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马斯克用数字孪生开启航天工业大时代,工互2.0来了吗?

SpaceX 载人龙飞船今年上半年在美国肯尼迪航天中心成功发射时,可能大家没有想到,马斯克历史性地实现首次商业载人的同时,也低成本解决了NASA需要花1.4亿(人民币)才能解决的粒子翻转难题。

 

 

据了解,NASA发射火箭,一套系统需要部署28个单价在500万的宇航级元器件级别控制器,花在系统上的成本就要1.4亿。而据 SpaceX 前火箭总师 John Muratore 透露, SpaceX龙飞船用的是Intel双核X86处理器(京东售价仅478元),共部署了54个X86芯片。这些相对低成本的X86新品,用来做什么呢?

 

 

做算法计算。用处是让0和1不错乱,防止粒子翻转引发火箭爆炸。

 

 

“Space X的程序员们通过C++,用开源的GCC 或者 GDB做火箭的主控程序,用Matlab进行知识图谱编织和数据分析、建模仿真和矩阵计算,将物理世界火箭发射的流程‘数字孪生’到比特世界(byte),进行‘沙盘演绎’来推测是否会‘粒子翻转’以及如何调整参数后‘粒子就不会翻转’。”IEEE FELLOW(国际电子电气工程师协会院士)、前微软亚洲工程院院长、前瑞士罗技集团全球CTO刘震博士分析。

 

 

可以说,马斯克用数字孪生技术和概念开启了航天工业互联网的大时代。但这里值得注意的是,从全球视角,在已经被Space X采纳的工业互联网解决方案提供商中,却罕见中国企业的身影。

 

 

但这可能也是中国企业的机会。

 

 

全球工业互联网里的中国机会

 

 

人类社会的现代化是伴随着工业化革命进程而发展的,遗憾的是,在自动化、信息化、网络化的三大工业革命中,中国工业基本缺位。直至第四次以智能化为特征的工业革命到来。

 

 

工业互联网是第四次工业革命孵化出的一个核心概念,受益于中国制造覆盖全工业门类以及互联网技术超速发展等优势,中国工业在第四次工业革命中有可能实现真正意义上的“入局卡位”。

 

 

Gartner 前段时间发布了“2021企业服务管理软件” 魔力象限报告,这个象征工业互联网技术排位分布的报告中,透露出了两个信息:榜单中尚无中国企业入局;且领导者象限企业较多,这些企业已经发展成熟且偏向于传统,但远见者象限中仅有两家企业,这说明工业互联网赛道有待融入能够改变产业规则的“特斯拉”,未来留给中国企业的创新机会较大。

 

2021年Gartner “企业服务管理软件”魔力象限

 

 

另一方面,结合中国数字经济发展的现状来看,零售行业在仅占据中国GDP的2%左右的情况下,已经孕育出了阿里、京东、拼多多这样的巨型互联网企业。而泛工业在中国GDP中占比超过52%,仍处于数字化早期的信息化阶段,不论是世界范围,还是落脚于本土,工业互联网平台也都具备可观的发展前景。

 

 

“中国工业缺位了前三次工业革命,通过数智化工业互联网来提升工业效率、‘下跳棋’弯道超车欧美,不是没有可能。”刘震判断。

 

 

正如刘震所说,中国工业互联网赛道服务商还没跑出来,但行业内已有众多玩家早就已经入局试水。

 

 

复盘一下中国工互赛道服务商,大致可以将他们分为三大类,一类是经验丰富的百度、阿里、腾讯,京东、字节跳动等互联网独角兽;一类是服务政务云、智慧城市积累深厚的老牌软件企业金蝶、用友;还有一类制造业 “二代”,如航天科工孵化出来的航天云网、美的孵化出来的美云智数、海尔孵化出来的卡奥斯等。

 

 

从平台属性上,三大阵营也发生了变化,比如制造业巨头更倾向于孵化垂直“工业互联网平台”、“上下游蛋糕通吃” ,客群垂直存活几率大,但需要有贴身服务垂直行业的经验积累;而平台型工业互联网平台不只服务某一个行业,场景多,但需要更大的投入,生存风险大,所以肯在资金上花大投入的巨头(例如互联网和老牌软件企业)参与较多。

 

 

未来,在工业互联网的蓝海市场中,垂直工业互联网和平台型工业互联网很大概率是竞合的共存状态。

 

 

工业互联网2.0的挑战在哪儿?

 

 

工业互联网玩家众多,但赛道向行业深耕也面临诸多挑战,比较突出的痛点是——数据技术方和工业需求方已相向而行,可最佳结合点还没有出现。工业互联网产业联盟副理事长刘松曾表示:深度浸入工业场景、痛点的专家,年纪偏大,不懂互联网。程序员又没下过车间、不了解生产一线。在缺乏“行业+互联网”双跨人才的窘境之下,中国的工业互联网起步于“设备先行”的物联网。

 

 

时至今日,我国的工业互联网,主流做法是“自下而上”垒起来的。最下面一层是物联(解决数据采集),之上是自动化系统(解决劳动效率)、再往上是MES、ERP,直至BI系统(解决数据展示)。基本做法是把设备数据连到云端去,用这些数据进行展示和分析,从而提高劳动或服务效率。

 

 

有没有效果?

