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落地为王,工业互联网谁主沉浮?(下)

2019-04-29 09:14 中科院沈自所

导读:工业互联网自2017年起已成为国内科技界最为火爆的词汇之一。学者、供应商、投资商、企业家、媒体、政府官员、人大代表、政协委员等纷纷给出了自己的解读。

工业互联网,GE工业互联网,IIC工业互联网,中国工业互联网


自2017年起,在工业4.0热度消退、智能制造日渐式微之后,国内工业互联网的热度高涨。但此“工业互联网”,绝非完全是指GE工业互联网,也绝非完全是指IIC工业互联网,为了叙述方便,避免引起混调,个人称之为中国工业互联网,以示区别。即使是中国工业互联网,也是百花齐放,百家争鸣。

GE工业互联网与IIC工业互联网的内涵及作用,前面已经提到过,不再赘述。说过它们是天使,也是恶魔。说它是恶魔,主要在于它们披上了互联网的马甲,按其字面意义,很容易将人们引入歧途,即忽略了GE工业互联网与IIC工业互联网的内涵,而只盯上了工业互联网这一称谓中的互联网这一马甲。

个人的看法是,用什么术语或打什么旗帜并不重要,但要给出概念的明确内涵,要给出与前人工作的区别,至少不要造成实际使用时的迷茫与混乱。

总体上看,中国工业互联网,按其内涵,大体上可以分为三种。

第一中,与了GE工业互联网的原意相一致;

第二种,与IIC工业互联网相一致;

第三种,互联网+工业,或互联网在工业中的应用扩展,或互联网体系与工业体系的融合;

第四种,比GE工业互联网、IIC工业互联网的内涵都大,或者说是两化融合的翻版。

当然还有若干变种。以下是国内工业互联网的若干表述。

AII的工业互联网

AII,英文缩写,英文全称是Alliance of Industrial Internet,中文就是工业互联网产业联盟。其官方主页上是这样描述的:为加快我国工业互联网发展,推进工业互联网产学研用协同发展,在工业和信息化部的指导下,2016年2月1日由工业、信息通信业、互联网等领域百余家单位共同发起成立工业互联网产业联盟。现在应该超千家了。

在AII 2019年2月发布的工业互联网术语与定义中,是这样定义工业7意彩app下载的:工业互联网是新一代信息通讯技术与工业经济深度融合下的关键基础设施、新型应用模式和全新工业生态。工业互联网通过人、机、物的全面互联,实现全要素、全产业链、全价值链的全面连接,将推动形成全新的工业生产制造和服务体系。

这个定义是在AII发布的文档中,直接描述工业互联网是什么的为数不多的一个。与GE工业互联网相比,给出了解决问题的途径——融合,给出了解决问题的手段——全面互联,但没有直接给出要解决的问题,反过来,可以理解为要解决任何问题。

在AII工业互联网平台白皮书(2019讨论稿)中,给出了其中国工业互联网应用的统计。

似乎明白了AII工业互联网要解决哪些问题了!应该是包含之前我们所说的企业信息化要解决的全部问题及内容。那么我们大致上可以认为,国内原有的分工明确的企业信息化厂商、电信运营商、互联网厂商现在都是工业互联网厂商了。这大概是工业互联网峰会如此火爆的重要原因之一。

与之前的企业信息化的区别呢?与传统的企业信息化相比较,大概最大区别是,系统建在一张网上(大概率最终是要采用互联网)、一个平台上或几个平台,十几个平台或几十个平台也行,而且这些平台之间要互联互通。由于是基于如此庞大、如此统一的基础设施,加之平台的开放性,自然会像互联网那样,形成新的应用模式与新的生态。

IIC将工业互联网的内涵,扩展为工业7意彩app下载。AII将工业互联网的内涵扩展的更大,无所不包。

按此逻辑,需要研发工业互联网平台来支撑企业的各项业务。那么需要多少个平台呢?至少,要支持SCADA/HIM,CAD,CAM,CAE,PDM/PLM,SCM、SRM、ERP、MES,……,等传统的工业软件覆盖的业务。如果考虑到每一个行业都有其特点,每一个行业再细分十个乃至百个子行业,需要的平台数相当可观。但能不能将这些平台进行整合,减少平台的数量呢?这个问题恐怕只有市场实践能够回答。将这些平台进行互联互通,恐怕更是一个艰巨的挑战。

