曹淑敏:智能制造中、美、德優劣比較
——中國信息通信研究院院長曹淑敏做了《工業互聯網和智能制造》主題演講
2015年2月7日,在主題為“信息經濟:全球趨勢中國選擇”的“中國信息經濟年會”暨中國信息化百人會2015年會上,中國信息化百人會成員、中國信息通信研究院院長曹淑敏做了《工業互聯網和智能制造》的主題演講。她提出,產業互聯網正在推動產品個性化、制造服務化、過程虛擬化、組織分散化、制造資源云化。
她認為,與美國的“軟服務”優勢與德國的“硬制造”優勢相比,中國的優勢是擁有完備的制造業與ICT體系,互聯網產業與互聯網創新能力越來越強,未來發展智能制造和工業互聯網的切入點是智能工廠、智能裝備、工業物聯網以及互聯網驅動的新產品、新業態與新模式。

以下為演講實錄:
從去年開始,產業互聯網成為一個非常熱門的詞,并且因此發生了很多情況。在前年和去年時,傳統企業家都比較惶恐,因為他們看到了互聯網給傳統產業帶來變革的挑戰。但同時我們可以看到,互聯網企業產生了很多新機會。前不久,騰訊的馬化騰到通信研究院交流時表示,去年的機會太多了,找他的人也非常多。他已經開始在很多領域投資、布局。
互聯網從1994年進入商用后,經過20年的發展,特別是在2007年移動互聯網商用以后,帶來了巨大的變革。過去,我們把它歸結為是一個消費性的互聯網,而且影響的產業主要在信息通信領域自身的產業上。從現在開始,它已經變成了一個產業互聯網,可以說它在各個產業領域已經成為一個主導變革的力量,這一點是毫無疑問的。在它對自身的變革中,先是通訊業和計算機業的融合,帶動ICT產業快速融合和變革。很多通訊的巨頭已經不再存在,典型的如諾基亞。
現在,互聯網在很多的服務業領域已經產生了巨大的影響,發生產業變革的有媒體、商貿、金融、旅游、教育、醫療等等行業,這里面有很多萬億美元以上的產業。
接下來,變革的將是服務業和制造業。新一輪的科技革命和產業變革,典型、根本性的變革會在制造業發生。很重要的前提就是網絡的互聯,我剛才談到兩大產業的融合,一個是計算機產業,一個是通訊產業,尤其是移動通訊產業,移動寬帶產業。每一代互聯網的變革帶來了用戶數量級的變化。
80年代開始發展移動通訊,每一代移動通訊也帶來了用戶數量的變革。到了3G和4G時,它和互聯網已結合得非常。就移動互聯網來看,它帶來的產業聚變和人們整個經濟生活的聚變,現在已沖向百億級的客戶。下一個就是跟物聯網的結合,現在談5G,第五代移動通訊的時候,有兩大應用場景,一個是移動互聯,一個是移動物聯,就是移動和物聯網的結合。它帶來的是一個千億級甚至是萬億級的一個聯網的規模,就是我們所說的萬物互聯。
因為網絡的廣泛滲透和信息通訊技術的快速發展和成本降低,使它和各個產業的結合,尤其是和制造業的結合變成可能。所以其實ICT技術和制造業的結合,不是今天才發生的,從計算機技術誕生的那一刻,就和制造業開始結合起來,可以說每次信息通信技術的重大創新,都會為制造業帶來新的變革。首先,計算機誕生以后,數控系統很快就誕生了;圖形軟件商品化以后,帶來了CAD技術在工業的廣泛應用等等,包括工業以太網;互聯網發展后,首先電子商務在工業領域開始應用,大數據和移動互聯網的發展以后,它和制造業的滲透和融合開始加速,所以它對制造業的發展開始是輔助性的,就是計算機技術為代表的ICT技術,主要是成為制造業的一個輔助工具。后期把計算機軟件、通訊、網絡和制造技術相集成,為工業自動化程度的提高起了巨大的作用。現在的融合是ICT制造業和整個工業,或者說整個制造業的全產業鏈的一個全面滲透和融合,它把制造業推向智能化和網絡化,對制造業的模式會產生一個巨大的變革。
