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連載二:中國工業互聯網產業研究報告(2020年)
來源:和樸資產 | 作者:和君黃前松團隊 | 發布時間: 2020-06-02 | 1448 次瀏覽 | 分享到:


第二篇  工業互聯網的本質


在工業互聯網研究報告“開篇詞”中,我們提出了一個核心的理念,即“數”是未來世界最重要的特征,未來世界是物理世界及其映射的數字孿生世界的統一,數字是未來商業世界最核心的要素。工業互聯網當前處于發展的早期,中國尤其如此。本篇是和樸資產工業互聯網研究系列的第二篇文章,從如何理解工業互聯網(及平臺)這個問題出發,從產業演進、解決方案、操作系統、關鍵要素四個角度和如何為投資所用方面進行探討。

一、從產業演進的角度:消費、產業和工業三大互聯網

1. 消費互聯網

消費互聯網興起于上世紀末,互聯網泡沫破裂后復興,形成橫掃全球之勢,重塑了世界經濟、社會、個人的各個方面。正如歷史學家用劃時代工具的運用來命名時代,例如石器時代、青銅時代等,我們甚至可以用互聯網把世界的發展劃分為前互聯網時代和后互聯網時代。

消費互聯網經過二十年的發展,至今仍然呈現出蓬勃的生機,從四大門戶網站、BAT、京東、拼多多、抖音,創新層出不窮,令人眼花繚亂。消費互聯網主要面向個人消費者,服務于消費者購物、交友、娛樂、出行等方面的需求,一般不涉及組織或影響很?。ㄕ衅傅刃》秶?。曾經,馬云等一再告誡非互聯網行業的企業家要重視互聯網,但很多企業家囿于認知,堅定地認為互聯網不可能對制造業或流通業造成影響,一條重要論據是他們認為互聯網就是電商,只能在消費領域有效,不可能進入企業組織的領地,經常掀起各種論戰,一時成為網上的話題。這一階段,消費互聯網主要是指品牌商生產商品,一般由經銷商通過網絡將產品銷售給消費者,品牌商直接通過網絡銷售的占比仍然較小,品牌商對消費者態度、流通去向等很多細節仍然所知甚少。后來由于智能手機的出現,把消費互聯網推向了一個更高的階段。

2. 產業互聯網

2015年左右,互聯網開始進入供應鏈領域,開始改造幾乎所有行業的流通環節,對產業鏈的影響更加深入,進入產業互聯網時代。產業互聯網有兩條路徑,一條是面向組織,一條仍然是面向消費者,但有一個共同的特點,產業互聯網平臺承擔流通的核心角色,為品牌商和用戶(企業、消費者)的直接溝通搭建了橋梁,極大縮短了供應鏈條,降低了流通成本。產業互聯網平臺主要提供的價值包括銷售、倉儲、物流、數據。

面向組織的路徑是從品牌商(制造商)直接到終端用戶,或最多到次終端,減少流通的環節,經銷商的價值明顯弱化。當然,僅僅縮短供應鏈條尚不足以對產業產生影響,產業互聯網之所以能重塑供應鏈是因為其在線化、數據化、網絡化的能力,順應了商業邏輯變遷的大勢,使供應鏈更加透明,鏈接上游品牌商和下游用戶,從而使用戶能夠在一定程度上參與品牌商的生產,形成雙向互動。

面向消費者的路徑:由于仍然是面向消費者,所以主體仍然是互聯網公司(電商),與消費互聯網的不同之處在于:消費互聯網銷售的產品是標準化的商品,幾乎沒有按照消費者的需求做定制;消費互聯網的賣家既有廠家開設的旗艦店,但更多是經銷商(渠道商);消費互聯網盡管注重消費者的評價,但消費者對商品的生產等環節的話語權不強,盈利的邏輯是大規模銷售。但是面向消費者的產業互聯網主要從消費者的需求出發,是消費者和廠家的直接的鏈接和互動,比如典型的是拼多多上最知名的兩家紙巾品牌,號稱年銷售2.61億包,拼多多還計劃打造1000家工廠品牌;今年疫情期間,淘寶網、拼多多與全國各地的農產品基地合作,銷售滯銷水果蔬菜等。消費者擁有很大的話語權,假如產品(如水果)質量不如預期,則直接影響銷售,可能面臨下架等。

3. 工業互聯網

工業互聯網在中國大概興起于2016年,2017年11月國務院發布的《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》和2018年6月工業富聯的上市是其標志性事件。在投資界,工業互聯網首先在二級市場發酵,引起投資者的關注。2020年初國家發起新一輪政策扶持,產業界和投資界開始沸騰,從而蔓延到一級市場,一是投資較為活躍,二是部分投資機構將工業互聯網作為重要的投資主題。

