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连载二:中国工业互联网产业研究报告(2020年)
来源:和朴资产 | 作者:和君黄前松团队 | 发布时间: 2020-06-02 | 79 次浏览 | 分享到:


第二篇  工业互联网的本质


在工业互联网研究报告“开篇词”中,我们提出了一个核心的理念,即“数”是未来世界最重要的特征,未来世界是物理世界及其映射的数字孪生世界的统一,数字是未来商业世界最核心的要素。工业互联网当前处于发展的早期,中国尤其如此。本篇是和朴资产工业互联网研究系列的第二篇文章,从如何理解工业互联网(及平台)这个问题出发,从产业演进、解决方案、操作系统、关键要素四个角度和如何为投资所用方面进行探讨。

一、从产业演进的角度:消费、产业和工业三大互联网

1. 消费互联网

消费互联网兴起于上世纪末,互联网泡沫破裂后复兴,形成横扫全球之势,重塑了世界经济、社会、个人的各个方面。正如历史学家用划时代工具的运用来命名时代,例如石器时代、青铜时代等,我们甚至可以用互联网把世界的发展划分为前互联网时代和后互联网时代。

消费互联网经过二十年的发展,至今仍然呈现出蓬勃的生机,从四大门户网站、BAT、京东、拼多多、抖音,创新层出不穷,令人眼花缭乱。消费互联网主要面向个人消费者,服务于消费者购物、交友、娱乐、出行等方面的需求,一般不涉及组织或影响很小(招聘等小范围)。曾经,马云等一再告诫非互联网行业的企业家要重视互联网,但很多企业家囿于认知,坚定地认为互联网不可能对制造业或流通业造成影响,一条重要论据是他们认为互联网就是电商,只能在消费领域有效,不可能进入企业组织的领地,经常掀起各种论战,一时成为网上的话题。这一阶段,消费互联网主要是指品牌商生产商品,一般由经销商通过网络将产品销售给消费者,品牌商直接通过网络销售的占比仍然较小,品牌商对消费者态度、流通去向等很多细节仍然所知甚少。后来由于智能手机的出现,把消费互联网推向了一个更高的阶段。

2。 产业互联网

2015年左右,互联网开始进入供应链领域,开始改造几乎所有行业的流通环节,对产业链的影响更加深入,进入产业互联网时代。产业互联网有两条路径,一条是面向组织,一条仍然是面向消费者,但有一个共同的特点,产业互联网平台承担流通的核心角色,为品牌商和用户(企业、消费者)的直接沟通搭建了桥梁,极大缩短了供应链条,降低了流通成本。产业互联网平台主要提供的价值包括销售、仓储、物流、数据。

面向组织的路径是从品牌商(制造商)直接到终端用户,或最多到次终端,减少流通的环节,经销商的价值明显弱化。当然,仅仅缩短供应链条尚不足以对产业产生影响,产业互联网之所以能重塑供应链是因为其在线化、数据化、网络化的能力,顺应了商业逻辑变迁的大势,使供应链更加透明,链接上游品牌商和下游用户,从而使用户能够在一定程度上参与品牌商的生产,形成双向互动。

面向消费者的路径:由于仍然是面向消费者,所以主体仍然是互联网公司(电商),与消费互联网的不同之处在于:消费互联网销售的产品是标准化的商品,几乎没有按照消费者的需求做定制;消费互联网的卖家既有厂家开设的旗舰店,但更多是经销商(渠道商);消费互联网尽管注重消费者的评价,但消费者对商品的生产等环节的话语权不强,盈利的逻辑是大规模销售。但是面向消费者的产业互联网主要从消费者的需求出发,是消费者和厂家的直接的链接和互动,比如典型的是拼多多上最知名的两家纸巾品牌,号称年销售2.61亿包,拼多多还计划打造1000家工厂品牌;今年疫情期间,淘宝网、拼多多与全国各地的农产品基地合作,销售滞销水果蔬菜等。消费者拥有很大的话语权,假如产品(如水果)质量不如预期,则直接影响销售,可能面临下架等。

3。 工业互联网

工业互联网在中国大概兴起于2016年,2017年11月国务院发布的《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》和2018年6月工业富联的上市是其标志性事件。在投资界,工业互联网首先在二级市场发酵,引起投资者的关注。2020年初国家发起新一轮政策扶持,产业界和投资界开始沸腾,从而蔓延到一级市场,一是投资较为活跃,二是部分投资机构将工业互联网作为重要的投资主题。

