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以东方视角看工业互联网:先破局,后超车

www.cechina.cn2019.11.01阅读 2244

  日前,美国PTC公司宣布以4.7亿美元并购Onshape公司,大踏步地向工业软件云化进军。西门子、达索、SAP等工业软件巨头也是频频大手笔凶猛而精准地并购优秀工业软件,构建自己强大的产品线和竞争力。与之形成强烈反差的是,国内工业软件公司存在规模小、技术弱、合作散、营商环境差等原因,与国外巨头公司无法形成有效竞争。
  工业软件是制造业的大脑与神经,没有工业软件,就不可能有现代化的制造业。令人担忧的是,我国9成的工业软件市场是被国外公司所垄断,对我国制造业的可持续性发展与安全构成了很大的隐患与风险,特别是中兴、华为等事件之后,重视与发展本土工业软件已经迫在眉睫了。
  本土工业软件公司到底该如何制订适合自己的发展战略?仁者见仁,智者见智。老子在《道德经》中写道:“有无相生,难易相成,长短相较,高下相倾,恒也。”意思是说有和无互相转化,难和易相辅相成,长和短互相比较而显现,高和下相互对立而存在,这是永恒的道理。笔者认为借鉴老子这四句话,把握工业互联网等新机遇,就可以构建出本土工业软件在工业互联网大背景下的四种发展策略。

  “有无相生”,虚实融合顺大势
  纵观美国GE工业互联网、德国工业4.0、日本互联工业,以及我国的智能制造和工业互联网等战略,技术核心都可以概括为CPS赛博物理系统(Cyber-Physical Systems),都体现了基于新一代信息技术实现物理实体与数字虚体深度融合的发展趋势。
  GE公司在《工业互联网:打破智慧与机器的边界》一书中重点强调:“智能机器、智能系统和智能决策代表着由机器、设备组、设施和系统网络所构成的物质世界更深入地由连接、大数据和分析所构成的数字世界融合的主要方式。”
  德国工业4.0通过纵向、端对端、横向等三项集成实现企业数字化、网络化、智能化的生产与服务模式,从一定程度上讲,与工业互联网异曲同工。其中,纵向集成是将企业内不同的IT系统、物理设备(以数控机床、机器人等数字化生产设备为主)进行全面的应用与集成,在企业内部建成人-人互联、机-机互联、人-机-物互联的互联企业。
  在参考德国工业4.0、GE工业互联网、中国制造2025等战略基础上,日本在2017年提出了“互联工业”战略,并定为日本国家级发展愿景。“互联工业”是希望“通过连接人、设备、技术等实现价值创造的互联工业。”
  在我国,无论是两化融合、两化深度融合还是智能制造以及工业互联网,一直以工业化与信息化融合为主线控制工程网版权所有,促进制造业向智能化转型升级。
  从以上美、德、日、中四国相关战略来看,在这次以工业互联网为主要技术手段的智能化进程中,通过物理世界和数字世界的深度融合,打造虚实一体,以虚仿实、以虚控实的工业软件系统是工业产业的发展趋势。这也就是老子讲的“有无相生”,有形的物理实体与无形的赛博虚体紧密相连、相互促进甚至是转化。
  从工业软件发展角度可以概括为以下两大发展趋势。
  1)软硬紧密结合
  通过产品、装备等的数字化、网络化,使其成为整个智能系统的一部分,提升使用效率、产品质量与用户体验。
  通过工业软件,实现与生产设备、生产设施、物料等物理世界的互联互通,实现数字化、网络化、智能化的生产与服务模式。
  通过对高性能设备或产品的远程数据采集,实现远程运维和预测性维护等等。
  工业软件不再是一套纯信息化系统,与物理世界的融合是一个趋势。
  2)OT与IT深度融合
  对制造企业而言,工业软件既是提升生产效率与产品质量的倍增器,也是承载丰富工业知识的无形容器。通过工业软件,实现人-人的互联与协作,如OA将全部工作人员连接起来,PLM将研发、工艺等人员连接起来,ERP将企业运营管理人员连接起来,MES将车间各工种人员连接起来,SCM将供应链上相关企业连接起来……,通过工业软件与业务流程的深度互联,实现信息共享、工作协同与知识重用,实现敏捷高效的研发、生产、运营、服务。
  这种发展趋势在MES制造执行系统发展中表现也非常明显。自1990年MES概念被提出后,经过MESA协会在1997年进一步定义与完善后得到快速发展,已成为制造型企业中的核心信息化系统。现在很多公司与组织也逐渐提出MOM(Manufacturing Operations Management,中文翻译为制造运营管理)概念,其实质就是强调OT与IT的深度融合。
  比如在2000年,美国仪器、系统和自动化协会(简称ISA)发布ISA-SP95标准,首次确立了MOM将生产运营、维护运行、质量运行和库存运行并列起来,并拓展了MES的传统定义。美国国家标准与技术研究院(简称NIST)在智能制造生态系统模型中也将MES的位置升级为MOM,都体现了上述思想。
