面向未来的竞争

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中国数字孪生体步入日本30年前类似困境

      近期,美国审计总署(GAO)发布年度《武器系统年度评估》报告,这是第22次发布该报告。该报告具有重要意义,它展现了美国正在加速推进数字孪生体和数字线程先进技术,中国步入日本30年前类似困境,与美国的差距加大了。

      在第四次工业革命时期,中美两国处于竞争状态,两国纷纷瞄准先进技术,力求先人一步获得突破,并把它们产业化。

      虽然大国竞争的领域非常多,涉及的技术种类纷繁芜杂,但针对工业领域的先进技术是竞争之关键,它们是经济持续增长的基本条件,也是国家财富的根本来源。

      工业4.0研究院分析显示,中美两国对于未来工业的发展,有不同的认识和实践。

      为了推进未来工业的发展,中美两国对任何可能提升竞争力的先进技术都来者不拒,近10年尝试了信息物理系统(CPS)、智能制造、工业互联网、数字孪生体和AI等新型概念和技术。

      在近10年的发展初期,两国的节奏基本同频,中国虚心借鉴美国提出的信息物理系统、工业互联网和数字孪生体等概念体系,保持跟美国类似的发展速度。但是,随着美国担心霸权地位的丧失,开始有意识采取“差异化”措施,中美在未来工业上的选择渐行渐远。

      对于信息物理系统和工业互联网两种技术,在此不做评价,仅对数字孪生体的情况跟30年前日本推进智能制造做一个对比。

      20世纪80年代,日美两国在未来工业的发展上处于激烈的竞争关系,日本为了“维持”其领先地位,启动了著名的“智能制造系统”(IMS,Intelligent Manufacturing Systems)项目,但美国选择了“数字制造”(Digital Manufacturing)作为突破点。

      目前我国跟美国分别聚焦智能制造/工业互联网和数字工程(数字孪生体),跟30年前的日美选择有异曲同工之处。

      美国深知自己的优势在于理论研究和颠覆性创新,在选择技术路径的时候,更擅长试错和纠偏,日本通产省的资源控制能力强,产业政策容易落地,但一旦有问题,那么就会带来广泛系统的后果,使得其丧失数十年的机会。

      事实也是如此,日本在智能制造上的努力并不成功,它在2005年就黯然退出了自己打造的智能制造系统国际组织。

      美国在理论研究上的竞争机制,避免了少数专家的话语权决定了技术选择和产业发展方向,当日本当时忙于豪赌智能制造的时候,它悄然组织了美国空军、波音公司和一批CAD软件公司,确定了数字制造的标准体系,加速推进了数字工业的发展。

      当前的情况类似,中国不断加强网络信息技术的发展,但对于跨硬件和软件的数字孪生体技术认识不深,探索不足,导致数字孪生体产业发展非常缓慢,甚至有停滞的趋势。

      中国数字孪生体技术的应用,大部分是通过智慧城市来呈现的,工业领域的数字孪生体应用,大都被德国企业牵引到信息物理系统领域,加上国内部分仿真软件企业的鼓噪,数字孪生体产业并未形成。

      对于中美在工业上的竞争,美国如法炮制,由美国空军支持对象管理集团,发起了美国数字孪生体联盟,通用电气、洛马公司、诺格公司以及MITRE等公司,纷纷参与到美国空军主导的数字孪生体技术生态,持续推进相关应用,形成了类似30年前CAD技术产业体系的格局。

      中国虽然在数字孪生体领域的发力比较早,工业4.0研究院早于美国空军7个月发起了全球第一家数字孪生体联盟,但由于大量产业资源被大型企业把控,这使得中国并未出现具有颠覆性创新意义的数字孪生体应用。

      大量企业纷纷依附政府或大型企业,尽情“消费”数字孪生体这个概念,最终让人人看到这个概念纷纷唯恐避之不及。

      现在,美国审计总署发布的报告出现了越来越多的数字孪生体,不知是否会改变国内主管部门和行业人士对数字孪生体的认识,让具有颠覆性创新的中小企业成为中国数字孪生体的生力军?

 

作者:胡权,工业4.0研究院院长、数字孪生体联盟理事长

 

数字孪生体行业进入“出清”阶段

      作为第四次工业革命的通用目的技术,数字孪生体(Digital Twin)具有广泛的应用,经过10年时间的发展,我国数字孪生体产业呈现“出清”的状态。

      “出清”是一个经济学术语,它是供求均衡的方式。

      对于一个发展中的市场来讲,通常会经历概念炒作的阶段,人们为了抓住这个机会,往往会利用各种手段包装传统技术或产品,力图淘到第一桶金。

      数字孪生体是一个全新的技术和市场,但是,由于该技术跟仿真、连接和大数据等传统领域有关,蜂拥而至该领域有三类企业,即仿真派、连接派和数据派。

      为了从渴望引入数字孪生体技术的客户获得项目,这三类企业努力包装已有产品或解决方案。工业4.0研究院分析显示,仅仅在2020年,市场上就出现了数百家数字孪生体供应商,加入数字孪生体联盟(DTC,Digital Twin Consortium)就有一百多家。

      但是,市场上的数字孪生体项目数量比较少,根本支撑不了这么多的供应商正常运行,这意味着该行业存在一定程度的过剩。

      为什么数字孪生体产业未成长起来,就出现了过剩呢?

