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融合先进制造技术与信息技术 工业云构筑新产业
2015-11-25    来源:    发布者:
    近年来,我国工业云制造不断发展,平台建设也取得初步成效。但在实际过程中,企业在云制造软件系统、大数据与工业云的应用等尚存在一些深层次的问题。为此本文特选取一些专家学者的观点,希望通过对于工业云现状的梳理,能够为企业所用,以解决中小企业的问题。
融合先进制造技术与信息技术 工业云构筑新产业革命
  
  随着互联网、物联网、大数据、云计算等新一代信息技术与制造业的融合越来越紧密,互联网从消费领域进一步向制造业领域的渗透拓展,加速了制造业生产方式、产业组织形态和商业模式的变革。
  日前,工信部电子科学技术情报研究所信息化研究与促进中心工业信息化研究室主任肖琳琳指出,全球制造业已经呈现出数字化、网络化、智能化、本地化、绿色化、个性化发展趋势,数据成为了一种新的生产要素,大规模的生产转向大规模个性化定制生产已经成为了这一轮新产业革命最显著的特征。
  企业急需通过两化融合促进转型升级
  从产业组织方式来看,互联网价值发现,资源聚合,大众协同的一些特性使得以层级制组织线性分工为特征的传统的组织方式向网络化、平台化、扁平化为特征的新型组织转变。无工厂的制造商和微型跨国公司也正在逐步崛起。与此同时,传统的以产品和生产为核心的商业模式已经在向以消费者为核心,以生产加服务为本转变,产业竞争也从单一环节向产业的生态竞争转变。
  根据对全国5万家企业两化融合评估诊断,数据表明,2014年我国企业两化融合指数为61.2%,总体发展水平不高。而且不同行业,不同规模企业两化融合的水平和差距也非常大,电子行业的两化融合水平要明显好于建材、轻工等行业,大型企业的两化融合远远高于中小企业,特别是小微企业的两化融合的水平。
  肖琳琳指出,调查发现不管是什么样的行业,什么样规模的企业,在目前这个新的经济形式与技术发展条件下,企业通过两化融合促进转型升级的需要都是非常迫切的。
  2014年我国网民人数达到了4.69亿元,网络销售额和数量都已经位居全球第一,但是数字化互联网的应用却非常缓慢,在企业应用中,云服务的渗透率只有21%,而美国达到了55%~63%。在中小企业运营中,互联网使用率仅有20%~25%,但美国却高达72%~85%。所以,我国互联网的发展是以消费者而不是以企业为导向,未来企业互联网的应用将会成为我国新的增长点。
  权威机构预计,2025年互联网有可能在中国GDP增长总量中贡献4万亿~14万亿元,这将取决于企业的应用程度。我国企业90%以上属于中小企业,对全国GDP贡献率超过了65%,是就业和创新的重要来源,但是研发能力弱、市场拓展能力不足、资金和人才匮乏、管理不规范等是我国中小企业普遍存在的问题。
  对此,国家相关部门希望能够以平台的形式将社会上闲散的制造资源集中汇集起来,提供给中小企业,同时能够把对中小企业实行限制的制造资源,实现市场化的配制,使分散在社会、企业中的智力资源,能够实现其价值的最大化,使供求方和需求方能够实现对接。
  在这样的背景下,2013年工信部发布了工业化和信息化深度融合行动计划,明确提出了要支持工业云服务平台的建设,同年工信部就实施了工业云创新行动计划,确定了北京、天津、河北等16个省市开展工业云创新服务试点,探索共享经济的新模式。
  一种新型网络化制造服务模式
  肖琳琳认为,工业云是一种新型的网络化制造服务模式,融合了先进的制造技术,以及互联网、云计算、物联网、大数据等信息技术,以公共服务平台为载体,通过虚拟化、服务化和协同化,汇聚分布异构的制造资源和制造能力,在制造全生命周期的各个阶段,根据用户的需求,实现及时低成本的服务,实现自动化的资源的高质高效的对接。
与其他的制造模式和现在的互联网商业平台有所不同,工业云有三个特征,第一个是面向制造资源的、高度集成开放和共享的平台,依托工业云服务平台,企业可以整合研发、设计、生产、制造、销售、使用等全生命周期的制造资源和服务。二是面向网络的制造,任何企业和个人都可以向工业云平台上提供他们所拥有的资源,也可以在平台上获取他们所需要的资源。从而实现一对一、一对多、多对多等多种制造服务模式。三是按需提供服务,面向客户的需求,工业云可以随时随地组织相关的服务商为用户提供所需的服务。