工業互聯網和其他相關的概念有錯綜復雜的關聯,比如精益生產、C2M、智能制造、工業4.0等,這些理念極其重要,是中國制造業亟需彌補的短板。雖然國家曾出臺多項政策大力推進,但一是缺乏體系,二是企業層面響應度不高,業界爭議較多,最終效果了了,與預期目標相去甚遠。造成這種局面的原因,我們認為與這些理念缺乏體系和抓手有一定的關系,雖然遠方很美好,但是企業在當下無從下手。

當前,全社會對工業互聯網寄予厚望。一方面,工業互聯網的體系架構成熟,執行路徑清晰,社會和業界達成了空前的共識,討論聚焦在如何實現某項技術、某些功能,而非對工業互聯網本身存在疑慮。另一方面,全球主要發達國家和領先企業也積極投身工業互聯網(國外稱為IIOT,IIOT platform),將其作為核心的業務方向??梢詳嘌?,工業互聯網也許無法解決所有工業問題,但是一定能推動工業轉型升級的某些重大問題。

從產業演進的角度來講,在世界的數字化這一背景下,全球的商業運行體系在重構,首先從面向C端的消費互聯網開始,側重于銷售環節。繼而重構供應鏈,產業互聯網興起,提高產業流通環節的效率(國外主要是美國,幾乎每個領域都有標桿企業,主要手段是數字化和網絡化)。工業制造是深水區,重構正在深化,工業互聯網應運而生。消費互聯網、產業互聯網和工業互聯網未來將進一步融合發展,互相促進。未來的世界將會是網絡化、數字化和智能化的世界,趨勢極其明顯,無庸贅述。因此,工業互聯網是順應世界的網絡化、智能化和數字化這一大趨勢的產物,是繼消費互聯網、產業互聯網之后正在發生的商業世界重構的一部分。


二、從解決方案的視角:工業轉型升級的系統化方案

從制造理念或模式的角度來看,工業互聯網具有非常強的集成性,它將底層的數據采集與連接、云計算、通信網絡、系統平臺、模型與算法、特定應用(SaaS)、各類自動化設備、控制設備等集成為一個完整的系統,為制造業、農業、城市交通、醫療、教育等提供綜合的解決方案。就制造業而言,是實現智能制造、柔性制造、協同制造、共享制造、服務化制造、軟件定義制造、遠程運維的重要工具和抓手,改變了過去各類制造理念或方法單點式、局部而非整體的局面。工業企業一方面被各種理念、方法、模式所迷惑,不知所從,另一方面確實認識到先進理念的價值(如精益生產),但苦于基礎薄弱或無從下手,力不從心。工業互聯網(及平臺)的解決方案特性主要表現在以下三個方面:從價值鏈的角度看,以往普遍的困境是采購、研發、生產、物流、銷售等環節相互割裂、各自為陣,在降本、增效、提質、服務等方面難以達到最佳狀態。表現為頭疼醫頭式的解決思路,為解決研發設計問題而采用CAD、CAE,為解決生產工藝問題而采用CAPP,為解決經營管理問題而采用ERP,為解決車間生產管理問題而采用MES,為解決產品數據管理問題而采用PDM,為解決倉儲管理問題而采用WMS。但擁有這些軟件也并未完全解決問題,制造業在數字化轉型中不斷催生出各種開發工具、管理軟件、業務系統,樹起了一座座煙囪、數據孤島。工業互聯網從整體、全局出發,為實現企業整體效能的提升提供了一套整體解決方案。從產業鏈的角度看,網絡化協同、服務型制造、個性化定制等先進理念的落實,不僅需要企業內部管理水平的提升,更需要產業鏈的協同,比如協同研發、高效的供應鏈管理等,是一個從企業內部的價值鏈重構走向企業間的價值鏈重構的過程,以促進各企業間的無縫合作,實現管理、生產、研發、采購等經營環節的連通和協同,甚至實現端到端的集成。工業互聯網為實現產業鏈層面的協同提供了一套解決方案。軟件和硬件的融合,軟件和硬件的分離是制造業的一大痛點,但如果要真正實現制造業的數據化、智能化和網絡化,真正實現工業4.0,軟件和硬件必須緊密協同。德國工業4.0的核心是CPS(信息物理系統),其,“一硬、一軟、一網、一平臺”是CPS的四大核心技術要素,其本質就是構建一套賽博(Cyber)空間與物理(Physical)空間之間基于數據自動流動的狀態感知、實時分析、科學決策、精準執行的閉環賦能體系,提高資源配置效率,實現資源優化。CPS由美國提出并將其作為美國搶占全球新一輪產業競爭制高點的優先議題,每年進行財政支持,德國更是將其作為工業4.0的核心。實現軟件(數據分析、建模、服務)和硬件(數據采集和控制等)的融合是工業互聯網的必然訴求,數字孿生要求虛擬世界和物理世界的實時映射,也是其集中體現。      因此,工業互聯網具有非常強的系統性、集成性、統合性,它為制造業的轉型升級甚至社會效率的提升提供了一套系統的解決方案。

