□ 文 余曉輝
作者:中國信息通信研究院副院長
疫情帶來的巨大沖擊和挑戰,中國的制造業和工程體系在其中發揮了重要的積極作用,有力地保障了整個疫情防控所需要的醫療資源。另外一方面,制造業本身也面臨疫情帶來了巨大挑戰,比如現在復工復產等問題。
在這個過程中,工業互聯網作為工業體系與新一代信息技術深度融合的成果,作為工業數字化轉型的賦能者和關鍵載體,在此次疫情防控和復工復產中發揮了重要的作用。
分享三個部分的內容。首先是對工業互聯網和數字化轉型的簡要介紹,重點是工業互聯網在此次疫情防控和復工復產中發揮的一些作用,最后是下一步發展體會。
工業互聯網是數字化轉型的關鍵路徑,是第四次工業革命的重要基石。
工業互聯網是數字化轉型的關鍵路徑,是第四次工業革命的重要基石。它不僅僅是一個簡單的網絡,實際上是通過工業經濟的全要素、全產業鏈、全價值鏈、全面連接,所能夠形成一個重塑生產、制造和服務體系的重要方向。它既有基礎設施,也有形成的新興業態和應用。我們在工業互聯網產業里面提出了一個體系架構的設計,在這個設計中有網絡、平臺、安全。一個核心的理念是通過人機物的全面連接,實現對物理世界的感知,開展對物理世界的建模,并通過數據與各個行業機理模型的融合與深度分析,形成智能化決策反饋至物理世界,由此構成一個全面優化的閉環。
在這個過程中,數據從物理世界來,最終通過智能分析形成的決策還回到物理世界去,它可以優化一個設備、一個系統,比如說一個車間,一條生產線;也可以優化一個企業的運營和一個產業的組織等。當然,它也可以適用于制造業、醫療交通等不同的行業。
工業互聯網的本質,與過去的信息化或是利用信息技術帶動傳統行業轉型,其實沒有本質的不同。但是它有一個新的特質,這個特質是在今天互聯網時代,在數字經濟時代,怎么實現快速地感知,敏捷地響應,在這個過程中能夠實現對市場的不確定性,對巨大的變化形成敏捷的響應能力,動態地實施優化,以及全局智能化決策能力,這是工業互聯網的一個特征,這也是為什么它成為全球的共識作為未來的一個發展方向。
具體來說,其實每個企業、每個行業都有自己不同的特點和需求。比如說流程行業和離散工業就有很大的不同。離散行業多品種小批的離散工業又和少品質大批的離散行業也有很大的不同。工業互聯網如果是在同樣的方法和參考架構下去實踐的時候,實際的切入點和解決每個行業每個企業的痛點和難點是有所不同的。
其中還有很多規律性的共性問題,比如生產的排程、設備的優化、OEE的提升、生產率的提升、供應鏈效率、能源效率、產品的質量、上市的速度、交付的周期、產品的附加值以及商業模式創新等這些問題,其實它都反映了當前在數字化時代里面,每個企業所需要回答的最基本的問題,圍繞企業的發展、競爭里的最基本的問題。如何通過工業互聯網去賦能解決這種基本的問題。這是工業互聯網的使命所在。
總結四個模式:智能化生產、網絡化協同、規模化定制和服務化延伸,解決這些的問題。
從實踐上,中國和國外的工業互聯網可以看到很多的差異和相同點。在總結全球300多個案例以后,比較清楚的一點,是中國和國外都有很多的共性、普適性的實踐,也有一些各自的側重點。
國外工業互聯網應用比例最高的是資產的優化,就是工業的設備、產品的優化。這個比例接近50%,是因為在全球產能過剩的情況下,如何通過業務模式的創新,挖掘設備全生命周期的價值,實現包括孵化轉型,實現新的價值,這是尋找新的增長點,這是比例高的原因。
第二個方面是生產優化。包括生產管理、質量、能源能耗排放、生產監控等等,它們反映的基本上是在現有的自動化系統如何與數據科學、人工智能技術、物聯網技術等等相結合,來實現智能化的升級。
第三個方面是運營管理的優化。像供應鏈管理、客戶關系管理等等,這里面要回答的問題是在現有的IT系統、信息化系統里面如何更好地向智能化升級的過程。
另外還有產業鏈價值的優化、產業研發的設計、制造工藝管理等等,這是國際的情況。
國內的情況,中國比例最高的一個是生產的優化,這樣基本上反映出中國制造業總體還處在2.0和3.0階段,還有很多企業沒有完成數字化、信息化的事實。也就是說,在這樣沒有完成的情況下,我們又如何能和新一代信息技術發展相結合,更好地實現過去沒有完成的目標。從實現自動化,以及從自動化實現智能化,這個比例是最高的。
第二個跟國際是一樣的,是資產的優化。第三個中國最高的是產業鏈價值優化,包括全流程的產能對接,也包括很多的創新,比如金融服務等,可以看到中國是21%,國際上是6%,中國的比例明顯要高。這個反映了中國的一個情況,過去的產業鏈、價值鏈的各個環節資源配置可能是不夠優化的。另外中國消費性互聯網的創新實踐也給了中國的工業互聯網很多的啟發,所以這個比例是比較高的。當然,可以看到中國信息化升級也是比較高的,這是我們可以看到中國和國際的共性情況和差異化的地方。
這次疫情巨大的挑戰里面,工業互聯網究竟如何去體現它的價值?兩個方面,第一個是疫情防控中,工業互聯網能做到什么?第二個是在復工復產方面,工業互聯網又能做到什么?
