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工业互联网:美国的杀手锏

2016-07-20  本文已影响375人  非是藉秋风

文/非是藉秋风

《双城记》

英国作家狄更斯的名著《双城记》开头是这样的:

“那是最美好的时代,那是最糟糕的时代;那是智慧的年头,那是愚昧的年头;那是信仰的时期,那是怀疑的时期;那是光明的季节,那是黑暗的季节... ... ...”。

所谓伟大作品,不仅仅限于一个时代、一个领域、一个国家、一个民族。上面这段话被不同领域的人反复引用。在当今“互联网+”时代、工业转型升级时代、大众创新、万众创业时代,我们也能深切感到这句话折射出的意义。

当今世界一个非常显著之特征在于科技革命和产业革命的交叉、交汇、交融,且变革速度之快、变革范围之广、变革程度之深,令人惊叹。淘宝的创始人马云似乎曾经说过关于商机的一句话:“看不见,看不懂,看不起,来不及看”。这四个“不”后面的根本原因,就在于当今世界变化之快。

1994年4月4日,网景公司(Netscape)甫一成立便横扫了人类社会,诞生了网络时代的第一个神话,而后,雅虎、google、亚马逊、Facebook一个神话接着一个神话,与时代特征合拍的人们找到了发挥自己天才的舞台。

相反,诺基亚、柯达、HTC、索尼几乎是在顷刻间,霸主地位不保,最终一步步的走向没落。但不得不承认,这些企业今天的萧条也许就是其他企业的明天,这种洗牌只能越来越快。

晚上浏览新闻,偶然看到了通用电气(GE)与华为携手推进“工业互联网”战略的报道,报道称美国通用电气将与中国华为携手推进“工业互联网”战略,利用互联网联接机械,收集数据用以提高生产率、降低排放及能源成本。首先申明一下,“工业互联网”一词的提出者,即是美国的通用电气公司。

到底什么是“工业互联网”,除了“工业”+“互联网”之外我们还能说些什么,当德国的信息物理系统(CPS),我国的互联网+、两化融合等概念接踵袭来的时候,我们头脑中的“工业互联网”还能剩下些什么,我们头脑中“工业互联网”的可辨识度有多大。

制造业的复兴

2008年,“雷曼事件”导致了席卷全球的金融危机,从此,各个国家不约而同地意识到了实体经济特别是制造业在国家经济中的支柱作用。美国、德国、日本、法国、韩国、印度等等,当然包括中国,都提出了自己国家制造业发展的思路及方向,其内容大致都是运用新一代信息技术与制造业相结合的转型升级。各个国家不同的制造业基础、制造业文化、制造业思维、制造业优势,决定了各个国家的制造业发展方向不可能完全一致。

由于制造业长期的历史积累,美国更关注创新和颠覆的作用,更注重对数据的分析。德国虽然有一支引以为傲的产业工人队伍,但德国人发展制造业的思维是更注重机器的作用,把所有积累下来的经验都固化到机器中,通过改进机器的功能来尽量减少生产中人的因素。日本则非常注重人的因素,把所有积累下来的经验都固化到工人中。顺便提一句,从历史、习惯和文化的角度看,中国与日本有更多的相似之处。

在过去的200年间,世界经历了数次创新创业浪潮,一些生命力强的企业学到了如何适应不断变化的环境。

第一波浪潮:工业革命。

经历了不同的阶段,以蒸汽机、内燃机、、铁路、电力等为标志。大型工业企业逐渐兴起,并通过规模化的生产显著降低了成本,利用层级结构的效率,并采用集中控制,高度资源密集,并对外部环境产生巨大影响。

第二波浪潮:互联网革命。

现在的互联网也是逐步由封闭的政府和私有网络转变为开放式的互联网。开放式的网络最显著的特点就是明确协议和标准,允许不同种类的不同机器相互连接、相互交流。在现代社会中,人类将网络的开放性和灵活性发挥的玲离尽致。

互联网革命的特点

互联网是知识和信息密集型而非资源密集型,互连、计算、交流建立在网络的搭建、网络的结构以及分布式智能的基础上。在这种模式下,集中化内部创新的旧模式逐步让位于开放式创新的新模式,比如最近国家大力提倡的协同创新模式。

美国提出工业互联网

工业互联网是以美国人惯有的颠覆式创新思维,在美国目前制造业现状的基础上,提出的延伸至全生命周期服务,提高制造业各个环节效率,力图创造制造业新模式的尝试。这种尝试是受到GE在航空发动机服务中的启发而提出的。美国通用电气公司称之为:“打破智慧与机器的边界”,也有学者称之为“第二次机器革命”。