将传统的工业软件云化,形成现阶段所倡导的工业互联网平台,可以降低工业软件的实施成本,但解决不了不同厂家开发出的工业软件可以支撑各具特色的企业业务模式这一事实,虽然各种工业软件行业中,存在着大鱼吃小鱼、不断的兼并重组的状况,但野火烧不尽,春风吹又生,在工业领域,短期内很难出现象互联网行业那样最终仅存几个寡头垄断的局面。一种工业软件长期存在数十个厂家的事实,说明了工业领域要解决问题的多样性及复杂性,是否也间接说明了,平台的多样化是一种必然现象。

即使出现了适合某个特定子行业的云化后的工业软件,或者说某行业工业互联网平台,也会面临着推广应用时,竞争对手出于商业秘密的考虑,而不会将自身的业务,放在竞争对手的平台上,或者与竞争对手共处于同一个平台上。你能想象出罗尔斯·罗伊斯将自己的发动机状态诊断工作放在GE的Predix平台上吗?这恐怕是工业互联网与消费互联网之间的一个重大区别吧。原因在与,工业产品为了销售,必然要向消费者公开其产品规格数据,不存在所谓的商业秘密,这一点是互联网行业能够爆发式增长的基石。但工业产品的制造过程数据,大多数情况下都是商业秘密,这一现实就不是工业软件所能解决的了!

工业互联网研究院的解读的中国工业互联网

中国工业互联网研究院在工业互联网创新发展20问中给出解读。

第一问,什么是工业互联网?

“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,是实现产业数字化、网络化、智能化发展的重要基础设施,通过人、机、物的全面互联,全要素、全产业链、全价值链的全面链接,推动形成全新的工业生产制造和服务体系,成为工业经济转型升级的关键依托、重要途径、全新生态。”

与GE工业互联网完全没有了关系,或者说赋予了“工业互联网”全新的含义。

第二问,工业互联网和通常所说的互联网有什么区别?

工业互联网是互联网发展的新领域,是在互联网基础之上、面向实体经济应用的演进升级。通常所说的互联网一般是指消费互联网,与之相比,工业互联网有三个明显特点。

  • 一是连接对象不同。消费互联网主要连接人,应用场景相对简单,工业互联网实现人、机、物等工业经济生产要素和上下游业务流程更大范围的连接,连接种类、数量更多,场景复杂。

  • 二是技术要求不同。消费互联网网络技术特点突出体现为“尽力而为”的服务方式,对网络时延、可靠性等要求相对不是特别严格。但工业互联网既要支撑对网络服务质量要求很高的工业生产制造,也要支撑高覆盖高灵活要求的网络化服务与管理,因此在网络性能上要求时延更低、可靠性更强,同时由于直接涉及工业生产,工业互联网安全性要求更高。

  • 三是发展模式不同。消费互联网应用门槛较低,发展模式可复制性强,完全由谷歌、脸书、亚马逊、阿里、腾讯等互联网企业主导驱动发展。工业互联网涉及应用行业标准杂、专业化要求高,难以找到普适性的发展模式,通用电气、西门子、航天科工等制造企业发挥至关重要作用。同时,互联网产业多属于轻资产,投资回收期短,对社会资本吸引大。而工业互联网相对重资产,资产专用性强,投资回报周期长,且还存在一些认知壁垒。

虽然认识到了互联网与其定义工业互联网之间的巨大鸿沟,但还是将工业互联网视为互联网发展的新领域,是在互联网基础之上、面向实体经济应用的演进升级。是不是有点自相矛盾?颇有点“明知山有虎,偏向虎山行”的感觉!

看看院士是怎么说的:“工业互联网面向的企业都是个性化的,标准化难度大,消费互联网共性强,易于标准化;工业互联网涉及设备多种多样,业务链条长、模型复杂,消费互联网终端简单,易于普及、升级。此外,工业互联网对响应速度、可靠性、安全性、资本的要求都更加苛刻”。院士表示:“商业模式上,消费互联网往往是比烧钱、聚人气、圈用户、赚流量,以广告和会员费为收入来源,这种模式无法复制到工业互联网;生态模式上,消费互联网依靠手机操作系统构建应用商店平台,开放第三方应用,而工业互联网缺乏类似的平台和应用,所以多数企业感觉到,工业互联网看不清、摸不着、叫得响、热得慢”。

院士说得更深刻,从互联网的角度,从标准化、商业模式、生态模式上进行了对比。如果从要解决问题的不同进行比对,就更为完美了。

第五问:工业互联网具有怎样的功能架构?