工业互联网和其他相关的概念有错综复杂的关联,比如精益生产、C2M、智能制造、工业4.0等,这些理念极其重要,是中国制造业亟需弥补的短板。虽然国家曾出台多项政策大力推进,但一是缺乏体系,二是企业层面响应度不高,业界争议较多,最终效果了了,与预期目标相去甚远。造成这种局面的原因,我们认为与这些理念缺乏体系和抓手有一定的关系,虽然远方很美好,但是企业在当下无从下手。

当前,全社会对工业互联网寄予厚望。一方面,工业互联网的体系架构成熟,执行路径清晰,社会和业界达成了空前的共识,讨论聚焦在如何实现某项技术、某些功能,而非对工业互联网本身存在疑虑。另一方面,全球主要发达国家和领先企业也积极投身工业互联网(国外称为IIOT,IIOT platform),将其作为核心的业务方向。可以断言,工业互联网也许无法解决所有工业问题,但是一定能推动工业转型升级的某些重大问题。

从产业演进的角度来讲,在世界的数字化这一背景下,全球的商业运行体系在重构,首先从面向C端的消费互联网开始,侧重于销售环节。继而重构供应链,产业互联网兴起,提高产业流通环节的效率(国外主要是美国,几乎每个领域都有标杆企业,主要手段是数字化和网络化)。工业制造是深水区,重构正在深化,工业互联网应运而生。消费互联网、产业互联网和工业互联网未来将进一步融合发展,互相促进。未来的世界将会是网络化、数字化和智能化的世界,趋势极其明显,无庸赘述。因此,工业互联网是顺应世界的网络化、智能化和数字化这一大趋势的产物,是继消费互联网、产业互联网之后正在发生的商业世界重构的一部分。


二、从解决方案的视角:工业转型升级的系统化方案

从制造理念或模式的角度来看,工业互联网具有非常强的集成性,它将底层的数据采集与连接、云计算、通信网络、系统平台、模型与算法、特定应用(SaaS)、各类自动化设备、控制设备等集成为一个完整的系统,为制造业、农业、城市交通、医疗、教育等提供综合的解决方案。就制造业而言,是实现智能制造、柔性制造、协同制造、共享制造、服务化制造、软件定义制造、远程运维的重要工具和抓手,改变了过去各类制造理念或方法单点式、局部而非整体的局面。工业企业一方面被各种理念、方法、模式所迷惑,不知所从,另一方面确实认识到先进理念的价值(如精益生产),但苦于基础薄弱或无从下手,力不从心。工业互联网(及平台)的解决方案特性主要表现在以下三个方面:从价值链的角度看,以往普遍的困境是采购、研发、生产、物流、销售等环节相互割裂、各自为阵,在降本、增效、提质、服务等方面难以达到最佳状态。表现为头疼医头式的解决思路,为解决研发设计问题而采用CAD、CAE,为解决生产工艺问题而采用CAPP,为解决经营管理问题而采用ERP,为解决车间生产管理问题而采用MES,为解决产品数据管理问题而采用PDM,为解决仓储管理问题而采用WMS。但拥有这些软件也并未完全解决问题,制造业在数字化转型中不断催生出各种开发工具、管理软件、业务系统,树起了一座座烟囱、数据孤岛。工业互联网从整体、全局出发,为实现企业整体效能的提升提供了一套整体解决方案。从产业链的角度看,网络化协同、服务型制造、个性化定制等先进理念的落实,不仅需要企业内部管理水平的提升,更需要产业链的协同,比如协同研发、高效的供应链管理等,是一个从企业内部的价值链重构走向企业间的价值链重构的过程,以促进各企业间的无缝合作,实现管理、生产、研发、采购等经营环节的连通和协同,甚至实现端到端的集成。工业互联网为实现产业链层面的协同提供了一套解决方案。软件和硬件的融合,软件和硬件的分离是制造业的一大痛点,但如果要真正实现制造业的数据化、智能化和网络化,真正实现工业4.0,软件和硬件必须紧密协同。德国工业4.0的核心是CPS(信息物理系统),其,“一硬、一软、一网、一平台”是CPS的四大核心技术要素,其本质就是构建一套赛博(Cyber)空间与物理(Physical)空间之间基于数据自动流动的状态感知、实时分析、科学决策、精准执行的闭环赋能体系,提高资源配置效率,实现资源优化。CPS由美国提出并将其作为美国抢占全球新一轮产业竞争制高点的优先议题,每年进行财政支持,德国更是将其作为工业4.0的核心。实现软件(数据分析、建模、服务)和硬件(数据采集和控制等)的融合是工业互联网的必然诉求,数字孪生要求虚拟世界和物理世界的实时映射,也是其集中体现。      因此,工业互联网具有非常强的系统性、集成性、统合性,它为制造业的转型升级甚至社会效率的提升提供了一套系统的解决方案。

三、从操作系统的视角:面向企业组织的工业操作系统

工业互联网平台是工业互联网的核心,其本质是一套工业操作系统,与windows操作系统、Android操作系统没有本质的区别。GE首席技术官Dave Bartlett说:

Predix is also a technology platform, not deployed on a phone that you hold in your hand, but rather behind the closed doors of a data center connected to data lakes and other forms of big data storage. Like Google's Android or Apple’s iOS operating systems, it has a set of software services that help developers quickly build apps for the industrial internet.