  具体到工业软件产业领域,SAP、达索、西门子等国际公司也进一步响应并大力宣传MOM等理念。在国内,兰光创新在2015年提出了“六维智能”MES系统,突破了MES纯信息化的传统理念,分别从计划排产、过程协同、设备互联、物料管理、质量管控、决策支持等六个方面打造生产过程的数字化、网络化、智能化管控,体现了信息化系统与物理世界以及业务深度融合的特点。
  孙子讲“善战者CONTROL ENGINEERING China版权所有,求之于势”,体现虚实融合、软硬结合,是当前工业软件发展一大趋势,工业软件公司理应研究并顺势而为之。
  “难易相成”,化整为零建平台
  正如杨学山教授及宁振波研究员强调的“工业互联网姓工不姓网”,工业互联网和工业软件是服务于工业,具有浓厚的工业属性,承载着巨量的工业知识且需要长期沉淀,不可能像互联网软件那样可以快速研发、快速上线,存在着研发难、部署难、使用难、维护难、推广难等实际困难。
  以GE工业互联网为例,GE在2005年就为飞机发动机做预测性维护,2012年在全球范围内提出工业互联网概念,并投入上千人的研发,但经过十多年的发展,GE工业互联网却是一波三折,前景不容乐观。
  具体到工业软件,比如全球的高端CAD/PLM市场,基本被德国西门子、法国达索、美国PTC三家公司垄断。在这些领域,近些年来国内公司技术及市场份额的差距不是在缩小,而是在加大。
  从中也可看到工业互联网及工业软件研发之难,本土工业软件公司责任之重。
  由于涉及种类繁多的设备、业务、人员等等,工业互联网及工业软件的部署及维护都远远难于互联网软件。在德国工业4.0八项行动计划中CONTROL ENGINEERING China版权所有,第二条就是“管理复杂系统”,如何在制造企业中部署这些复杂系统,让年龄不一、文化水平不高的车间工人掌握与使用好这些系统,不只是德国人头疼的问题,也是工业互联网与工业软件能否成功应用的一大难点。
  近些年来,随着微服务、工业APP等新技术的出现,展现了工业互联网与工业软件研发技术的最新发展方向。
  一方面,系统功能越来越强,研发、部署、使用、维护都越来越困难,但另一方面,由于采用了微服务、工业APP等新理念、新技术,一套复杂的工业互联网或者工业软件可以被分解为众多可以被独立部署、相互方便组合的微服务,可以实现系统的快速定制、快速部署与方便使用。由于每个微服务聚焦于一个具体的业务,开发起来也很容易,几个人的团队就可以轻松地开发出一个微服务。那些承载着工业知识和经验的各种工业APP,也可以被用户快速掌握,并高效地完成各种设计、分析、管理等任务。
  通过“难易相生”的思想,利用微服务、工业APP这些先进技术,将一套庞大、复杂的工业互联网或者工业软件转化为众多简单、灵活、可相互组合使用的“小精灵”般的微服务和工业APP,实现了化难为易、化整为零,就可以很好地解决传统工业软件以往的研发难、部署难、使用难、维护难等问题。
  “长短相较”,细分领域树壁垒
  由于研发时间早以及财力雄厚等原因,国外工业软件巨头通过长时间的研发和并购,形成了庞大的产品链甚至生态圈,构建了以强打弱、以长打短的竞争战略优势。
  比如西门子、达索、PTC等公司,通过一系列大手笔收购,将业内领先的工业软件公司进行并购,打通了设计、分析、加工、工艺规划、生产执行、运维管理、产品数据管理等全生命周期管理的产品链,并通过长期的经营,形成了规模庞大、实力雄厚的合作伙伴、代理商、实施商,这些都是国内工业软件公司很难突破的防线。
  老子这句“长短相较”,原本是长和短互相比较而显现,在这里引申为本土工业软件产业可以采取以短胜长的发展策略。
  华为是中国最优秀的企业,其成功的重要一条原则,不是与竞争对手比产品链的长短,而是采用“压强原则”,将企业有限资源集中于一点,在配置强度上大大超过竞争对手,重点突破,然后迅速扩大战果,最终达到系统领先。
  国际公司的优势往往是产品链长,但由于面向全球不同国家、不同行业营销,功能具有通用性,很难照顾到一个细分领域,这就为我们本土工业软件企业提供了发展机会。
  我们可以根植于某一细分领域,深耕细作,充分发挥对行业理解深入、知识沉淀深厚的优势,与客户深度合作,将行业知识及客户需求融入软件,使自己软件在这一领域功能更强、使用更方便、性价比更高、服务更及时,从而形成自己特有的竞争优势。
  现在,CAD、CAM、CAE、PLM、ERP等工业软件领域几乎被国外软件所垄断,但这种情况在MES领域却得到了根本改变。尽管国外MES系统也大量涌入,但由于MES本身具有很强的行业属性,国外MES系统就很难满足国内不同行业、不同企业的需求。
  相反,一些专注行业领域的专业MES公司却经营得有声有色。比如,兰光创新在军工企业、机械制造领域,上海上扬软件在半导体、太阳能光伏领域,深圳昱辰在服装等时尚业。这些公司凭借专业的产品、优质的服务,成为了事实上行业领头羊。
