面向未來的競爭

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關于中國CPS發展方向及趨勢的建議

? ? ? 由于德國提出的工業4.0概念體系是基于信息物理系統(CPS,Cyber-Physical Syst

胡權:重新定義智能制造

作者:胡權,工業4.0研究院院長兼首席經濟學家,本文發布在2018年1-2月刊《清華管理評論》 ? ? ? 人

關于CPS與Digital Twin的淵源與對比

? ? ? 一直以來,國內行業人士和專家對CPS和Digital Twin這兩個概念,處于一種模糊狀態。究其原

中國的CPS研究距離美國有多遠?

? ? ? 自從2006年,時任美國國家科學基金會(NSF,National Science Foundati

關于關閉“CPS研究中心”的通知

? ? ? 工業4.0研究院于2015年4月11日成立了“CPS研究中心”,立足于研究工業4.0體系下的CPS

工業4.0研究院數字孿生體研究獲得較大進展

? ? ? 在2013年工業4.0研究院成立之初,明確了“引領第四次工業革命”的歷史使命,持續不斷的對新型技術進行跟蹤、研究、驗證和開發,過去6年時間相繼完成了Ptolemy CPS、ROS、AutoWare、TensorFlow等開源項目的研究和開發,獲得了豐富的工業級開源項目研發相關經驗。

? ? ? 隨著對工業互聯網的深入研究,考慮到信息物理系統(CPS,Cyber-Physical Systems)具有高度集成、參與度低的特點,而工業互聯網擁有開放式創新的優勢,加上開源項目更適合做顛覆式創新,工業4.0研究院在2016年明確了基于開源項目來構建完整的工業互聯網體系目標。

? ? ? 為了聚集資源做好工業互聯網的研究工作,工業4.0研究院相繼設立了工業互聯網創新中心、人工智能研究中心、數字孿生體研究中心、汽車研究中心和5G開源創新中心等機構,持續對開源工業互聯網平臺、數字孿生體等相關技術進行研究和開發。

工業4.0體系中的數字孿生體研討會現場

工業4.0體系中的數字孿生體研討會現場

? ? ? 2016年12月3日,工業4.0研究院舉辦了行業內首個數字孿生體主題活動“工業4.0體系中的數字孿生體”,獲得了行業人士的高度關注。參會人員分別來自北京青云航空儀表公司、西北工業大學以及中歐工業升級發展基金等機構。

? ? ? 通過對基本工業4.0體系特點介紹,同時對數字孿生體的應用場景深入分析,與會領導和專家加深了對數字孿生體的認識,并為后續繼續探討和研究數字孿生體提供了便利。

數字孿生體高峰論壇嘉賓合影留念

數字孿生體高峰論壇嘉賓合影留念

? ? ? 2018年6月27日,在重慶市江北區政府的支持下,由工業4.0研究院主辦了國內首個“數字孿生體高峰論壇”,圍繞“數字孿生體引領工業互聯網創新發展”,中國信通院、SAP、中國科學院、中國電子集團公司等都安排了相關專家參與該論壇,并做了主題發言。

? ? ? 通過幾年時間的開源工業互聯網項目研發探索,工業4.0研究院已經掌握了基于開源項目構建數字孿生系統(Digital Twin System)的能力,可以融合工業4.0的管理殼等技術,為企業建設具有演進能力的先進制造系統,迎接第四次工業革命的到來。

數字孿生體挑戰賽籌備暨交流會與會人員合影

數字孿生體挑戰賽籌備暨交流會與會人員合影

? ? ? 為了幫助更多的企業參與數字孿生體的應用,2019年3月8日,開源工業互聯網聯盟(Openii Consortium)啟動了“數字孿生體挑戰賽籌備暨交流會”,這是全球首個針對數字孿生體的比賽,獲得了資本市場、媒體和投資基金等的關注。

? ? ? 這次“數字孿生體挑戰賽籌備暨交流會”獲得了巨大成功,來自天拓四方、銳電科技、國千集團、中工經云、共創成長、艾克信控、兮易信息和北航數字孿生體小組等單位的領導和專家參與了交流活動,為進一步推進基于數字孿生體的開源工業互聯網發展提供了新的動力。

