行业发展动态
美国“再工业化”浪潮:“美国制造”的变革之道
发布时间:2016-08-24 19:34:55 | 浏览次数:

      “我们做的电子车牌内置6个传感器,还可以嵌入各种汽车应用,实现汽车登记注册、交费、远程追踪服务等功能。”在旧金山知名孵化器Runway,Mike Jordan手握一个闪着亮丽电子图案的长方体匣子,那便是其研发的通过联网、数据收集分析提供多种汽车服务的电子车牌。

      Mike的团队办公间位于Runway那条象征梦想起航的跑道尽头。在这条跑道两边的格子间里,数据管理红酒供应、燃料电池智能服务方案等工业互联网相关创客比比皆是,未来的工业变革场景呼之欲出。

      在孵化器、创客这些产业基层单位以外,美国大企业更是已经将工业互联网作为提振制造业、推进美国再工业化潮流的颠覆式战略。通用电气(GE)的Predix、IBM的沃森平台、英特尔的云计算……美国巨头凭借着各自的工业互联网“代表作”,不断打破物理生产与智慧信息的边界。

      以信息化、自动化为特征的智能制造革命,同样席卷了包括佛山在内的珠三角地区。中国的制造业样本城市佛山,可以从美国工业互联网的发展中收获什么启示?作为工业互联网发源地,美国如何依靠强大的软件和数据分析能力实现虚拟世界与物理生产的交互,这种交互引发的智能化变革究竟颠覆了美国传统工业的什么?南方日报跨国调研组专程奔赴美国,揭开工业互联网革命浪潮下的美国再工业化真相。

颠覆之力

信息技术覆盖生产全周期

      2012年GE发布的报告《工业互联网——打破智慧与机器的边界》认为,我们正处于一个智慧与机器相遇的时代,随着两者的融合加深,人、机器和数据之间的无缝协作也将在可以预见的未来成为现实。

4年前GE关于虚拟技术与物理世界融合的预言,如今在美国已部分得到印证。位于西雅图的波音埃弗雷特工厂,拥有能装下整座迪士尼乐园的庞大空间。厂房内,8架波音747飞机正在同时进行装配工作,随处可见各种类型的飞机零部件。然而一切乱中有序:每个零部件都有电子标签,管理员逐一扫描,便可追踪任何一架747飞机数百万零部件的去向——信息技术实现了对机械零部件的管理。

      波音工厂接待员介绍,波音飞机上装有几千个传感器。这些传感器收集的数据参数,以及在此基础上的综合性建模,可作用于实际生产,指导装配、维修等工作。

      波音飞机的组装主要还是由人完成,但偌大的车间却并非如想象中那般人头涌动。巨大机翼和机身覆盖下的工人正拿着工具进行装配工作,这看似普通,其实内有乾坤。波音737和波音787的装配流程应用了多项智能技术,比如制孔和安装工具已配备了传感器,可以监测用户身份验证、设置信息、校准状态。

      虚拟技术将打造一个全然不同的自动化、智慧型生产系统。在波音工厂,调研组了解到,未来传感器将嵌入在紧固件连接的工具中,指导装配工人作业,实现装配工作指令在机翼或机身上的直接投射。同时,投射到飞机上的激光图像会自动告诉工人零件的准确定位点或边界。

      除了装配,虚拟技术正尝试覆盖物理产品更长的全生命周期。以设计为例,在波音设计部,飞机设计早已从图纸过渡到了计算机建模。一块块电脑屏幕呈现的虚拟空间里,进行着设计、测试、改进等工作。计算机勾勒的可视化飞机原型可反复改进,最终在物理世界中原样实现。

      “工业互联网覆盖的是工业制造企业的整个生态链,从产品的概念、设计、制造、生产,生产出来以后到供应链、物流管理乃至流向市场。”GE大中华区总裁兼首席执行官段小樱表示。

      作为工业互联网概念的提出者,GE更是通过打造智能工厂,践行着传感器网络连接现实世界的变革。GE在纽约州建立了全球首家集成产业网的新型工厂。18万平方英尺的电池生产厂区内装有1万多个传感器,它们通过联网进行数据传输,可检测电池温度、生产车间的气压等。流水生产线外的管理人员手拿iPad,通过工厂的WiFi网络获取传感器发来的数据,监督生产过程。

正如GE报告所言,无论是智能设备、系统还是智慧工厂,工业互联网是信息化的虚拟世界对物理机器与生产的整合与渗透。

从“硬”到“软”