  从工业云的内涵和特征可以看出,工业云的运营其实包含了四大要素,一是需要服务平台,二是要有广大的用户需求方,三是要有制造资源和服务的提供方,四要有平台运营商,且平台上承载了各种各样的制造资源和服务。各主体之间能够依托平台高效的互动,各取所需。
  工业云目前呈现出了五种比较典型的服务模式。第一种是提供各种资源,是一个资源聚集的平台。这是目前工业云平台最普遍、最常见的一种。第二种是提供从生产到服务端的用户的增值服务。这些服务包括了设计、生产、加工、运营、优化、设备运维、培训、咨询、对标、认证等一站式的优质服务。第三种是平台上聚集了社会企业中的各种智力资源。通过平台向用户提供产品的设计、创意等创新的服务,实现价值的最大化。第四种是工业云搭建了一个企业的社交的平台,促进平台上的各种资源、服务和用户的需求对接,为企业建立跨区域开放式的社交商圈,形成区域型、服务型、社会化的生产模式。例如贵州某企业每天生产250万瓶调味料,但是每一个瓶上都有一个二维码的标识,之前一个这样二维码的成本是两分钱,企业希望能够将成本降到一分钱,但是在贵州省找了很多的服务商,都没有办法满足需求。于是就把需求通过贵州的工业云平台进行了发布。在很短的时间内就得到了山东的一家服务商的一个反馈。据测算,企业借此一年可以节省成本900万元。第五种是依托于工业云平台,打通商业链上下游企业间的信息流、业务流、资金流,提供研发设计协同、生产制造协同、供应链协同、服务协同,然后支持开展跨企业、跨区域的产业链协作。例如北京某企业,是一家汽车的整机设计商,企业通过网络平台形成一个在线研发众包的模式,将海量的汽车非核心的零部件通过平台外包给了社会上的自由设计师,并通过这种虚拟样机实现了在线的设计协同,然后又通过在线的3D打印实现了快速车身的制造,将设计周期由原来的四个月缩短至两个月,节省了80%的差旅费用、60%的沟通成本。
  商业模式和盈利机制是工业云平台维持商业化运营及市场化运作的一个关键要素,也是推动工业云最核心的一个关键点。与现在主流的一些B2B、B2C的互联网的商业平台一样,广告费、会员费、佣金费,以及与媒体、政府等合作,是目前工业云平台最普遍的盈利机制。
  工业云平台商业模式比较有特色,可以以租代买,企业可以根据需求在线租用各种资源、软件和服务,与传统的方式相比,依托这种方式,企业不必花费大量的资金和人力用于购置和维护信息化的硬件和软件,这极大地降低了信息化的建设和应用成本。此外,工业云平台运营商会选择一些行业龙头企业进行合作。以此来带动产业链的上下游的中小型企业来应用工业云,以拓展他们的用户群。
  工业云发展亟待规划与引导
  肖琳琳表示,通过近两年的跟踪,发现工业云发展过程中仍面临着一些共性的问题和挑战。
  一是认识有待进一步深化和提高,目前社会上的部分媒体、企业,甚至是一些政府部门,认为工业云仅仅只是提供一个云计算和软件的平台,企业的积极性其实并不高,缺乏利用工业云创新企业业务发展的内生动力。
  二是企业互联网化转型的能力不足,传统企业的组织架构、运营和管理理念,与目前信息化时代的需求严重不匹配,这也成为工业云平台建设发展中面临的一个挑战。
  三是工业云的资源和服务还需要不断的丰富和完善,目前工业云平台上提供的资源和服务,其中大部分还只是集中在与竞赛和设计相关的软件资源和工具上,面向制造环节,尤其是面向产业制造等全生命周期的服务能力,还很不足,未能形成一个完整的工业产业体系。
  四是缺乏标准规范,工业云平台上承载了大量的异构化、无序化的信息,但是像接口、安全等相关的标准和规范却比较缺乏,这也会将制约工业云的快速发展。
  五是工业云的商业模式仍有待培育和创新。尽管工业云有非常大的潜在市场,但从平台的构建、普及到业务的快速发展,其实还有很长的路要走,如何去提高用户规模和用户粘度,如何拓展平台上的各种服务资源,如何突破工业云平台上在线交易的关键环节等,这些还有待进一步探索。