You can also deploy Predix in the cloud to make it more widely accessible and available。 But it’s all there to do the same thing – to run apps that allow us to do big data analytics, monitor machines remotely and have them ‘talk’ to each other。 Like the cement train platform, it provides a stable and scalable way to quickly develop and deploy new applications。

Android 操作系统的架构

工业互联网平台系统

从使用而非架构的角度来看,工业互联网平台与个人终端操作系统非常类似,它是应用于工业环境(也包括城市、农业、医疗等)的操作系统,可实现应用程序开发、设备连接和操作、数据处理、可视化等一系列功能。工业互联网平台建立强大、协同的生态系统,为客户提供丰富、可扩展的各类服务。工业互联网平台本质上是一套可扩展的开放式的工业操作系统,向上提供开发接口及存储、计算等支持,向下对各种软硬件资源的连接、控制和管理(安筱鹏)。

四、从关键要素的视角:IT、OT和Internet的融合

1.ITIT是指互联网技术,一般将其等同于软件,同时也包括informationtechnology即信息技术的含义。IT能力是发展工业互联网、制造业转型升级非常重要的能力,主要表现在以下几个方面:第一,从工业互联网的构成来看,工业互联网网络、平台和安全三大主体,软件无处不在,每个主体都离不开软件的支持,尤其是工业互联网平台,缺少了软件无法实施任何服务。第二,从理论的角度来看,软件在未来工业领域发挥非常重要的作用。按照安筱鹏的说法:工业互联网是数据的自由流通化解制造的复杂性、不确定性,数据本身需要通过软件承载和流转。工业互联网的核心原理是数据+模型=服务,模型的构建、服务的提供都是基于软件实现,工业知识的沉淀也是以软件的形式完成。“软件定义制造”这个概括很准确的说明了软件在工业互联网、未来制造业中的作用。第三,从头部企业的实践来看,软件在产品和服务中的价值占比越来越高。谷歌无人驾驶汽车的软件代码达到1000万行,windows系统代码大致有2500万行,支持一架飞机飞行的所有软件代码约为1亿行,谷歌拥有的主要软件大约有20亿行代码。在波音787研制的过程中, 使用了8000多种软件,其中有7000款是非商业化专业软件, 这7000款非商业化专业软件是波音多年工程技术经验和方法的载体。伊梅尔特在2016年表示GE到2020年将成为“排名前十的软件公司”,而这个项目对它的这个目标至关重要。未来所有产品是计算机化的。软件开发和现场操作的隔阂是很多工业企业发展的制约因素,软件本身在未来也会呈现出低代码、云化、微服务等趋势,与硬件的结合更加紧密,更加易于使用,即使不懂代码的人员也可以通过拖、拉的简单操作即可开发出一款适用于特定场景的软件。2.OTOT即Operational Technology,指操作技术,简单地说 OT 是用计算机(或其它处理设备)监控或改变一个系统的物理状态,在严酷的工业环境中直接监控和控制生产的设备,包括机械装备、物理成套设备以及对它们践行监控和控制的工业硬件和软件,例如 PLC、 SCADA、 DCS、科学设备(如数字式示波器)。控制和分析整个的生产过程以获得进一步的改善,这就是 OT。