工業4.0研究院院長胡權與安世亞太董事長張國明交流

工業4.0研究院院長胡權與安世亞太董事長張國明交流

? ? ? 最近一段時間,工業4.0研究院和開源工業互聯網聯盟分別在推動數字孿生體國際標準和落地實施兩方面取得了重大進展,前者主要體現在參與數字孿生體標準組織的工作,后者表現為與行業領先企業建立了戰略合作意向。

? ? ? 工業4.0研究院院長、開源工業互聯網聯盟理事長胡權應邀加入國際組織ISO/IEC新設JTC1 AG(由工信部四院管理),擬參與全球數字孿生體相關概念、體系和標準的討論。據ISO/IEC官方文件顯示,JTC1 AG主要對數字孿生體進行討論研究,為將來制定國際標準做好準備。

數字孿生體研究中心組織架構

數字孿生體研究中心(Digital Twin Research Center)

? ? ? 一直以來,工業4.0研究院緊密跟蹤和研究國內外仿真企業,通過長期的考察,目前建立了與國內仿真領域領先企業安世亞太公司的合作聯系,雙方承諾將在數字孿生體研究中心、數字孿生體挑戰賽和開源工業互聯網等方面建立深度合作。

? ? ? 截止到2019年上半年,工業4.0研究院已經完成數字孿生體/數字線程(Digital Twin/Digital Thread)的體系構建,有機的跟開源工業互聯網結合起來,形成了一套“數字孿生體經濟學”(EDT,Economics of Digital Twin)認知方法論,通過企業數字孿生體轉型的改造升級,將給企業帶來真正的數字化動力。

? ? ? 在2019年下半年,圍繞開源工業互聯網聯盟成員的需要,數字孿生體研究中心將加強相關研究工作,特別是數字孿生體試驗平臺的建設和完善,將大大推進開源工業互聯網體系的發展。

 

工業4.0研究院汽車研究中心淵源及發展

? ? ? 為了更好集中資源,解決第四次工業革命研究中所需要的專業知識積累問題,工業4.0研究院自2013年每年都會設定一個主題,2019年的主題為“汽車”,主要依托汽車研究中心(CRC,Car Research Center)開展相關工作。

? ? ? 前一段時間,工業4.0研究院在開源工業互聯網聯盟的內部會議上介紹了汽車研究中心,引起了與會人員的興趣,紛紛詢問相關情況,在此對汽車研究中心給大家做一個介紹。

? ? ? 汽車研究中心應追溯到2015年啟動工業4.0創新平臺的時候,當時同期發起了開放實驗室4.0(OPEN LABS 4.0)計劃,設立了汽車實驗室4.0,后來工業4.0研究院CPS研究中心關閉(2017年)之后,把相關工作轉移到人工智能研究中心,繼續深化工業級人工智能的研究。

工業4.0研究院院長胡權為中國重汽主要干部做培訓

工業4.0研究院院長胡權為中國重汽主要干部做培訓

? ? ? 作為德國工業的主要支柱,汽車一直是工業4.0研究院的重點。在2017年人工智能和工業互聯網驗證完成之后,就開始籌建“汽車研究中心”,以滿足為國家先進制造產業投資基金服務等目標。

? ? ? 在此期間,工業4.0研究院為欣旺達、歌爾股份、中國重汽、中國中車、百度汽車、國投創新等提供了培訓和咨詢服務,形成了初步的汽車行業知識體系。

工業4.0研究院院長胡權與德國大眾專家等合影

工業4.0研究院院長胡權與德國大眾專家等合影

? ? ? 2018年5月22日,來自德國大眾汽車集團未來制造技術(Future Production Technologies)專家、美國Plug and Play、國務院發展研究中心、國投創新投資管理有限公司、工業4.0研究院等多家單位聚集在奧迪中國大廈會議室,展開了一場工業4.0及未來制造技術的交流會。

? ? ? 經過充分的準備,工業4.0研究院在2018年正式整合了人工智能研究中心相關資源,設立了汽車研究中心,為2019年度主題奠定了基礎。

工業4.0研究院院長、開源工業互聯網聯盟理事長胡權在一汽大眾授課

工業4.0研究院院長、開源工業互聯網聯盟理事長胡權在一汽大眾授課

? ? ? 截止到現在,工業4.0研究院已經完成以下工作:

? ? ? >>>?汽車研究中心已經在工業4.0、工業互聯網、智能工廠等多個子課題中獲得巨大進展,針對德國三大汽車企業、博世(Bosch)、大陸(Continental)和采埃孚(ZF)等知識庫已經建立。

? ? ? >>>?通過引入曾在特斯拉、大眾集團等工作過的專業人士,汽車研究中心建立了行業經驗體系。

? ? ? >>> ?在開源工業互聯網聯盟成員單位中,大約有30%的企業跟汽車行業有較深入的關系,初步推動了相關業務對接及交流的機制。

? ? ? >>>?針對大眾集團的云戰略和工業互聯網平臺戰略,已經形成了初步的研究成果,計劃在下半年對外公開發布。

? ? ? >>>?在開源工業互聯網平臺的支持下,基于IOT 3000開源工業互聯網應用(http://iot3000.openii.cn),工業4.0研究院已經完成了汽車行業工業互聯網平臺解決方案的設計,包含工業網絡、汽車大數據分析以及智能工廠等模塊。

? ? ? 工業4.0研究院汽車研究中心最近將通過開源工業互聯網聯盟的品牌活動工業互聯網沙龍,舉辦一系列的汽車主題活動,目前已經舉辦了《德國的“上云”計劃對中國的啟示》、《中國汽車業將往什么地方走?》、《豐田開放電動車專利的戰略意圖》、《德國汽車教父看汽車產業的主導者》等,即將舉辦的活動為《德國大眾集團的工業互聯網戰略是什么?》。

? ? ? 如果大家對以上活動有興趣,可以到工業互聯網沙龍官方網站(https://www.innovation4.cn/event)查看。

? ? ? 附錄:工業4.0研究院年度主題

? ? ? 2013年,主題為“工業4.0”(Industrie 4.0),積累工業革命相關研究資料,從商業歷史角度認識工業4.0的意義。

? ? ? 2014年,主題為“信息物理系統”(CPS,Cyber-Physical Systems),積累嵌入式系統及美國NSF相關研究成果,嘗試驗證Berkeley提供的開源系統。

? ? ? 2015年,主題為“中國制造2025”(China Manufacturing 2025),重點學習了解中國工程院所做的研究成果。

? ? ? 2016年,主題為“工業互聯網”(Industrial Internet),梳理DARPA提出ARPNet以及互聯網演進過程,學習OSI,TCP/IP等標準。

? ? ? 2017年,主題為“人工智能”(Artificial Intelligence),重點是TensorFlow開源軟件的應用。

? ? ? 2018年,主題為“開源軟件”(Open Source),重點是全球(特別是美國)的開源軟件發展史,以及相關研究成果。

? ? ? 2019年,主題為“汽車”(Vehicles),重點是學習汽車構造等技術知識,深刻理解未來汽車的顛覆性創新模式,特別是跟開源工業互聯網結合起來。

 

王明芬拜訪清華產研院并交流德國工業戰略2030

? ? ? 2019年4月23日,開源工業互聯網聯盟秘書長、工業4.0研究院副院長王明芬接受清華大學全球產業研究院邀請,到訪并與產研院研究員做了深入交流。清華產研院首席研究員宋德錚對王副院長到來表示歡迎,并主持了分享和雙方的交流討論。

? ? ? 工業4.0研究院一直對全球產業有多年的跟蹤研究,特別對于美國、德國、日本等主要制造強國的跟蹤研究非常細致入微。

? ? ? 前一段時間,德國經濟與能源部(BMWi,Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie)發布了“德國工業戰略2030”,工業4.0研究院及時進行了全文翻譯和解讀。

王明芬在清華全球產業研究院演講

開源工業互聯網聯盟秘書長、工業4.0研究院副院長王明芬在分享

? ? ? 清華大學全球產業研究院依托清華大學經濟管理學院建設,緊緊圍繞國家重大發展戰略,高度貼近產業發展實踐,深度整合校內外研究力量,廣泛開展調查研究,不斷形成高水平研究成果,為企業、產業和整個國民經濟的轉型升級提供智力支持。