三、從操作系統的視角:面向企業組織的工業操作系統

工業互聯網平臺是工業互聯網的核心,其本質是一套工業操作系統,與windows操作系統、Android操作系統沒有本質的區別。GE首席技術官Dave Bartlett說:

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 操作系統的架構

工業互聯網平臺系統

從使用而非架構的角度來看,工業互聯網平臺與個人終端操作系統非常類似,它是應用于工業環境(也包括城市、農業、醫療等)的操作系統,可實現應用程序開發、設備連接和操作、數據處理、可視化等一系列功能。工業互聯網平臺建立強大、協同的生態系統,為客戶提供豐富、可擴展的各類服務。工業互聯網平臺本質上是一套可擴展的開放式的工業操作系統,向上提供開發接口及存儲、計算等支持,向下對各種軟硬件資源的連接、控制和管理(安筱鵬)。

四、從關鍵要素的視角:IT、OT和Internet的融合

1.ITIT是指互聯網技術,一般將其等同于軟件,同時也包括informationtechnology即信息技術的含義。IT能力是發展工業互聯網、制造業轉型升級非常重要的能力,主要表現在以下幾個方面:第一,從工業互聯網的構成來看,工業互聯網網絡、平臺和安全三大主體,軟件無處不在,每個主體都離不開軟件的支持,尤其是工業互聯網平臺,缺少了軟件無法實施任何服務。第二,從理論的角度來看,軟件在未來工業領域發揮非常重要的作用。按照安筱鵬的說法:工業互聯網是數據的自由流通化解制造的復雜性、不確定性,數據本身需要通過軟件承載和流轉。工業互聯網的核心原理是數據+模型=服務,模型的構建、服務的提供都是基于軟件實現,工業知識的沉淀也是以軟件的形式完成?!败浖x制造”這個概括很準確的說明了軟件在工業互聯網、未來制造業中的作用。第三,從頭部企業的實踐來看,軟件在產品和服務中的價值占比越來越高。谷歌無人駕駛汽車的軟件代碼達到1000萬行,windows系統代碼大致有2500萬行,支持一架飛機飛行的所有軟件代碼約為1億行,谷歌擁有的主要軟件大約有20億行代碼。在波音787研制的過程中, 使用了8000多種軟件,其中有7000款是非商業化專業軟件, 這7000款非商業化專業軟件是波音多年工程技術經驗和方法的載體。伊梅爾特在2016年表示GE到2020年將成為“排名前十的軟件公司”,而這個項目對它的這個目標至關重要。未來所有產品是計算機化的。軟件開發和現場操作的隔閡是很多工業企業發展的制約因素,軟件本身在未來也會呈現出低代碼、云化、微服務等趨勢,與硬件的結合更加緊密,更加易于使用,即使不懂代碼的人員也可以通過拖、拉的簡單操作即可開發出一款適用于特定場景的軟件。2.OTOT即Operational Technology,指操作技術,簡單地說 OT 是用計算機(或其它處理設備)監控或改變一個系統的物理狀態,在嚴酷的工業環境中直接監控和控制生產的設備,包括機械裝備、物理成套設備以及對它們踐行監控和控制的工業硬件和軟件,例如 PLC、 SCADA、 DCS、科學設備(如數字式示波器)??刂坪头治稣麄€的生產過程以獲得進一步的改善,這就是 OT。