首先,第一個挑戰是疫情的防控。這次的疫情防控里面最大的一個挑戰,就是它所爆發出的對防疫物資的需求,遠遠超過平常的產能。需要在非常短的時間內能夠實現工業能力的重新配置、資源的重新配置,以實現超指數級的發展。
比如說防護服,防護服是保證疫情防控,尤其是保證湖北和武漢防控的最重要物資。基于工信部的統計數據,防護服在過去一段時間里已經由最開始時的供給量嚴重不足,逐漸轉變為供給大于需求,到現在每天供給湖北的量接近30萬。這樣的規模遠遠超過了平常中國的防護服的產能,在這個過程中,一方面是中國的工業體系的重新動員和資源配置,另一方面也應看到在這樣的過程中,工業互聯網也發揮了重要作用。
這里有兩個案例,一個是恒天集團,基于它互聯網平臺的工藝沉淀,快速地開發防護服的壓條機。壓條機是生產防護服關鍵的裝備,在之前它也是一個瓶頸,如果要提高防護服的產能,壓條機是一個重要的關鍵因素。可以看到恒天集團利用工業互聯網快速地實現了壓條機的開發。還比如說紅豆,做衣服的紡織服裝廠,如何快速轉產來生產防護服和隔離衣,這次之所以在這么短的時間內能夠快速地扭轉供給不足的局面,能夠滿足這么大的海量需求,是因為大量的企業實現了轉廠,通過柔性的生產化實現了這樣一個變化。
還有一個是口罩的情況,中國的口罩占全球的產能超過一半。但是整個的產能其實只有每天幾千萬只,預計要實現滿足中國企業全面復工需求的話,可能超過2個多億只口罩,甚至到四五億只口罩的情況。產能如果提高這么多,很大一部分也是需要轉產才能實現。
這里面有一些例子,可以看到中國石化、上汽通用五菱、富士康等利用它們自己沉淀的裝備、工藝知識和原材料的能力,包括生產環境,比如說潔凈的生產車間等等,快速地轉產30萬件。在這個過程中,工業互聯網與這種裝備、材料、車間和生產的工藝,與工人的結合部分還是發揮了重要的作用,這是滿足產能的方面。
在這次疫情防控中,供需的精準匹配是一個很大的挑戰。大量的工業互聯網企業,像海爾、航天科工、用友、騰訊等都打造一批物資信息的對接平臺,很好地支撐了醫療物資生產需求的快速匹配。
這次火神山等醫院的建設效率是非常高的,在這樣一個快速高效的建設中,對于工程機械的作業、派單、用工的要求是很高的。中國的工業互聯網代表企業,有樹根、徐工、中科云谷等等,用它的工業互聯網平臺在里面發揮了重要的作用,有效地保障了整個建設的快速完成,發揮了重要的作用。
從疫情防控的角度可以看到的工業互聯網的一些貢獻。另外還有一個很大的挑戰,尤其當我們的防控形勢出現好轉以后,面臨需要應對的問題是,如何更好地去復工復產。這次疫情可能導致從需求、銷售、勞動力短缺、貿易、供應鏈、資金鏈面臨的種種問題。在這些挑戰里面,工業互聯網起到了什么作用?我們可以看到中國的一些企業做出的很好的探索。
復工復產里面可以分為幾類介紹:研發、設計、生產、制造、運維、經營管理等等。從研發設計里,如何把研發的工具、能力放在工業互聯網平臺上,實現在線研發,能夠實現研發工具和研發能力的共享,快速地縮短研發周期,很多企業做了探索。比如云道智造的CAE、CFD各種軟件在線設計能力,包括安世亞太等等。遠程的產品設計、仿真的能力;遠程的工廠仿真以及提高車間制造效率的能力,比如上海英梅、中機賽德等;遠程產品的個性化定制所需要實現的對接,像海爾互聯工廠、美克美家等等一些探索。
從生產制造類方面看,也有很多實踐。通過設備的遠程監控,解放生產力,提高生產效能,像北京亞控實現的極簡聯網和預防性維護;像智能云科實現的工廠可視化監控;中航西飛制造的研發、采購、制造、客服融為一體的發展模式。智慧的物流檢測、應急排班,實現車間的人力資源優化配置,像紫光云等等都做了比較多的探索。在生產制造方面是如何通過提升生產效率,加快應對市場需求?中石化依靠石化盈科的工業云實現一體化智能生產的管控,通過生產工藝的在線優化,快速地響應市場需求,這也保證了防疫所需要的醫用聚丙烯的需要,這可以看出來工業互聯網在生產過程中所發揮的作用。