  工业具有复杂性,工业软件是行业知识高度汇聚的产业,而这恰恰是本土软件公司生存与发展的机会。我们先不要寄托在短时间内跨行业有多少,规模有多大,产品链有多长,而是要有工匠精神,与客户密切配合,潜心研发,发挥灵活、快速、行业沉淀深厚等优势,在某些点形成竞争优势,将自己打造生存能力极强的“碉堡”,“碉堡”多了,自然就能构建起一道可以防御国外公司的“钢铁长城”,为中国制造业提供自主可控的优质产品和服务。
  “高下相倾”,上云落地拼实效
  “高下相倾”原本是指高和下相互对立而存在,此处“高”可理解为“上云上平台”部署之高,以及AI人工智能等技术之高;“下”可理解为务实落地的具体工业软件产品,以及并不高大上但可以很好解决企业问题的应用技术。“高下相倾”可理解为这些不同的解决方案,由于应用对象不同、应用场景不同,可以相互补充,相辅相成,共同促进制造业智能化转型升级,不要一味地追求高大上,一切应该以解决客户实际问题为价值导向。
  1)因企不同,部署有高低
  现在各级政府对工业互联网都非常重视,出台了一系列支持政策和具体指标,鼓励设备上云、企业上平台。上云上平台可以使很多中小企业在IT硬件、网络建设、系统维护等方面节省资金及人力投入,实现人、机、物的全面互联,通过社会化的供需信息、资源信息、生产与服务能力等各方面的共享,促进制造业新模式、新业态的深刻变革,推动工业生态体系的重构迭代和全面升级。
  对大型制造企业,特别是军工等企业,存在着设备种类繁多、管理复杂等特点,对可靠性、实时性、安全性有较高要求,可能并不需要上云,而是需要进行大量的功能定制。这就需要工业软件公司基于深厚的行业知识与经验,根据客户需求,以工业软件为载体,在研发、生产、管理等各环节实现机-机互联、人-人互通、人-机协同,提升企业的管理水平与市场竞争力。
  软件是部署在云端还是本地,企业是上平台还是独立运行,这些都需要根据企业实际情况而定,而不能追求所谓的潮流,更不能拘泥于形式。
  2)实效为王,技术无高下
  在制造企业中,很多人希望通过机器人、人工智能、云计算等所谓高大上技术,实现生产过程的“自感知、自分析、自决策、自执行、自学习”,打造一种少人化乃至无人化的智能生产模式。虽然这些技术在企业一些场景中可以得到很好应用,但过于理想化的生产方式存在投资大、风险大、应用场景少等特点CONTROL ENGINEERING China版权所有,企业更迫切需要务实落地的技术和产品来解决当前存在的主要问题。
  笔者在几年前就呼吁“智能制造,未必追求高大上,可先从治聋治哑治傻开始。”
  现在绝大部分企业并不Smart(智巧),还谈不上智能(Intelligent),甚至“聋哑傻”等情况普遍存在。比如,机器与工作人员和外界没有交流,都是单机独立工作,这可称之为“聋”;设备运行状态、故障信息、生产信息等都不透明,出现问题“说不出来”,设备是哑的,岗位是哑的;设备状态、生产进度、质量信息等不能自动、及时获知,建立在这种人为数据基础上的决策就必然是不及时、不科学,甚至是错误的,这个可用“傻”来概括。
  这些“聋哑傻”的生产与管理模式必然导致生产效率低、成本居高不下、产品质量不能保证,严重地影响了企业的竞争和发展。
  企业可通过设备物联网实现设备的互联互通,将企业的数控机床、热处理设备、机器人等数字化设备实现设备的网络通讯、数据远程采集、程序集中管理、大数据分析、可视化展现与智能化决策支持,设备由以前单机工作的模式转变为数字化、网络化、智能化的管理,实现设备由“哑”到“智”的质变。
  通过MES制造执行系统中的计划、排产、派工、物料、质量、决策等功能,实现车间层面精准计划、精益库存、精细管理,各岗位都融于整个信息化系统,牵一发而动全身,企业做到“眼观六路,耳听八方”,领导者基于实时、网络化、智能化的信息系统,做到“看得见,说得清,做得对”,实现生产过程的智能化管控。
  这些技术和系统虽然谈不上高大上,但可以以较低成本帮助制造企业取得很好的经济与社会效益,为企业走向智能制造奠定坚实的基础。
  这就是“高下相倾”在工业软件发展过程中的启发。
  老子说“天下难事,必作于易;天下大事,必作于细。”作为本土工业软件公司,既要抓住工业互联网带来的新机遇,采取精准灵活的竞争策略,化难为易,在激烈竞争中能快速发展CONTROL ENGINEERING China版权所有,还要勇于肩负起历史重任,通过长期的深耕细作,打造出能与国外公司抗衡的自主可控产品,为我国制造业的智能化转型升级保驾护航。
  “条条大道通罗马”。由于行业不同、基础不同、发展阶段不同、竞争对手不同等差异,每家公司的竞争策略与发展路径也注定不同。本文总结的四种发展策略,仅供业界参考。
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