工业互联网由网络、平台、安全三个部分构成。其中,网络是基础、平台是核心、安全是保障。

在没有明确要解决的问题或具体应用的前提下,提出功能架构,确实需要勇气。多年的企业信息化实践告诉我们,我们还没有能找到一个能支持所有企业信息化应用类型的功能架构及平台。也许多个平台可以满足,但几十个,甚至是上百个,恐怕也很正常!另外,简单地将工业互联网归结为由网络、平台、安全三个部分构成,既有可能会忽视了要解决的问题或应用对象,也会给平台的研发带来了极大的不确定性、复杂性和难度。太抽象的应用模式,对实际指导工程的支撑作用必然有限,这是任何通用与专用解决方案都回避不了的问题。

广义工业互联网与侠义工业互联网

“工业互联网分为广义的工业互联网和狭义的工业互联网。广义的工业互联网就是第四次工业革命的代名词。和德国工业4.0以及中国制造2025类同,都是工业体系转型的国家发展规划。狭义的工业互联网仅仅指的是设备的联网,广义的工业互联网的连接要素是工业制造中的生产要素。”

这种定义,应该是有识之士,看到了中国工业互联网,与GE的工业互联网之间的不同。为了尊重原创,又要尊重国内的现实,进行了改良,将工业互联网分为狭义与广义。与GE工业互联网内涵相比,狭义的工业互联网,强调了设备这一作用对象,强调了连接这一手段,但没有强调提高设备资产利用率、降低设备资产运营成本这一GE工业互联网要解决的根本问题。广义的工业互联网,好像明白了,但又说不出来是什么,或许等价于工业7意彩app下载。

人大的声音

在今年的人大会上,不少人大代表为中国工业互联建言献策:

“原始创新是中国式工业互联网发展成功的关键所在。各国有各国的国情,发展阶段不同,基础禀赋不同,所处的发展阶段不同,社会制度不同,市场特质不同等等,都决定了中国的工业互联网不能照搬照抄任何其他国家的模式与规则,必须结合中国国情推动原始创新。”

这是一个非常好的观点!问题是,当内涵被从根本上改变,起一个新的名字或创新一个新的概念,岂不更好

“推进工业互联网发展要继续秉持开放发展理念、加强国际合作,与国际社会一起推动相关标准的制定,共同促进发展,实现互利共赢。”

如果想进行国际合作,最起码的条件,应该用相同的语言、术语,中国工业互联网与GE工业互联网或IIC工业互联网进行接轨,会存在交流上的障碍。

关于两化融合

事实上,从1946年世界上首台通用电子计算机的诞生开始,就开启了信息通讯技术与人类社会的融合的进程这个进程,伴随着人类社会的进步、ICT信息通讯技术的进步以及所应用行业本身的技术进步,在融合或应用的深度上、广度上不断演进,解决了或更好地解决了人类社会在不同的发展阶段存在的各种各样的问题。信息化与工业化的两化融合是这种融合的一种。

1946年诞生于美国宾夕法尼亚大学的第一台通用电子计算机“ENIAC”,它解决了炮弹弹道计算的问题。1952年,美国麻省理工学院伺服机构实验室成功研制出第一台数控铣床,标志着制造领域中数控加工时代的开始。1969年,美国数字化设备公司研制出第一台可编程控制器(PDP一14),在通用汽车公司的生产线上试用后,开启了用PLC解决工业控制问题的新时代。CAD诞生于二十世纪60年代美国麻省理工学院提出的交互式图形学的研究计划。60年代中,IBM开发出了MRP软件,开始了将计算机应用于生产管理的先河;70年代,闭环MRP诞生;80年代,MRPⅡ诞生;90年代,演化为ERP。……。

随着ICT技术应用的不断深入,两化融合要解决的问题,也逐渐从单一领域扩展为多领域,也就要将多个领域现有系统有机连接起来,或者说集成起来,来解决涉及面更为宽广问题。如90年代的CIMS,目的是通过已有信息系统之间集成来解决TQCS问题。虽然现在很少提及它了,但不代表它提出的思想不存在,事实上它依然有着顽强的生命力,以不同的形式、在不同的阶段、面对不同的问题、披上不同的马甲,反复出现。下图是CIMOSA(Computer Integrated Manufacturing OpenSystem Architecture)于90年提出的参考架构,是不是有点眼熟,在工业4.0、工业互联网、智能制造等体系结构中,或多或少都能看到它的身影。