  六是安全信用体系尚未建立,工业云用户和服务商之间的业务往来,往往涉及到了企业运营中的重要数据,但我国在这方面缺乏法律保障,用户担忧使用工业云会出现安全问题。
 

  融合先进制造技术与信息技术 工业云构筑新产业革命
  五建议推进工业云工作
  基于现在工业云的发展现状和存在的问题,对于未来工业云推进工作,肖琳琳建议:
  一是政府要加强引导和统筹规划。目前工信部正在研究起草有关工业云的发展指导意见,希望能够更进一步的明确工业云的发展方向和路径;引导工业云的各个参与主体,加强合作,支持工业云平台的发展壮大;要加强示范引领,加快推进工业云的普及和专业化程度。今年工信部也将工业行业的工业云示范项目作为了工信部今年工业转型升级的重要方向。
  二是建议政府要营造良好的发展环境,要加大简政放权的力度,减少事前准入的限制,加强事中事后监管。加强数据隐私保护,产权保护,互联网信息服务等方面的法规法律。创新财税支持方式,针对生产领域的公共系统、信息技术设施等建立信息安全审查制度。
  三是建议加快制定工业云的标准规范。研究制定工业云平台的顶层参考框架,要充分发挥相关企业在制定标准中的作用,协同制定能够满足市场需求和创新需求、开放、包容的标准。加快标准国际化的进程。
  四是建议以行业和区域应用为切入点,针对我国不同行业工业企业两化融合的发展水平、业务重点、业务流程,打造不同行业的解决方案,以此来推广工业云。
  五是建议完善工业云的生态系统,主要是在三个方面下功夫,第一是不断吸引更多服务商、企业来参与工业云,不断丰富云平台上的资源应用和服务。第二是探索商业模式的创新。第三是要建立工业云评价服务体系。促进工业云平台的内容和服务不断地优化和可持续发展。
    工业云是一个融合创新的过程
  谈及工业云,日前北京数码大方科技股份公司总经理杨维明表示,现在数字世界和物理世界正在融合,产品趋势正在从传统的物质产品演变为一个智能化的产品,每个产品里面都带有电脑和芯片,基于这两点,实际上它所产生的就是工业互联网,所有的产品都会变得数字化了,所有的生产过程也都会变成数据化的过程。
  杨维明指出,这一变化会导致出现很多新业态,因为过去单纯的衣食住行的基本物质产品正在变成一个数字产品、智能产品,甚至是没有物质形态的一个产品。过去是大规模的生产,工业化的生产,未来则是要变成一种柔性化、自动化的,更多的是产品定制化的生产。西服、皮鞋等的制作生产,将与每个人的个性相关,专属定制的时代正在到来。
  生产设备本身发展也将发生巨大的变化,从数控机床到机器人,过去是人作为一个生产执行者,设备只是辅助方式工作、操作,但未来实际上机器设备不仅可以代替人力,而且拥有越来越多的智慧,可以互联互通,按照设定好的指令进行操作,把很多的设备变成智能制造。
   实际上,生产者本身也在发生改变,未来人扮演的角色是产品的创新者或者说是产品的生产和组织者。这个角色的变化会带来系统上应用模式的巨大变化。
  此外,在消费形态转变方面,过去的企业是通过物理或者是网络渠道进行销售,尤其是工业产品,而现在消费类的产品都已经通过电商来销售,但很多个性化的定制仍不能实现。所以未来的生产制造,消费者将会参与到整个的生产和制造过程中去,参与产品的创新,参与产品的生产,这将有助于避免产能过剩。
  杨维明指出,综合以上变化可以看出,工业云是一个融合创新的过程。其核心是对市场的理解,对消费者的理解,根本的问题在于是否可以节省成本,是否可以提高质量,缩短生产周期,有了这些内在价值,用户或者企业就会衡量工业云技术的运用是否值得投入。
  对工业云而言,驱动力是最重要的,未来生态环境完全改变了,消费者参与到整个的生产过程中去,这将给生产模式、营销模式,甚至工业模式带来巨大的变化,所以工业云通过云计算可以把各个企业建立成互联网化企业,同时提供了大量APP下载,以帮助中小企业获得这些软件和服务,或者说是由软件衍生出来的互联网化的服务,进而带动产业升级,催生新的业态。