? ? ? 這次交流活動圍繞“德國工業戰略2030”和“工業4.0愿景2030”,王副院長做了《德國工業戰略2030的經濟學解讀》的分享,雙方進行了深入的學術交流。

? ? ? ?“德國工業戰略2030”是德國經濟與能源部發布的針對社會市場經濟新思維,“德國工業4.0愿景2030”則為德國工業4.0平臺在不久前的漢諾威工業博覽會上發布的工業4.0+,王明芬副院長認為,兩個政策的疊加,為德國未來10年的發展錨定了定位。

? ? ? ?中國制造業正在進行高質量轉型,借鑒學習“德國工業戰略2030”和“工業4.0愿景2030”的經驗,可以幫助學界和政策制定者以全球視野回看我國產業政策。

? ? ? ?參與交流的人員主要來自清華產研院的研究人員,他們對工業4.0研究院的工作機制和研究主題非常感興趣。在主題分享完之后,王明芬副院長針對與會人員提出的問題進行了進一步的闡釋,雙方也對進一步探討相關主題進行了探討。

 

“德國工業4.0愿景2030″介紹中文翻譯

說明:在德國2019漢諾威工業博覽會期間,德國教育與研究部(BMBF,Bundesministerium für Bildung und Forschung)和工業4.0平臺(Plattform Industrie 4.0)聯合舉辦了“德國工業4.0愿景2030”的研討會,對外公開發布了“德國工業4.0愿景2030”(Leitbild 2030 für Industrie 4.0)。

工業4.0研究院對相關內容作了翻譯,以便國內行業人士了解。授權方式為CC-BY-SA-3.0(注明來源即可)。

? ? ? 工業4.0是一項復雜而重大的系統工程,涉及到價值創造、商業成功要素和工作就業這些領域的創新和變革。之前固化的價值鏈將變得靈活而敏捷,并構建起在全球范圍內相互連接的價值系統,進而形成全球數字生態(globale, digitale ?kosysteme)。

? ? ? ?在這個數字生態中,數據及數據應用是數字商業模式的核心要素。

? ? ? 自2011年工業4.0概念提出以來,工業4.0的實施已經帶來長足的進展。盡管如此,我們看到的僅僅還是工業4.0潛力的冰山一角。對德國工商界而言,工業4.0的機遇在于,我們在國際競爭中已處于領先地位,以此為出發點,數字化還將帶來如下優勢:

? ? ? ?* 進一步鞏固我們作為全球工業4.0裝備領先供應商的地位;

? ? ? ?* 進一步促進價值創造(工業4.0的應用)。

? ? ? ?這些優勢能夠保障就業,改善工作環境,并促進社會繁榮,因此我們必須不遺余力地加強這些優勢(強大的制造業、先進的科研、隱形冠軍、高水平教育等)。

? ? ? ?德國各界必須同心協力,以符合德國社會基本價值觀的方式塑造變革,才能夠克服當前面臨的挑戰。這些價值觀具有德國特色,其他國家無法簡單模仿。如果能夠將這套價值觀融入工業4.0的創新和應用,將可以加強德國在國際競爭中的地位,使供應商、用戶,還有廣泛的德國中小企業充分實現工業4.0的潛力。

德國工業4.0愿景2030(Leitbild 2030 für Industrie 4.0)

德國工業4.0愿景2030(Leitbild 2030 für Industrie 4.0

? ? ? ?有三個密切相關的行動領域對工業4.0的成功實施至關重要——數字主權、互操作性和可持續性。這三大行動領域是在廣泛的社會共識上確立的,為德國各界的利益相關者制定進一步計劃提供關鍵的長期指引。

? ? ? ?上述基于價值觀的模型應視為一種競爭優勢,基于這個模型能夠給三大行動領域作出清晰的界定。德國工業4.0平臺上所有的利益相關者應遵循這一方法并將其作為未來十年的指導原則。這一方法主要考慮德國工商界的情況,同時也強調開放性,以及與歐洲及全球其他伙伴合作的重要意義。

數字主權(Souver?nit?t)

? ? ? ?數字主權是指市場參與者(企業、員工、科研人員和個體公民)擁有自主決策和參與公平競爭的自由,例如在工業4.0生態中,定義和塑造個性化的商業模式,做出個人的購買決定。