软件重构制造

      打开GE官网,其主页面下方的企业简介显示,通用电气(GE)是全球数字化工业公司,创造由软件定义的机器,集互联、响应和预测之智,致力变革传统工业。

      段小樱告诉调研组,工业互联网更贴近美国的优势,即在信息技术领域的积累。换而言之,美国的工业互联网力量始于软件,注重由软件向设备的渗透,这也是虚拟技术得以改造生产的根源。

      Predix平台就是一个例子。Predix是GE这一工业硬件企业基于工业互联网,为连接人、数据和机器而专门开发的全新软件平台。该平台目前已向第三方用户和软件商开放,协助开发者迅速开发适用于工业环境的软件应用。

      “预计到2020年,超过500亿元资产将联网。”段小樱介绍,Predix让GE、合作伙伴和开发人员能够为航空、能源、医疗和运输等高度管制的行业更轻松地构建和部署服务。

      这意味着,随着硬件产品与机器设备愈发的同质化,产品的差异化往往由附加软件决定。不少以硬件见长的企业也开始向软件业务拓展。

      美国老牌硬件企业惠普就是其中之一。在位于硅谷的惠普办公大楼里,信息化业务负责人周玲将惠普从“硬”到“软”的转型向调研组从容道来:“我们如今的业务包含硬件、软件等服务。惠普为波音等企业提供精益生产的一套软硬件系统,保证所有货物实现‘何时何地都不断货’的智能配送。”她还介绍,从2008年到2013年惠普大概购买了50家软件公司。

      软件带来的附加值让工业产品呈现出服务化和个性化趋势,制造企业开始向服务供应商转变。比如,波音这家传统制造商正向制造集成商转型。波音747飞机的450万个零部件,来自近10个国家, 由1000多家大企业、15000多家小企业共同生产。波音邀请供应商和客户参与飞机的整个研制过程,也为航空公司提供技术支持。发动机生产商GE则面向春秋航空、同济医院等客户,提供大数据解决方案、设备故障预警和远程维修服务。

      “中国的传统企业也应借助工业互联网改变商业模式,从生产型企业转变为智能数据服务企业。如此,国内企业才能在国际舞台占有一席之地。”思科物联网平台部门技术领导邹俊说。

      软件定义设备的另一个走向是产品个性化,尤其是在3D打印等技术手段的支持下。“美国3D打印90%的市场在工业领域。由于是增材制造,以后越个性化、越复杂的产品,越适合用3D打印技术。”在邻近硅谷的南加州大学,张靖博士的3D打印机创业项目已初步取得融资意向,其产品设备专为中小企业供应,希望弥补3D打印软件方面的缺失,并开放材料平台。

转型痛点

海量数据如何实时分析

      “工业互联网的核心是数据,而物联网产生的数据非常庞大,GE的飞机发动机一趟飞行旅程就能产生1TB的数据。因此实时数据分析是工业互联网的技术难点,也是硅谷当前技术开发和投资的热点。”邹俊点出了工业互联网完成颠覆变革的痛点所在。

      位于加州山景城的谷歌总部园区,开阔而多彩的建筑尽收眼底,许多大数据工程师出入于其中,王兴(化名)就是其中之一。“谷歌从诞生起,自我定位就不是一家搜索引擎公司,而是大数据企业。”他告诉调研组。

      据王兴介绍,前段时间大热的击败韩国棋手的AlphaGo人工智能机器人,核心技术之一也是大数据分析与机器学习。“谷歌把历史上比较有名的棋谱都输入电脑,起码有三五十万份,辅以几千台计算机的计算分析。它还可以不断更新知识,在平时的每一场练习中将击败自己的棋法输入电脑,不断累积。”

      除了大企业,中小企业和初创企业也尝试在大数据领域练就独门绝技。硅谷知名投资人、Runway创始人Allan Young最近投资的一家大数据企业估值已达200亿美元。“该企业在医疗、金融等多个领域提供大数据服务,其优势是能处理信号、网络数据等非结构化数据。”Allan Young还认为,下阶段工业互联网的爆发领域将在潜伏着大量数据的医疗领域。

      如何甄别、分析、挖掘有价值的和非结构的数据,不仅对美国,对中国更是一大挑战。“佛山等珠三角城市正在进行产业升级,特别需要培养大数据的使用意识,与全球产业新趋势接轨。”硅谷投资人Bill Keating说。

      持同样观点的还有段小樱。“工业互联网希望为中国企业带来数据思维的转变。”她说。而根据GE的全球调查,有73%的企业已经将其20%以上的技术总预算投资在大数据分析上。