CIMOSA提出的参考架构


GE工业互联网是一个典型的集成实例。存粹从技术的角度来看,用现在比较时髦的术语叫做整合IT与OT,来解决设备利用率提升、设备运行成本的降低问题。

另一个广为熟知的集成实例是德国的工业4.0,需要指出的是工业4.0既是战略也是战术。战略上,它要解决的新问题是,以大批量生产的成本,实现产品个性化定制生产这样一种全新的生产组织方式。

战术上,其核心技术内容之一就是三大集成——横向集成、纵向集成与端对端的集成。但从技术的角度,个人认为,只有其提出的端到端集成具有新意,是以大批量生产的成本来实现产品个性化定制生产这一全新的生产组织方式的核心技术基础。工业4.0要集成的广度、深度,从制造业历史上看无与伦比,特别是其提出的端到端的集成,实质上是一种动态集成,或即插即用式的集成,当前已有的技术还不能对其进行有效支撑,还需要研发新的集成技术。这也是德国人为什么说需要十余年乃至数十年长期努力才可以实现工业4.0的原因之一,其提出的工业4.0组件管理壳技术正是朝此方向努力的关键一步。

当然,还有日本提出的工业价值链计划,是依据日本现阶段自身面临的主要问题而制定的。日本制造界为了解决不同制造业企业之间的“互联制造”的问题,而提出的一种策略。它通过建立顶层的框架体系,让不同的企业通过接口,能够在一种“松耦合”的情况下相互连接,以大企业为主,也包括中小企业,建立企业的生态联盟,形成日本制造业的整体优势。工业价值链计划难道不是集成理念的又一种具体形式?

如果将时间倒流一下,你会发现还有敏捷制造、虚拟制造、并行工程、基于模型的设计、……、等众多的思想体系,但哪一种都可以找到集成思想的身影了。

历史经验告诉我们,解决系统性或整体性问题,系统间的集成无处不在。但如果将前述的单领域问题的解决过程,进行细化分解,你会发现集成的需求依然无处不在。这是因为,万物互联的场景无处不在,正所谓:众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在,灯火阑珊处。

7意彩app下载或工业7意彩app下载的概念的提出,并不是近期发现的某种客观规律,而是多年实践中总结出来的规律的概况总结,只不过是受互联网连接起数以万计的计算机的启发,推演至万物而已。万物互联的说法,是一个非常好的市场营销概念,但对实际应用指导作用有限。在实际应用中,我们更需要的是,为了解决某个问题,具体要连接什么,为什么要连接,怎样连接,以及连接的成本等问题。对于制造业中的设备,君不见万物在没有注入传感器、控制软件、动作器而成为所谓的CPS的前提下,也根本不可能实现互联。RFID仅仅为物品提供了一个静态的标识而已,实际应用场景有限,但物品状态及状态的变化的动态获取,对制造业而已更有实际应用价值。

如果在工业7意彩app下载这面大旗下,从事新的连接技术研发,有实际应用价值。需要指出的是,这里所说的连接,本质上难道不就是我们之前所说的集成?难道不是集成思想的另一种表现形式?个人认为,集成的表述更有技术含量,脱开了互联网的马甲,更不会引起歧义。

所以,今后再有什么新的思想提出,也不要大惊小怪,也不要迷信崇拜,也不要盲目跟风,那一定是某个人、某个组织或某个国家,针对某个或某些特定问题,再强调一下,针对某个(某些)特定问题,集成思想的又一次灵光乍现。所以再拿万物互联说事,或单纯地谈论集成,并无新意。关键是要看清楚,要能解决什么样问题,要集成什么,提出或要开发出什么样的集成新技术,需要多大的实施成本,适合不适合自己当前的需求。

历史告诉我们,单纯依靠技术手段建立的思想体系,必定不会具有长久的生命力。问题导向的思想体系,更具有生命力。

新瓶装旧酒不可取,哗众取宠更可怕。抛弃数十年已积累起的成果,另起炉灶,即是对历史的无知,也必定会被市场的力量所吞噬。

结论

对工业互联网的理解,仁者见仁,智者见智,在当前概念使用比较混乱的前提下,明确概念内涵,找出异同,便于实际使用,是本文的目的所在。另外,作者认为,技术的进步是一个演化过程,这个过程大多数情况下是由问题求解驱动的,明确要解决的问题才是未来任何新思想体系生命力的源泉所在。