? ? ? ?全球工業4.0生態中的數字主權需要考慮這些要素:

? ? ? ?* 數字基礎設施:在不同國家之間構建持續且動態的價值網絡,要求為數字化的工業價值創造提供強大而自主的基礎設施。數字基礎設施必須對市場中所有參與者同等開放可用。數字基礎設施提供進入工業4.0生態的入口,確保廣泛參與和多元市場。數字基礎設施作為一項戰略資產,為跨國界、跨行業的數據收集、數據交換和數據應用提供重要的條件和服務。

? ? ? ?* 安全性:數據保護、信息技術和信息安全是深植于德國工業和社會的原則。這些要素是工業4.0實施和數字生態中合作的前提條件。在面臨諸多挑戰的情況下,關于安全性的這些考慮使工業4.0得以在全球贏得高度信任。企業、員工和一般民眾對安全性提出越來越高的要求——他們提供的數據需要得到保護,數據的使用需要透明化,他們要能夠自主決定數據如何使用,他們還需要享有“被遺忘權”。

? ? ? ?* 技術進步:工業4.0的數字主權原則要求我們在數字化工業價值創造的核心領域開展“技術中立”的研發和創新。除了技術進步扮演的重要角色,我們還必須重點考慮數據保護的實施、“設計安全”(security by design)、可持續性和互操作性。另外,將新技術集成到應用和數字商業模式中,能夠確保所有工業4.0生態的參與者積極推動技術進步并從中獲益。

互操作性(Interoperabilit?t)

? ? ? ?不同利益相關者通過靈活聯網來構建敏捷的價值網絡,這是工業4.0中數字業務流程的核心要素。在塑造復雜的、去中心化的價值網絡時,所有利益相關者的互操作性是關鍵的戰略要素。一方面,高度的互操作性是確保跨企業和跨行業的工廠和流程能夠直接聯網的必要條件,因此價值網絡中的所有伙伴必須對互操作性做出同等的承諾和貢獻。另一方面,可互操作的架構和接口讓制造商和客戶能夠輕松地接入數字價值網絡,在此基礎上創造新商業模式。從這個角度而言,互操作性促進了數字主權的實現。

? ? ? ?全球工業4.0生態中的互操作性需要考慮這些要素:

? ? ? ?* 標準和集成:如果說,集成個性化解決方案來形成工業4.0系統解決方案,這么做使德國工業得以占據全球領先地位,那么原因在于德國在標準制定方面長期持續的大量投入。標準制定大幅減少集成的難度,為互操作性奠定基礎。德國在標準制定方面的核心能力需要進一步發展,以適應工業4.0數字生態發展的需要。特別是,我們已經形成了跨領域的參考架構,管理殼方案也提供了真實世界映射到數字世界的方法,這些新方法已經逐漸成熟,成為了“工業4.0標配”。

? ? ? ?* 監管框架:為了確保所有的利益相關者能夠在開放的生態系統中公平、平等地連接網絡、交換數據和開展合作,我們需要在德國、歐洲和國際層面建立一個監管框架。相關的工作包括明確治理規則和完善創新體系,對數字主權、安全性、員工權益及民眾普遍利益等方面深思熟慮。

? ? ? ?* 分布式系統和人工智能:具有嵌入式智能的自主分布式系統對B2B領域數字生態的重要性遠甚于B2C領域。在工業4.0生態中,基于標準化的架構,協作地、透明地使用和連接不同種類的機器和用戶數據,使生態中的參與者得以借助各種人工智能應用來實現解決方案和商業模式的創新。在將人工智應用到不同層面的工業實踐并期望獲得收益時,智能數據(以及大數據)的收集和利用扮演著關鍵角色。

可持續性(Nachhaltigkeit)

? ? ? ?經濟、環境和社會的可持續性是德國社會價值觀的重要支柱。這可以從兩方面加以解釋:其一,可持續性是工業4.0固有的特點;其二,工業4.0有力地促進了經濟、環境和社會的可持續性。例如,經濟繁榮和民眾的高質量生活很大程度上取決于未來具有競爭力的工業。完善創新生態和實施工業4.0為我們營造了良好的大環境,從而促進了經濟、環境和社會的可持續性,這反過來促使工業4.0得以持續實施和發展,最終有力地維系德國社會的高生活標準。