 

 

当然有,尤其是工业企业在管理生产线和工程作业这两个环节上。但若将“自下而上搭积木式的工业互联网平台”架构置于企业的日常生产中,投入产出比是否值得?未必是肯定答案。

 

 

“自下而上”来构建工业互联网平台,最下面一层的OT系统(如MES、APS)和控制系统(如PLC、SCADA)为例,实现了设备、产线和工厂的数据采集,也实现了工厂设备的信息化控制,但滋生了大量“哑巴设备”采集不到数据、采集到的数据存在于不同类型的设备或者系统中,不同的系统之间存在严重的“数据孤岛”问题,且系统的实施周期长、定制化开发程度高、费用高昂、中小企业难以承受。

 

 

在刘震看来,造成这一现状的很大原因是“自下而上”来构建工业互联网平台的思路缺乏顶层设计和价值导向思维。“中国1000强企业中,50%都将搭建工业互联网平台作为企业的战略核心,但失败率高达70%-80%,很大一部分原因基于此——缺乏顶层设计和价值导向。”刘震说。

 

 

他认为,不是所有设备都需要装上传感器和网关,也就是说不是所有的数据都需要采集、分析,不要教条地为了数据而数据。如果数据采集上来,只是为了监测一下设备的运转是否正常,那用人工监测,成本低得多。现在的人工智能、知识图谱、算法矩阵等技术迭代的这么快,意味着数智化时代的工业互联网需要“企业级数字孪生”等更前沿的技术和精益改革的思维。能产生价值的数据,才有必要去采集和分析。能让企业短期内显性看到降本增效效果的数据,才是优先级最高要去采集和分析的数据。

 

 

数智化时代的工业互联网,应该倾向于先做顶层设计,“自上而下”来构建工业互联网平台,用数据+AI算法来支撑决策,以企业管理层的困惑、痛点、需求为问题源点,解决的不再是各业务口、生产车间的“部门问题”,而是企业经营的商业决策问题。

 

 

如果说“自下而上”搭积木式工业互联网平台是1.0的话,那“自上而下”有的放矢式工业互联网平台逻辑就是一个进阶版本——2.0。

 

刘震认为,前几年工业互联网主要解决的是设备连接(上图所示,即L1、L2层物联网),是机理模型;以及数据采集与传输到信息系统(即L3、L4层)的数据模型;业界如今已将L1-L4定义为“传统工业互联网,即工业互联网1.0”。而工业互联网2.0,提供数据打通及治理(L5层)能力,让企业经营管理(L6层)可以“按需取数”,实现生产、供应链、销售“经营铁三角”业(务)财(务)一体的全局优化,是经营模型。

 

 

对比2018年&2021年Gartner 云端智能商业应用魔力象限的趋势变化,不难发现:通过打通CRM & ERP等IT层系统的数据并予以分析,助力于企业成长及数字化转型的微软“王牌产品”——Dynamics 365从2018年至2021年期间上升速度惊人,从侧面也应证了工业互联网2.0的方向正确。

2018&2021年Gartner云端智能商业应用魔力象限

 

 

“企业级数字孪生”=企业的数字化智脑

 

 

具有顶层设计的工业互联网2.0需要一套企业级数字孪生解决方案。“企业级数字孪生,我们可以想象成是以企业的商业决策为服务目标,建构一套虚拟的‘企业大脑’,通过大数据算法为企业做商业决策方面的沙盘演绎、模拟仿真哪种经营解决方案最优。”刘震说。

 

 

也就是说通过企业已有的数据+竞品、行业以及外围关联数据+主观类的管理经验、心得,交织并构建算法模型,预测企业未来将发生的生产能力、运营情况等等,从而通过算法给出最优建议,先知先觉来指导企业的生产和经营。

 

 

看到工业互联网和数字孪生中的机会,刘震离开瑞士罗技集团和微软亚洲工程院后,从硅谷回国创办了自己的工业互联网平台公司——傲林科技。面对“企业级数字孪生”的技术壁垒和广阔前景,刘震做工业互联网的思路也在中国市场得到了验证。公司成立2年的时间里,以“企业级数字孪生”技术搭建的工业互联网2.0平台,已被应用到钢铁、石化、煤炭、汽车制造、轻纺、食品加工、建筑工业等多个领域。

 

 

“以典型的流转型企业——钢铁企业为例,最主要的成本在上游的原材料采购,占到总成本的60%多。用企业级数字孪生技术对企业配矿、配料和采购流程进行优化,生产成本可快速降低数个百分点,一年为钢企节省近亿元,远远超过物联网创造的价值。”

 

 

每个时代都会出现一些巨头,自动化时代出现了西门子、霍尼韦尔;信息化时代有微软、IBM;网络化时代我们看到了苹果公司、亚马逊。数智化时代,工业互联网2.0不但有可能成为中国互联网大展身手的舞台,也极大概率是中国工业“弯道超车”的机会。

来源:钛媒体APP

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