在物流方面,這次疫情防控因為面臨巨大的挑戰,所以很多省市都做了非常多的交通管控,在這樣復雜的交通情況下,怎么能保障物資的順利運達?像京東物流、順豐這些物流企業,通過它的平臺調度能力,能夠高效地、快速地反應智能化的規劃路徑,保證了醫用物資、民用物資的需求供應和快速交付。
在經營管理方面企業也有很多探索,尤其是當前,面臨復工復產中非常大的問題是員工怎么保證健康,不出現聚集性的事件,這是一個很大的挑戰。
無論是線上辦公,線下的復工管控,以及線上的采購,線上的營銷和用戶管理方面,華為、格創東智、攜客互聯、用友、西安中服都做了很多的探索,既能夠保證企業順利復工復產,也能夠更好地保證員工的安全。
從運維服務方面,在這次疫情中和商業模式結合更好地提供產品的價值方面也有很多的應用。阿里云打造的醫療設備的監控平臺實現全生命周期的管理和數據的可視化等。像徐工、天正等做的工業互聯網租賃和金融方面的結合,解決資金,包括貸款的問題,對于當前企業面臨資金鏈壓力的情況下是非常好的應用價值。
還有一個平臺+標識的例子,邁迪網做了一個工業互聯網平臺+標識的協同制造。通過統一的標識能夠收集整個外協企業設備的信息,建立一個外部平臺,確保有訂單的企業能夠找到合適的設備。在當前特殊情況下,供應鏈出現問題時能夠快速地補上,實現外協的生產,確保生產活動不受疫情的影響,這是一個非常好的實踐。
工業互聯網產業聯盟在工信部指導下,做了一個比較有益的工作,征集了大概300余款的工業APP來助力企業的復工復產,對APP進行便捷性和功能性的技術核驗。大體上分為五個場景,研發設計、生產制造、經營管理、運維服務和疫情防控。對300余款APP進行了技術測試,也優選了116款,涵蓋五個方面。
疫情防控期間,工業互聯網總結的四個模式——智能化生產、網絡化協同、個性化定制和服務化延伸在重大物資的生產保障、供需匹配、工程建設中發揮了重要的作用。
有關生產制造和經營管理的工業APP是這次抗疫的主力軍。每一類的工業APP作用是不同的,在征集的APP中,生產制造類大概占30.8%,經營管理類占21.1%,疫情防控占18%,運維服務是16.3%,研發設計少一點,大概接近14%,這是目前的情況。
工業APP內部的結構,比如在疫情防控里面,對員工的健康管理占比接近48%,這個和當前的實際需求是非常對應的。在運維服務中,設備的監控和日常維護大概超過70%,預測維護是34%,監控是36%,甚至還有故障診斷等等。在經營管理中需求最多的是辦公的管理功能,尤其是現在需要遠程辦公、生產。第二個是生產管控的一體化,兩個加起來占的比例超過了50%。在生產制造里面,應用最多的是設備的管理和過程的管控,這兩個加起來也是超過50%。最后一個,在研發設計中的工業APP中,輔助類的功能接近27%,這個比例是最高的。其次就是共享的工具占15%,還有設計的管理功能。
目前中國工業APP的研發或者實踐的方向,是和這次疫情、復工復產需求相結合,很多工業APP還是針對此次疫情防控和復工復產的實際需要研發的。
從部署的方式,目前的PC端仍然是主要方式,大概占到70%。但是移動端慢慢也發展起來了,接近40%。而且同時支持PC和移動端部署應該是超過30%,這會成為一個重要的發展方向。同時平臺各有特點,PC的計算能力比較強,所以能做一個很復雜的工業APP;而移動端是非常便捷,實施性強,所以它對計算能力要求不那么高的一些應用是有優勢的。
從收費的情況來看,從事工業APP開發的企業考慮到了這次疫情的特殊性和所面臨的困難。大部分的工業APP都推出了免費的服務和限期優惠服務。比如說75%以上的工業APP在疫情里面采用不同的免費方式,有的是免費3到6個月,有的是免費一年,甚至永久的免費,17%的工業APP宣稱在疫情期間產品是免費的。