? ? ? ?全球工業4.0生態中的可持續性需要考慮這些要素:

? ? ? ?* 良好的就業和教育:工業4.0將“人”放在中心位置,致力于改善人類的工作環境。德國創新的裝備制造商和具有國際競爭力的消費行業說明,工業4.0幫助德國維持高水平的就業。乘數效應和溢出效應將這一影響延伸到德國的其他行業。德國勞動力接受高水平教育,這為他們今后的終生學習打下堅實基礎。大量職業培訓機會滿足了勞動市場的需求。德國應該發揮和鞏固這方面的已有優勢,響應持續改變的技能需求。

? ? ? ?* 社會參與:工業4.0是一個變革的過程,牽涉到整個社會,給所有的利益相關者帶來深遠變革。其中,首要的目標是:工業4.0在工業和社會領域引發的創新不僅帶來挑戰,更多的是帶來機遇。社會變革的過程不僅要求我們在企業層面緊密合作,還要求所有利益相關者共同參與、共商決策:數字技術和人工智能在我們日常生活中的應用,最初僅限于個別企業及其伙伴之間的對話,后來發展為跨企業、跨行業的合作,進而成為整個社會的重要議題。

? ? ? ?* 氣候變遷:工業4.0促使資源效率進一步提高。基于設計的方法與基于流程的方法相結合可以在整個產品生命周期中實現材料的循環利用。在面向服務的商業模式中,產品是服務的基礎,制造商負責對產品進行維護,因此制造商傾向于打造更具有持續性的產品設計。這意味著工業4.0成為循環經濟、環境保護和氣候調節的關鍵使能因素。

 

注意:為了讓國內讀者從第一手資料了解”德國工業4.0愿景2030″的情況,本文內容翻譯自德文,括號中部分標注為德文。

 

開源工業互聯網引領中國制造高質量發展

作者:胡權,工業4.0研究院院長,來源:中國日報,時間:2019年2月25日

這篇文章寫在開源工業互聯網聯盟(Openii Consortium)成立2個月之際,發布在《中國日報》,通過對中國制造高質量發展所面臨挑戰的分析,提出了通過開源工業互聯網降低裝備成本,切實幫助中小企業往高質量轉型升級,打造開源工業互聯網創新生態的思路。

工業4.0研究院胡權院長在會上發言

胡權院長在中國工業互聯網研究院研討會發言

? ? ? 隨著第四次工業革命的到來,工業互聯網作為工業與互聯網融合的新形態,成為了行業人士寄予厚望的領域。然而,通用電氣推進工業互聯網遇到挫折以及國內工業互聯網平臺難以解決制造企業痛點等問題的出現,促使人們開始反思工業互聯網的實際意義。

? ? ? 國內在談到工業互聯網的時候,通常以“互聯網+先進制造業”的方式提及,同時也比較強調工業互聯網平臺的價值,但制造企業的實際困難較為復雜,目前還需要更加創新的思路來推進。

? ? ? ?工業4.0研究院在2018年12月25日發起了開源工業互聯網聯盟(Openii Consortium),希望通過開放和包容的理念,利用開源工業互聯網的方式幫助中國制造企業轉型升級成功。

? ? ? ?制造企業高質量發展需要什么?

? ? ? ?按照經濟合作與發展組織(OECD,Organization for Economic Co-operation and Development)的劃分,產業被劃分為低技術、中技術和高技術行業,如果以工業增加值來看,中高技術行業的工業增加值要高于低技術行業。

? ? ? ?我們理解的先進制造業,可以定義為中高技術行業,當然,隨著新一代信息技術的應用,一些看似低技術的行業,也會變成中技術或高技術行業。

? ? ? ?在此基礎上,制造企業高質量發展的含義就清楚了,那就是充分利用新型技術,提高自身可以獲得工業增加值。通常我們認為中國制造企業參與全球專業化分工中處于低端,做的大部分是OEM或ODM的工作,而歐美一些企業主要做高附加值的設計和品牌運營工作。

? ? ? ?不過,為什么中國制造企業沒有快速實現高質量發展呢?