      除了大数据,如何在跨企业间建立标准成为工业互联网的另一大痛点。2014年,以GE、AT&T、思科、IBM、英特尔等5家公司为龙头的工业互联网联盟在波士顿成立,就是美国企业打破壁垒、用智能化和连接来疏通能源、医疗、交通和制造等各个行业技术阻碍的探索。

      “英特尔做传感器芯片,思科做网络传输路由设施,GE提供机器需求,大家各施所长,共建一个生态圈”。《浪潮之巅》作者、腾讯前副总裁吴军表示。

      而对于当下中国企业来说,积极跻身标准制定行列显得尤为必要。不过,“标准的制定还要考虑落地的问题。”段小樱以中国高端传感器、智能仪器仪表、高档数控系统、工业应用软件等市场份额不到5%为例,认为中国可先加强智能化基础工业体系建立。

      她同时表示,像佛山这样基础比较好的城市,可以站在巨人的肩膀上进行本土化的工业互联网改造。

■对话

GE大中华区总裁与思科物联网技术领导:

四种角色充分互动

组成联盟推动变革

      当下,全球涌动着多股智能制造变革潮流,美国工业互联网却凭借其软件与服务优势,占据着变革高地。工业互联网会为中国带来怎样的变化?一直在推行产业转型升级的制造业大市佛山又该如何补齐技术、企业标准等短板,更好迎接工业互联网?南方日报跨国调研组独家专访GE大中华区总裁段小樱和思科物联网技术领导邹俊,探讨工业互联网在中国的落地前景。

工业互联网让风机彼此“交谈”

      南方日报:工业互联网是第四次工业革命的产物,具体来说,其落地中国会给整个产业经济带来什么实际变化?

      段小樱:在应用方面,GE目前的主要着眼点有航空、发电、电厂、医疗。以能源为例,中国制造2025要解决的问题就是业务核心能力的提升和能耗的降低,而工业互联网解决方案恰好展现出提高能源效率的能力。它可以让飞机和机车的燃料消耗量大幅减少,提高天然气和可再生能源的效率,帮助中国降低污染,同时保证经济发展的效率。

      GE开发的风机数字解决方案,可以让风电场的风机彼此“交谈”,并且在风向变化的时候以“协调一致”的方式进行自动调整。像团队一样工作的风机可以大幅提升风电场的年发电量。这些解决方案可以提升可再生能源,为满足中国能源需求方面作出积极贡献。

      邹俊:中国的制造业可以借助工业互联网从大规模制造转向制造的个性化和智能化。而个性化和智能化的基础和核心在于数据。数据的采集、存储、分析,可以获得信息,创造知识,产生智能。

      以智能水杯为例。一杯饮料,消费者何时喝、喝的频率、喝多少,这些数据都是有市场价值的。佛山若能做一款收集以上信息的水杯,饮料生产和销售企业、医疗机构等都会对这些数据有需求,并有望借此创造新业务和新价值,甚至从生产型企业转变成智能数据服务企业。在工业互联网领域,国内外几乎同时起步,国内的企业如果能抓住机会,便能够在国际舞台占有一席之地。

培育企业的物联网系统集成能力

      南方日报:包括佛山在内的很多中国城市都在推进工业互联网发展,但标准问题、技术瓶颈等成了众所周知的难题。你认为这些问题该如何解决?

      段小樱:无论是珠三角的企业还是中国其它地区的企业,首先要面对的是标准化缺失这一大难题。我知道中国也在建工业互联网联盟,这是解决途径之一。

      我认为,中国工业互联网产业联盟应该由四种类型的参与者组成,第一,政府机关;第二,政府所授权委托的专业研究机构,他们更接近于智囊团;第三,国际公司,带有先进视野和成功案例的公司,如GE;第四,本土企业的代表。这四种角色的充分互动,能保证联盟的公信力和其在中国市场的覆盖,并推动标准先行。

      邹俊:借助工业互联网实现智能制造,需要智能终端,数据传输,云计算和数据分析等多个技术。现有传统企业突破这些技术瓶颈,基本有三个途径。

      首先是自主开发和生产智能产品,这是对于技术积累和人才储备较好的企业而言。此外,传统企业可通过与国内外的物联网技术企业合作,利用合作伙伴的技术开发和提升自己的产品和竞争力,并依赖在自身领域的技术和市场积累,在市场竞争中占据有利的地位。这就需要企业能有很强的在物联网领域的系统集成能力

      最后,如果企业没有物联网的系统集成能力,可以和物联网的系统集成技术公司共同开发产品,利用其集成技术能力,很快地实现产品智能化。

 
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