在接下来的岁月里,工业互联网有望像工业革命和互联网革命一样再次深刻改变我们的生产和生活面貌,装有传感器的机器互连以及检测、分析、预测软件能很好的解决存在的提高效率、减少能耗、减低污染、杜绝隐患等等问题。

工业互联网汇集了工业革命和互联网革命的进步:将无数先进的机器、设备、设施与新一代信息与通信技术结合形成了如下三大重要元素,缺一不可:

智能机器

将设备、设施、机器与先进的传感器、控制装置、软件应用程序相连接。

高级分析

收集到数据之后的分析、处理,预测,最重要的是现实挖掘,包括对历史数据和实时数据的挖掘。

与机器相连的人

无论何时何地都能与机器相连接的人。这种人不但要懂得工程技术,而且更要懂得数据科学,所谓数字—机械工程师。

在这三大要素的基础上,我们可以这样理解工业互联网:

随着射频识别、新型传感器的发明,将传感器和其他先进仪器嵌入各种机器,越来越多的物理世界能被映射到平行的数据世界,甚至数据也可以很智能,知道抵达哪些用户,并且随着检测设备、传感器的成本越来越低,越来越多的实时和历史数据正在被收集,在此基础上,基于数据挖掘、机器学习等分析流程让人们在全新的高度、全新的维度了解系统的运行情况。

由以上三大重要的元素相互组合、相互配合、相互融合,形成工业互联网。工业互联网作为一个活的有机体,有以下三个部分构成:智能设备、智能系统、智能决策。

智能设备

为工业设备提供数字仪表是第一步。仪表的成本大幅度下降,微处理芯片的计算能力使得利用数字智能增强机器成为可能,大数据技术使得人们具备了理解机器产生的海量数据的能力。

利用智能设备产生数据是工业互联网的一个重要功能。其实工业互联网可以看做是数据、硬件、软件、智能的流通和互动,数据的反馈可以让机器学习,表现的更智能。其中还有一个很关键的问题是如何确定一部分敏感数据保存在本地,另外的数据则远程传输,实现可视化、可分析、可增强、可提供决策者使用。

智能系统

主要包括网络优化、维护优化、系统恢复、学习这几个。网络优化主要是指互连机器的协调,以便提高整体的运营效率,运用到交通之中则可以优化车辆行进路线。维护优化中预测性维修是一种非常不错的选择。还有就是运用将组件、机器、零件整合起来的观点,可以检测这些设备的运行状态。系统恢复有助于系统在重大故障之后更快更高效的恢复,还有就是在故障发生时及时隔离,及时杜绝连锁反应。学习就是让单个机器运行情况汇集到一个系统中,让机器群作为一个整体进行学习,当然,如果这个系统可扩展,随着学习,系统会越来越智能。

智能决策

这是工业互联网的最根本目的所在。如果前面的几个部分做的再花哨,而不能达到智能决策的目的,毫无疑问这个系统是失败的。当然,对现在来说这是工业互联网的长期愿景。

据美国通用电气估计,即使工业互联网让效率提高1%,其带来的收益也是巨大的,摘录几个数字来说明。仅仅在商用航空领域,未来15年,节约1%的燃料就意味着节约300亿美元的成本。全球所有天然气火力发电厂的效率提高1%,就意味着节约价值660亿美元的燃料。如果应用工业互联网,全球医疗效率提高1%,就意味着节约630亿美元的医疗成本。全球铁路货运效率提高1%,就意味着可以节约270亿美元的燃料。

美国位于工业互联网发展的前沿,但是对于新兴国家来说,这是一次重要的弯道超车的机会,尽快的采用工业互联网技术会起到一个强劲助推器的作用,可能有机会避免发达国家所经历的某些发展阶段,特别是粗放式的发展阶段。这是一个很好的可以快速缩短发达国家与发展中国家的机遇。话虽这么说,但是具体到每一个企业,必须具体情况具体分析。

小结

借用德国工业4.0的语言,中国的制造业属于1.0、2.0、少量3.0并存的状态,很多的企业“四基”没有解决好,产品的质量不过硬、不稳定。如果盲目发展工业互联网,收效不一定好。

工业互联网是一个“好上加好,锦上添花”的举措,是已经具备较过硬的制造基础之后的再一次组织、结构和模式的提升,有一些基础打得比较好的企业可以尝试一下。如果企业本身制造基础较弱,还想做工业互联网、两化融合等,可以说是本末倒置,舍本逐末。中国有句古话:磨刀不误砍柴工。企业不妨先把基本功练好。

———且待下回分解———


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