  工业云的内涵是要面向创新驱动,面向转型升级,帮助企业获得稳定定单,帮助企业产能获得释放,重新配置资源与产品。工业云平台会降低整个产业的门槛,中小企业不用花很大的代价去建立庞大的IT队伍。而作为平台运营商,它们会把系统建立好、分割好,提供各种APP应用,为每一个企业架构一个互联互通、数据共享的专属平台,而且这个平台具有安全、可靠、保密性。而作为一个较大的龙头企业,可能也会花费不多,就可以构建一个企业生态,把上下游供应商联系形成一个协同,其中沉淀数据可以为客户提供服务。
以实际案例为例,现在企业可以把家具等一些产品设计放在云端,用户可以把自己的数据放进去,然后形成订单。形成订单之后,后台有一大套工业软件的计算,这个时候的订单已经分解,各种零配件、各种五金件、各种钻孔的位置,都已经有了,直接送到机床里边就可以加工了,机床生产的时候,每个工件上边都有条码,可以自动识别,这些条码还可以驱动生产线,从服务云端获取数据进行生产,这就是自动化、智能生产的模式。
  这个模式里面的工业软件,如CAD软件、编程软件等是看不见的,因为已经变成一个自动化的过程。除了前述流程之外,系统本身还提供了一个商家可以拓展自己产品门类的一些手段和工具,例如设计的图谱,可以建立各种各样参数化、模块化的三维数据图库,甚至是由用户帮助企业创立,模型设计完成以后,核心数据和参数化的数据都全部拥有了,只需要改尺寸做一些驱动而已。整个过程非常方便且容易操作,鼠标拖一拖、拽一拽,就可以把尺寸和参数放进去,就可以形成自动化的图谱,这就是云端资源,可以被用户应用,并且接受,为用户定制化发挥作用的一个资源。
  从工业云发展方向上来讲,不同的行业,不同的专业,甚至是不同的区域,实际上都是一种聚合,是一种专业性的聚合,是行业性的聚合,或者说是上下游生态链的聚合,在这种聚合的基础上,工业云所提出的资源积聚、资源的分散和资源的各种商业模式就可以成立。
  学会利用工业云让数据自己说话
  作为行业发展风向标,GE公司在工业云发展方面走在了行业的前沿。日前,GE中国工业互联网首席架构师刘秦豫,在回顾GE工业云发展历程时指出,GE对工业信息化的发展思路,是要让信息化首先变成一种推动力来解决业务的问题,而不是为了信息化而信息化,信息化的目的是两化融合,这是一种手段,或者说是仅仅实现信息化和自动化。
  刘秦豫指出,近年来工业互联网突然热了起来,很重要的原因,一是传感器成本的降低,以前是几千美元,现在是一两百美元,这是一个非常大的技术红利。二是云计算,因为云计算的产生可以使企业获得实时数据分析,成本也会降低,工业领域一个非常大的特性就是实时性,如果实时性不能得到处理和分析的话,其价值也会下降。
  此外,工业互联网兴起还有两大原因,一方面因为工业自动化过程中产生的数据比以前大幅增加,另一方面是因为生产协作加深,制造更加复杂,依靠人脑或者是简单的系统已经没法解决问题。
  回顾GE工业云发展历程,可能要追溯到20年前。而2010年之后,GE航空部门、能源部门、医疗部门等都做了类似的监控中心,但每一个软件的开发平台和工具都是不一样的。2012年GE开始研发新的平台,目的是解决如何快速满足动态化需求。新平台1.0版首先是把企业内部的设备进行整合,2.0版则是让类似设备如何一起使用,提供绿色的分析功能。
  刘秦豫指出,对于工业领域来说,信息化主要是分成两块,一块是管理,另一块是生产信息化,以财务为核心的ERP是管理信息化,以设备为中心的是生产信息化,把这两者结合起来,企业下单的时候就知道生产能力,就知道一千小时之后某个机器部件会损坏,并知道该如何处理,这实际上是最重要的融合。
  工业互联网的最终目的,不是简单地实现工业和信息化和数字化。工业领域上的基本目标,第一个是减少非意外的死机现象出现,这意味着可以很好地安排工期,使设备管理透明化,第二是实现零浪费,不让资源出现浪费的现象发生等。第三个是零污染,这也是工业领域对社会、客户的价值所在,是真正的工业融合。第四是实现柔性化生产,低成本生产,以小规模的设备和机器人,对现有潜力进行挖掘并提出解决问题的方式,不能以互联网技术去“ ”工业,而是要激活工业的潜力。(来源:中国工业报)
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