? ? ? ?與消費互聯網等虛擬經濟不同,只要跟實體經濟結合的任何產業,都會面臨物理世界的成本問題。對于希望轉型升級的任何制造企業來講,它首先要回答技術改造的資金來自哪里的問題。

? ? ? ?有一些專家認為,既然轉型升級有機會獲得更高的收入,那么這個投入問題也不會是問題,但是,不少企業家的實踐證明,這樣的想法簡化了實際生產運行的困難,且不說真正做了升級改造之后能否收回成本,即便考慮全球市場的激烈競爭,高投入的制造也有很大風險。

? ? ? ?換句話講,任何轉型升級或者高質量發展,都是需要考慮經濟成本的,否則就變成一個不可行的商業模式。

? ? ? ?因此,制造企業高質量發展需要的是全面的解決方案,既需要較低成本的裝備解決方案,還需要具有差異化的競爭戰略,當然,不可或缺的少不了精益化的管理和其他專業能力。

? ? ? ?低成本的開源工業互聯網方案

? ? ? ?在我國過去40年的改革開放過程中,通過應用第三次工業革命的自動化和數字化方案,已經讓我國裝備解決方案達到了較高的水平,但由于我國一直以來的經營策略是低成本優勢,目前要轉向高質量發展,也需要低成本的裝備解決方案。

? ? ? ?傳統的裝備解決方案大都是非標(非標準化)的,所需要的部件和人工服務都不可能縮減,而且幾乎每一個客戶都需要差不多的投入,這使得系統集成服務商想通過擴大規模降低成本難以實現,這就不能實現工業領域的規模經濟。這種情況普遍存在,導致中國制造業轉型升級一直沒有廣泛實現。

? ? ? ?據工業4.0研究院調研,對于大量的自動化企業來講,它們普遍的需求是定制化的工控系統,雖然有專門的工控系統提供商,但由于自身專機(即非標設備)的需要,任何一個工控系統都需要二次開發,傳統的工控系統提供商雖然提供了一定的接口,但仍然不能很好滿足各種各樣的需求。有一定規模的企業通常會委托研究機構為它們定制一套工控系統,可惜不是每家企業都有這樣的資金實力。

? ? ? ?如果有一套提供源代碼的工控系統,技術成熟度比較高,那么大量的中小制造企業就可以利用這套開源工業互聯網系統來進行開發,這遠比傳統的二次開發效果好得多,它可以保證企業的自主性和低成本需求。

? ? ? ?雖然一些企業提及了工業互聯網的開源應用,但囿于經濟利益的述求,它們大部分沒有達到筆者提出的開源工業互聯網程度。早在2017年,筆者就明確提出了“開源工業互聯網”的概念和體系,核心是完全基于開源軟件和硬件構建工業互聯網體系,其目的是為了降低成本和保證自主性。

? ? ? ?以傳統的視角來看,開源工業互聯網方案有點類似共性技術或基礎設施,事實上,在2017年的時候,筆者寫了《開源項目是人工智能的基礎設施》一文,闡述了開源項目在新一代人工智能發展中的價值,延續當時的觀點,開源工業互聯網有可能成為中國制造企業轉型升級的數字化基礎設施。

? ? ? ?在低成本的開源工業互聯網方案推動下,可以為中國大量的中小制造企業帶來新的發展思路,也可以釋放它們的創造力,帶來新時代意義上的創新和創業浪潮。

? ? ? ?打造開源工業互聯網創新生態

? ? ? ?對于制造企業來講,利用開源工業互聯網提供的源代碼,可以大幅降低成本,但客觀來講,開源項目存繼了幾十年,工業領域的企業(特別是工業軟件)已經應用開源軟件有很多年了,但為什么現在來提開源工業互聯網呢?