设备连接与IT应用的融合,来源:The Industrial Ethernet Book


过去,IT和OT也存在割裂的鸿沟,这两个具有完全不同的逻辑和关注点,IT更关注管理、流程等,是一种自上而下的逻辑;OT更关注现场控制、执行,与工艺、设备、运维等密切相关,是一种自下而上的逻辑。无论是从事工业互联网平台还是开发工业APP、数据分析建模,必须对工业本身有极深的理解,否则方案难以实施,甚至偏离工业互联网发展的正确方向。工业互联网不是开发一套系统、企业上云、进行工厂的自动化就能实现的,背后更重要的是工业知识、原理及其分析、建模等,这正是中国企业所缺乏的,也是国外领先公司有恃无恐的地方。3.Internet观察当今商业世界的发展,既在创造新的产业(云计算,游戏),也在变革原已存在的产业(农业,纺织)。变革的驱动力既有科技的发展(5G,算力),也有客户需求的提高(对高品质的追求,对低时效的难以容忍),还有一条核心驱动力是互联网技术及其思维,由互联网公司首先发起,比如人工智能、大数据、AR/VR、自动驾驶等。互联网公司参与工业互联网是有利行业发展的,中国和美国的发展模式客观上有不同之处,比如中国消费互联网非常发达,中国的制造业与国外相比差距比较明显,尤其是制造水平、研发水平等(工信部部长说中国在全球制造业的四级梯队中处于第三梯队),而中国的互联网在全球处于前列。借助互联网的新思维,可能会有助于制造业的发展。另外,当前制造业发展的一个主题是C2M和服务性制造,重心从制造者向消费者、客户转变,互联网企业在这方面先行于制造业。并且,绝大多数制造业的最终客户是消费者,互联网企业有服务消费者的经验和能力,借助互联网的方法,有利于提高服务客户的水平,有利于从消费者的角度促进制造水平的提升。制造业要摆正心态,纵观全球领先的制造企业发展战略和产业发展方向,凡是不能积极拥抱数字化、互联网的企业,必然没有前途。大量的制造企业至今仍然未能真正领会互联网的价值,仅仅将其等同于线上化。      工业互联网平台的核心竞争力之一是生态系统,全球领先企业都把发展生态作为一项重要的战略举措。工业互联网一定不是单打独斗,互联合作是重要策略,也是评价一家工业互联网平台的重要指标,这就要求工业互联网平台要善于利用互联网(为避免误会,在此重申,我们并非主张将互联网凌驾于工业之上)。

五、从投资机构的视角:搭建结构化的投资图谱

投资高手往往建立了自己的投资图谱。碎片化的信息也是知识,但结构化的知识更有力量。我们认为对某一细分领域的理解(比如工业大数据、AGV),除从产业链的角度之外,还有一个重要视角,即从实际应用或价值创造的维度去理解某一个领域,这是很多人所欠缺的。比如工业机器人,分析其上游核心零部件、中游本体生产、下游系统集成、末端行业应用外,理解其如何与PLC连接、如何打通WMS、如何搬运/抓取物品、如何进行管理(作为资产)、如何通过数据分析进行优化等一系列的环节,即从企业实际应用的场景出发,有助于对行业和产品形成更加准确和深入的洞察。工业互联网对于投资机构的价值何在?投资机构应该建立两张产业投资地图,一张是大家熟知的产业链维度的,另一种就是按照工业互联网平台的架构搭建的投资地图。在此提出初步的思路,与大家探讨:       首先,从功能的角度,深入理解工业互联网平台架构,将其作为核心并进行相应的扩展,如下图所示,以设备接入为例,将PLC、传感器、机器人等细分产品纳入其中,数据分析、工业软件、工业APP等其他细分领域同理。这样的好处是清楚地理解某个产品在具体企业场景中是如何应用、如何创造价值的。当然工业互联网平台架构是一个理想化的场景,但不影响将具体企业或产品置于其中进行分析。

如何将某一细分领域/产品置于工业互联网整体:结合工业互联网平台架构绘制

其次,从生态的角度,将某个企业置于工业互联网架构的具体位置,有利于理解整个生态以及单个企业的地位。

工业互联网平台产业体系:工业互联网平台白皮书

工业互联网体系架构是一个很好的产业地图,投资机构可以借此建立投资地图,构建投资框架,纲举目张。而且比产业链分析更有价值之处在于其包容性,可以将一个细分产业或企业放置于整体框架中进行思考,并逐步丰富,是极有价值的进行产业分析的维度。借助产业链,可以理解某个产品是如何流动的;借助工业互联网架构体系,可以理解某个产品是如何应用、创造价值的。

注释:

1。   安筱鹏:重构-数字化转型的逻辑,电子工业出版社

2.   Everything You Always Wanted to Know About Predix, But Were Afraid to Ask:https://www.ge.com/reports/post/99494485070/everything-you-always-wanted-to-know-about-predix-2/

3.   工业互联网产业联盟:工业互联网平台白皮书(2017、2019)

4.   语言中文网:Android系统架构(图解)

5。   工业互联网不仅是IT与OT技术的融合也支撑着数字经济的发展

6。   控制工程网:http://iiot。cechina。cn/18/1128/08/20181128083911。htm

7.   林雪萍:【工业互联网】数据天梯 赋能工业互联网平台

8。   我们需要面向 OT 的 IT产业互联网:http://iiot。cechina。cn/18/1128/08/20181128083911。htm


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