互聯網和制造業的融合,其實已經開始,可以從兩個維度來說明。一個是從制造業的不同環節,從它的營銷服務、研發、制造環節,從不同類型的工業,消費品、裝備、原材料不同方面,互聯網和工業在融合。開放程度高的環節融合程度深,比如說營銷的環節,我們看到電子商務被大規模的在制造業領域應用。第二個維度是服務,就是遠程服務面向消費者這方面。跟消費者越來越近的行業,它融合的環節就越多。我們看到消費品這個行業是融合多的一個領域,比如說消費品領域現在比較流行的商品宅配,定制家具等等。還有海爾的冰箱,格力的空調等等,都在商品的個性化制造的服務化、過程的虛擬化、組織的分散化、制造資源的語音化方面,產生新模式。所以,首先在消費品行業快速的滲透改變,然后逐步到裝備制造業,然后再到原材料。在裝備制造業中,三一重工遠程服務就是一個很典型的例子。O2O很多的應用將傳統行業和互聯網結合起來,這種融合的深度在不斷的發生。
我們著重來比較下中、美、德的工業互聯網的發展。美國是一個再工業化,或者說制造業回歸的國家。美國在2011年提出先進制造業的戰略,這個戰略在2011年—2013年期間逐漸清晰。一開始是戰略方向,然后提出了12大關鍵技術,在2013年的時候,美國已經聚焦到了三大技術的優先突破。這三大技術是先進制造的感知控制;平臺,可視化、信息化、數字化制造;還有先進材料制造,已經向智能化的制造方向發展,其中前兩個領域特別明顯。而這些和德國工業4.0是非常相似的,在這個先進制造業里,GE提出了工業互聯網。工業互聯網背后是以工業的互聯網為基礎,以軟件控制應用和軟件定義的機器緊密聯動,從這里我們可以看到這實際上非常像移動互聯網領域的云管端,應用是云,管就是網絡,端就是終端的應用,有一個網絡,然后把應用和終端緊密的關聯起來,然后達到了機器之間,機器與人之間,以及企業上下游之間的一種全面的連接交互。終實現的就是一個開放和智能為特征的工業體系,這個和傳統的工業體系是不一樣的,傳統的工業體系是封閉的。它實現的目標就是我們傳統工業要實現的率,低成本,比如說零庫存,過程的優化,能耗的降低,按照用戶新的需求和要求實現大規模的定制,還有就是遠程的服務。在GE提出了工業互聯網以后,得到了美國產業界和政府的廣泛支持,在2013年時,美國國家標準研究院把工業互聯網納入了它的智能制造和CPS系統的專項,開始制定標準的框架。還有測試床的建立,建立了產業聯盟。這個產業聯盟是為了打造一個工業互聯網的生態,這個聯盟的核心成員除了GE以外,還有思科、IBM,有網絡設備制造商,有方案的解決商和運營商還有芯片等等,有ICT不同環節的企業為主打造生態。
工業互聯網的核心要素,是“3+1”。“3”就是一個網絡,云管端的意思。廣泛互聯的網絡,把企業內部不同的環節機器和人連接起來,然后把企業間都聯網。“1”就是一個云,云就是軟件應用和平臺,就是云端的應用,它的這個應用也是App,機器也是智能化的,就是SDM,構成了云管端互聯的一個生態。在這個里面,信息數據鏈是非常重要的,這個數據鏈把各個環節的參數,從設計參數到物聯網的供應到機器的運行,控制和決策等等,整個全生命周期各個環節打通,通過這樣的一個云管端的形式,使它暢通起來。GE去年已經發布了它的操作系統,它是智能機器但又有應用,也是非常像移動互聯網里操作系統為核心構成的一個生態。GE發布的操作系統是一個開放的操作系統,這個操作系統是面向應用的,向全世界發布開放的操作系統。