? ? ? ?在1998年美國興起開源軟件革命的時候,經歷了互聯網泡沫時期,但開源軟件的發展并沒有停止,在各方力量的幫助下,其發展速度反而是加速了。例如,美國DARPA和NSF紛紛要求接受其資助的企業應優先滿足開源其成果的要求,大家眾所周知的無人駕駛就是從DARPA支助的開源項目競賽中發展起來的。

? ? ? ?2004年,我國成立了中國開源軟件推進聯盟(COPU,China OSS Promotion Union),這個時間相比O’Reilly 1999年發布《開源:來自開源革命的聲音》宣告開源革命到來,也不算特別晚。

? ? ? ?到2006年,美國推進開源工作的專家合作撰寫了《開源2.0:正在進行的演進》(Open Sources 2.0:The Continuing Evolution),宣告了開源革命已經結束,這意味著開源已經形成了一個較為成熟的產業。

? ? ? ?隨著2016年工業互聯網產業聯盟的成立和2017年國務院發布了《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》,中國開始加速進入了工業互聯網時代。

? ? ? ?可是,在中國號稱擁有幾百個工業互聯網平臺或解決方案,卻沒有任何一家企業提供了開源級的工業互聯網平臺,反而是各家工業互聯網平臺喜聞樂見的稱自己利用了Cloud Foundry或OpenShift等開源軟件構建了平臺。

? ? ? ?中國不到一年時間就出現了幾百家工業互聯網平臺,應該歸功于開源軟件的功勞。如果沒有IaaS、PaaS和SaaS的各種開源軟件,這幾百個工業互聯網平臺是無法出現的。

? ? ? ?然而,僅僅是利用這些開源軟件,還不能促進我國工業互聯網在全球領先,因為開源軟件的創新節奏被開源軟件的開發團隊所控制,不管從哪個角度看,中國都需要擁有自己的開源軟件,如果從整個行業來看,那就是需要擁有開源工業互聯網創新生態。

? ? ? ?加速工業互聯網的專業化分工

? ? ? ?佩蕾絲在《技術革命與金融資本》一書中論證了50年的技術革命周期,如果我們認為目前這次技術進步不僅僅是一次技術的改進,而把它看成一次技術革命,那么在最初的10年時間,通過新技術形成新的專業分工就會成為必然。

? ? ? ?換句話講,把2015年作為這次技術革命的肇始,到2025年左右,這次技術革命的結構性力量就會形成,它的發展過程會具體體現為專業化分工。

? ? ? ?從全球的角度來看,這次技術革命的概念層出不窮,包括工業4.0、第四次工業革命、工業互聯網、人工智能等,但不管是什么技術概念,總體來講可以用智能化和網絡化來描述,其發展主線是數字化,通過這些技術的應用,將打破傳統的產業價值鏈,形成新的產業價值鏈或產業生態。

? ? ? ?以電動汽車為例,傳統內燃機驅動的汽車產業價值鏈,由整車廠和一、二級供應商等構成,相關利益捆綁在一起,甚至于消費者也習慣了購買汽車,然后自己駕駛消費的模式。不過,隨著電動汽車的成本大幅降低,無人駕駛和共享汽車也將融合在其中,這將形成一個完全不同的生態,這本質上講就是新的專業化分工造成的。

? ? ? ?無論把工業互聯網看成一個產業,還是把工業互聯網的應用領域作為一個市場,它都會經歷專業化分工這個過程。以更寬廣的視角來看,這種專業化分工會伴隨著產業的分工轉化到經濟和國家的分工結果中去。

? ? ? ?對于中國日益增長的經濟來講,既要利用工業互聯網促進傳統產業的轉型升級,還要把握新一代技術產業的新機遇,爭取利用這次機會占據更好的價值鏈環節,特別是徹底改變中國總體處于價值鏈低端的格局。

? ? ? ?筆者相信,開源工業互聯網的開放和包容理念,符合時代的主旋律,可以促進中國制造轉向創新發展,引領它們走向高質量發展的道路。

? ? ? ?總結

? ? ? ?在全球各國紛紛推出工業戰略的背景下,制造業作為第四次工業革命最具顛覆性創新潛力的領域,既不放棄所謂低端產業利用新型數字化裝備轉型升級的機會,又集中資源主攻工業互聯網和人工智能等知識密集領域,已經成為希望引領未來的任何一個國家不容放棄的目標。

? ? ? ?作為一個快速發展的發展中國家,中國制造有機會繼續扮演重要角色,保持開放和包容的心態,基于我國龐大的市場,可以讓不同的想法或實踐存在,從而促進我國制造業呈現百花齊放百家爭鳴的蓬勃發展之勢,豈不快哉。

 

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