從范圍來看,超過80%的生產制造、研發設計和疫情防控類的工業APP都是免費的。少數需要現場定制部署和硬件安裝的工業APP也會有優惠。這些工業APP企業表現出很高的站位和覺悟來推動和助力整個疫情防控和復工復產。
疫情防控期間,工業互聯網總結的四個模式——智能化生產、網絡化協同、個性化定制和服務化延伸在重大物資的生產保障、供需匹配、工程建設中發揮了重要的作用。在工業互聯網復工復產里面的生產設備的管控,生產工藝和產能的優化、質量檢測、辦公的管理、員工的健康管理、遠程的數字化設計、仿真工具的共享、遠程的監測、追溯、保險、租賃、金融和相關的資金服務等方面都發揮了重要的作用。工業互聯網在整個疫情防控和復工復產中體現的這種作用和價值,也為未來的發展打下了非常好的基礎。
在這一次緊急事件中,工業互聯網得到全面的演練,已經初步體現了工業互聯網所能發揮的重大作用和空間。
中國信通院響應中央的號召及部里的要求,充分發揮在工業互聯網方面的優勢,從復工的生產資源、數字化解決的方案和企業信息統計方面構建了工業的資源對接平臺,通過這樣的平臺實現供給和需求的精準對接,也更好地推動各個省、各個區域企業的復工復產。
整個疫情還沒有結束,復工復產也是處于非常關鍵的階段。工業互聯網還可以在更大的范圍和深度上發揮重要作用,比如在供需對接、資源的精準配置,以及解決應對疫情所帶來的銷售的下滑、供應鏈資金的緊張壓力、中小企業和大企業的協同等問題。尤其是在解決中小企業面臨的困難方面,工業互聯網還需要做更多的工作探索和實踐。比如怎么去做產融結合創新,解決中小企業的資金壓力。另外,通過工業互聯網技術,能夠提前預測產能的波動和供應的風險,采取好的措施。
企業也可以通過工業互聯網手段開展復工復產的監測,以支持政府的精準施策。目前,一些工業互聯網平臺企業也都開展了一些監測,這對政策的精準制定和落實有非常重要的意義。
從長遠來看,這次疫情對制造業還會帶來各個方面的影響。通過工業互聯網繼續深入、全面地推動企業和行業的數字化轉型,提升制造業內在的能力,以新一代信息技術賦能制造業,提高風險抵抗能力,推動產業轉型升級,這是當前和今后一段時間里面非常重要的任務。
工業互聯網在這次疫情防控和復工復產中發揮了重要作用。從更長的歷史時期和發展空間來看,此次疫情也給工業制造業帶來了更大的啟發,遇到類似這樣的挑戰出來的時候,如何利用技術手段更好地應對。
一個很重要的命題,如何解決戰略性物資的彈性供應,能夠適應極端情況下,特殊時期里面需求的海量的增長,工業互聯網有著非常重要的作用的。如何增加生產的柔性,通過實時的動態感知能夠實現智能化的決策,能夠更好地適應這種需求快速地響應市場,這其實就是工業互聯網發展的本質要求,也是生命力所在。
另外,工業互聯網可以進行很多探索,可以結合的工業互聯網過去已經顯現出的模式、路徑和非常成功的經驗進一步推廣。經過幾輪探索,工業互聯網已經進入了這樣一個生根發展的階段,已經展現了巨大的前景。
這次應對新冠肺炎疫情,工業互聯網體現了非常重要的意義,也會迎來更大的發展,就像在非典以后對互聯網的發展有一個非常大的推動作用,這次過后也會對工業互聯網帶來非常大的新的機會。2月21日,中央政治局在研究新冠肺炎疫情防控工作中,也特別提出來要推動生物醫藥、醫療設備、5G網絡和工業互聯網等加快發展。工信部也正在推動部署下一步如何更好地推動工業互聯網加快發展。這對于中國的工業體系、制造業的升級乃至整個產業數字化轉型和產業升級都具有重要意義。這樣的發展也會為中國的制造業賦能,未來如果面臨新的挑戰的時候,中國的工業能更好地應對各類挑戰,能更好地實現產業升級和高質量發展。
工業互聯網在此次的疫情防控和復工復產已經展示了重要的價值和作用,在未來將迎來更大的發展機遇。■