德國工業4.0,是在2011年德國漢諾威工業博覽會提出來的。它和美國的不同之處,是提出者是以德國工業界的代表為主。4.0是結合德國工業的發展階段,從機械化、電氣化、自動化到智能化,實際上也是一個逐步和ICT技術結合的過程。在4.0中,有個核心內容和美國非常相似,利用的術語都是CPS,也是把它的資源信息機器和人都連接起來,構成了智能生產和智能工廠。實現的目標也非常相似,就是有大規模定制,減少能耗等等。德國工業4.0有三大集成,工廠內各個環節的集成,企業間的集成,以及整個產品全生命周期的集成。這些集成后達到的效果就是端到端的數據整合,消除信息不對稱,實現整個產品、整個全生命周期的數據連接和傳遞。我們認為工業4.0的核心要素也是三大要素,有一個互聯的網絡,工業大數據的應用,還有智能機器。
美國的先進制造業戰略和德國的工業4.0戰略兩者之間有相同的地方,也有不同的地方,但是殊途同歸。不一樣的地方,美國是依托自己在ICT特別是互聯網領域的優勢和它的基礎科研相結合,希望通過它的軟服務和互聯網開放的理念打造整個生態。我們認為美國從軟服務轉向硬制造,終的目的是希望制造業有主導權。德國則相反,是依托強大的有優勢的工業體系,然后采用了新的信息技術,終實現的目的就是進一步強化德國在制造業領域的優勢,保持它的主導權。同時它們也相互借鑒,在德國,逐漸引入一些軟的服務,而美國在軟服務中引入了一些硬的制造。他們的相似之處,是三大要素都很相似的。有工業云,有應用,還有它的智能機器,就是端,還有一個互聯的網絡,共同構成了一個生態系統,實際上都是在打造這個生態系統。這個系統和移動互聯網非常相似,就是共同來打造這樣的一個生態。比如,谷歌是以它的安卓操作系統和很多的應用和一些智能終端廠家合作,構成了一個全球巨大的產業生態,是一個非常成功的生態。現在工業互聯網、工業互聯網聯盟也是在打造這樣的生態,谷歌成立了一個開放汽車聯盟,也是圍繞它的操作系統在汽車工業領域打造這樣的一個生態系統。這三者之間我們覺得有很多的共性之處,剛才說了共性的目標都是實現制造業的智能化,就是智能制造。這三者之間的共性就是有一個網絡,很核心的就是工業互聯網的網絡,在這個基礎上都是要打通全生命周期的一個數據鏈。我們認為智能制造的體系就是工業物聯網加上外部的互聯網構成一個廣泛的工業互聯網,這個過程中實現了供應鏈服務、設計、制造各個環節的高度協同。工廠內部也是一樣,把它不同的環節高度協同起來。
對中國而言,同美、德相比,美國的制造業向發展,它的ICT產業、互聯網還有它的基礎研究是非常有優勢的。德國是制造業、工業軟件非常有優勢。但是,歐洲現在的4G發展滯后于其它地區,整個互聯網也滯后于其它地區,基本沒有大的互聯網成功企業。對中國來講,一方面是我們有完備的制造業體系,雖然它的發展不平衡。我們的ICT體系也是比較完備的,ICT產業有比較優勢,在有一些領域甚至是已經走到了全球前列。還有就是我們的互聯網已經是僅次于美國的第二大互聯網強國。我們互聯網的創新也從過去的模仿走向了創新,甚至有的開始,這就是我們的優勢,我們要發揮好這方面的優勢。
利用這樣的一個大趨勢,加上我們已有的基礎,還要有一個全面系統的布局。這個布局當中包括由互聯網驅動的新產品、新業務、新模式的廣泛創新,包括面向智能制造的工業互聯網的構建,智能工廠和智能裝備,還有以操作系統為核心的產業生態構造都需要盡快地系統布局。后還是要分類實測,根據不同的工業類型和現狀以及我們ICT和互聯網發展現狀扎扎實實的,一步一步的往這個方向努力。
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