設備連接與IT應用的融合,來源:The Industrial Ethernet Book


過去,IT和OT也存在割裂的鴻溝,這兩個具有完全不同的邏輯和關注點,IT更關注管理、流程等,是一種自上而下的邏輯;OT更關注現場控制、執行,與工藝、設備、運維等密切相關,是一種自下而上的邏輯。無論是從事工業互聯網平臺還是開發工業APP、數據分析建模,必須對工業本身有極深的理解,否則方案難以實施,甚至偏離工業互聯網發展的正確方向。工業互聯網不是開發一套系統、企業上云、進行工廠的自動化就能實現的,背后更重要的是工業知識、原理及其分析、建模等,這正是中國企業所缺乏的,也是國外領先公司有恃無恐的地方。3.Internet觀察當今商業世界的發展,既在創造新的產業(云計算,游戲),也在變革原已存在的產業(農業,紡織)。變革的驅動力既有科技的發展(5G,算力),也有客戶需求的提高(對高品質的追求,對低時效的難以容忍),還有一條核心驅動力是互聯網技術及其思維,由互聯網公司首先發起,比如人工智能、大數據、AR/VR、自動駕駛等。互聯網公司參與工業互聯網是有利行業發展的,中國和美國的發展模式客觀上有不同之處,比如中國消費互聯網非常發達,中國的制造業與國外相比差距比較明顯,尤其是制造水平、研發水平等(工信部部長說中國在全球制造業的四級梯隊中處于第三梯隊),而中國的互聯網在全球處于前列。借助互聯網的新思維,可能會有助于制造業的發展。另外,當前制造業發展的一個主題是C2M和服務性制造,重心從制造者向消費者、客戶轉變,互聯網企業在這方面先行于制造業。并且,絕大多數制造業的最終客戶是消費者,互聯網企業有服務消費者的經驗和能力,借助互聯網的方法,有利于提高服務客戶的水平,有利于從消費者的角度促進制造水平的提升。制造業要擺正心態,縱觀全球領先的制造企業發展戰略和產業發展方向,凡是不能積極擁抱數字化、互聯網的企業,必然沒有前途。大量的制造企業至今仍然未能真正領會互聯網的價值,僅僅將其等同于線上化。      工業互聯網平臺的核心競爭力之一是生態系統,全球領先企業都把發展生態作為一項重要的戰略舉措。工業互聯網一定不是單打獨斗,互聯合作是重要策略,也是評價一家工業互聯網平臺的重要指標,這就要求工業互聯網平臺要善于利用互聯網(為避免誤會,在此重申,我們并非主張將互聯網凌駕于工業之上)。

五、從投資機構的視角:搭建結構化的投資圖譜

投資高手往往建立了自己的投資圖譜。碎片化的信息也是知識,但結構化的知識更有力量。我們認為對某一細分領域的理解(比如工業大數據、AGV),除從產業鏈的角度之外,還有一個重要視角,即從實際應用或價值創造的維度去理解某一個領域,這是很多人所欠缺的。比如工業機器人,分析其上游核心零部件、中游本體生產、下游系統集成、末端行業應用外,理解其如何與PLC連接、如何打通WMS、如何搬運/抓取物品、如何進行管理(作為資產)、如何通過數據分析進行優化等一系列的環節,即從企業實際應用的場景出發,有助于對行業和產品形成更加準確和深入的洞察。工業互聯網對于投資機構的價值何在?投資機構應該建立兩張產業投資地圖,一張是大家熟知的產業鏈維度的,另一種就是按照工業互聯網平臺的架構搭建的投資地圖。在此提出初步的思路,與大家探討:       首先,從功能的角度,深入理解工業互聯網平臺架構,將其作為核心并進行相應的擴展,如下圖所示,以設備接入為例,將PLC、傳感器、機器人等細分產品納入其中,數據分析、工業軟件、工業APP等其他細分領域同理。這樣的好處是清楚地理解某個產品在具體企業場景中是如何應用、如何創造價值的。當然工業互聯網平臺架構是一個理想化的場景,但不影響將具體企業或產品置于其中進行分析。

如何將某一細分領域/產品置于工業互聯網整體:結合工業互聯網平臺架構繪制

其次,從生態的角度,將某個企業置于工業互聯網架構的具體位置,有利于理解整個生態以及單個企業的地位。

工業互聯網平臺產業體系:工業互聯網平臺白皮書

工業互聯網體系架構是一個很好的產業地圖,投資機構可以借此建立投資地圖,構建投資框架,綱舉目張。而且比產業鏈分析更有價值之處在于其包容性,可以將一個細分產業或企業放置于整體框架中進行思考,并逐步豐富,是極有價值的進行產業分析的維度。借助產業鏈,可以理解某個產品是如何流動的;借助工業互聯網架構體系,可以理解某個產品是如何應用、創造價值的。

注釋:

1.   安筱鵬:重構-數字化轉型的邏輯,電子工業出版社

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.   工業互聯網產業聯盟:工業互聯網平臺白皮書(2017、2019)

4.   語言中文網:Android系統架構(圖解)

5.   工業互聯網不僅是IT與OT技術的融合也支撐著數字經濟的發展

6.   控制工程網:http://iiot.cechina.cn/18/1128/08/20181128083911.htm

7.   林雪萍:【工業互聯網】數據天梯 賦能工業互聯網平臺

8.   我們需要面向 OT 的 IT產業互聯網:http://iiot.cechina.cn/18/1128/08/20181128083911.htm


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