的工藝模型或者是控制模型等等。


這很有效,所以大家愿意做。所以機械行業、能源行業有實際的價值引導,他先做,其他的都是類似,運營優化里面,絕大部分案例都跟流暢行業有關系。


用平臺肯定是中小企業愿意用,但是為什么大企業多?首先,大企業技術更好,總體數量并不多,春江水暖鴨先知的大企業愿意先試點。還有就是說明現在平臺給企業賦能的價值并不是很清晰,所以中小企業不愿意使用。


大企業為了戰略考量先去實踐了,中小企業則在觀望中


應用場景對比上看,國內更多的是大規模投入,搞大場景,國外更多的是小應用、大作為。在創新模式上;國內更多的是多元創新,什么創新都有國外更多的是做數字化新技術、新業務,從平臺企業發展的角度來看也很有特點;國內更多的是各種巨頭都在做,國外更多是IT公司+初創公司,從實際市場收入來看,國內更多專注于自己的市場,而且是由政策帶動的市場,國外更多關注的是全球市場。


從更細的角度看,83%都在做產品和技術的在線管理,做的水平很高,他們都是做了產品的狀態監測,僅僅是狀態監測,有的只是監測了簡單的開關量,這些數據拿來做數據分析、優化備件資源的分布是有用的,但是水平真的不是很高。


故障診斷在一定程度上實現自動診斷的案例只有29%,遠程運維的只有19%,我們的要求還不算很高,能夠實現模型自動驅動的這一部分案例還是非常非常少的,所以大家都剛剛起步,業務運營優化器模式都是一樣的。我們確實也看到成本的節約、效率的提升、業務運營的優化以及產品服務的提升方面,它的實際價值成效都非常清晰。


所以這個方向是正確的,只是還需要大家共同努力。

來源:大數據

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