      笔者在《数字孪生体:第四次工业革命的通用目的技术》一书中写道,数字孪生体是一种颠覆性技术,它是物理世界和数字空间交互的技术体系,可视化或小范围使用是最简单的场景,其核心价值主要体现在深度交互和复杂体系。

      过去多年期间,中国数字孪生体的市场以智慧城市为主,初步估计80%的数字孪生体企业参与了数字孪生城市建设,竞争较为充分的工业领域反而没有多少供应商。

      美国数字孪生体的主要市场是国防领域,美国空军为主的客户群体,已经广泛引入数字孪生体和数字线程,大规模推进数字孪生靶场、数字孪生装备和数字孪生站战场等应用,达到了“无数字孪生体不欢”的地步。

      我国国防市场曾经对数字孪生体技术非常感兴趣,大量军工企业提供了不少包装后的解决方案,结果导致客户不信任该技术,甚至有行业专家表示,“这个新名词早就被大家扒透了,申报项目时应列进‘警戒线’。”

      一些公众号发布文章,开始对数字孪生体项目说三道四,有的对数字孪生体行业是否存在都持怀疑态度,例如,有公众号以“英伟达Earth-2撕开了国内数字孪生的遮羞布”为题,吸引了不少行业人士关注。

      美国不少知名企业是数字数字孪生体的拥趸,例如英伟达、亚马逊、微软、洛马、诺格等,更别说DARPA和美国空军10多年前率先提出了数字孪生体的概念,并推动其逐步成熟发展。

      国内缺乏这样的环境,由于客户群体认知能力较弱,以及采购流程限制,往往选择大型企业提供解决方案,这样做的结果是,数字孪生体市场畸形发展,最终反噬大量的数字孪生体供应商。

      在这样的背景下,数字孪生体产业处于劣币驱逐良币的状态,只能寄希望时间换空间,让一些不具备创新能力的企业出清。

      我们不知道的是,这个出清过程到底要经历多久,会不会时间太长,导致我国数字孪生体产业大幅落后美国的发展,从而对我国未来产业是一种巨大的打击?

 

作者:胡权,工业4.0研究院院长、数字孪生体联盟理事长

 

洪堡大学胡柯到访工业4.0研究院交流数字标准趋势

      2024年5月28日,德国柏林洪堡大学胡柯(Daniel Fuchs)到访工业4.0研究院,交流数字技术标准化发展趋势,探讨中国、德国和美国等在新一代数字技术发展以及标准化的情况,并围绕数字孪生体技术标准的发展为例做了深入沟通。

      工业4.0研究院院长胡权主持了交流活动,原中国标准化研究院副总工程师王平、中航工业夏明、安世亚太丁杰和华控智加周泽平等人参加了活动。

      作为德国知名的发展经济学家,来自曾经产出数十位诺贝尔奖的洪堡大学的胡柯副教授长期关注先进技术发展趋势,围绕中国技术标准发展趋势,撰写了诸多影响较大的文章,引起了学界和产业人士的广泛关注,并获得了世界知名的“阿尔比奖”(Albie Award)。

中德数字标准化发展对话

      其中,比较知名的有《实践的扩散:中德技术标准化伙伴关系的奇事》(Diffusion of Practice: The Curious Case of the Sino-German Technical Standardization Partnership),以及今年4月发布的《中国双管齐下参与全球技术标准化的实践扩散》(Practice diffusion in China’s two-pronged engagement in global technical standardization)等。

      在美国遏制战略的指引下,美国在数字技术标准上开始趋于保守,采取了类似上个世纪遏制日本的技术标准化战略,这一点在美国商务部下属国家标准与技术研究院(NIST)编写的《STEP:伟大体验》报告中做了详细描述。

      亲身经历过STEP标准化过程的王平对此做了补充介绍,很好印证了美国当前采取另起炉灶的标准化推进策略的趋势。

      胡权介绍了美国在数字孪生体、人工智能和数据科学等新一代数字技术领域的举措,重点分析了美国在数字孪生体标准化方面的举措,并介绍了我国数字孪生体联盟(DTC,Digital Twin Consortium)在此过程中的一些做法。

      工业4.0研究院早在2019年就发起了全球第一家数字孪生体联盟;7个月之后,在美国空军支持,美国对象管理集团(OMG)发起了美国版的数字孪生体联盟;1年之后,德国几个协会联合发起了德国工业数字孪生体协会(IDTA)。

      为了推进数字孪生体的发展,标准化是难以逾越的部分。

      美国采取类似STEP初期屏蔽日本的做法,为数字孪生体产业发展建立了“小院高墙”,这个做法甚至比40年前更为极端,欧洲的合作盟友也未纳入到美国这个“小院高墙”中,企图以此来避免数字孪生体相关的“技术扩散”。

      对于数字孪生体标准化工作,美国并未积极参与国际标准组织(例如ISO、ITU和IEC等)发起的工作组,而是依托美国自身的标准化组织(例如IEEE)等,形成了一个独立的小圈子,企图借此“垄断”全球的数字孪生体技术和产业。

      在工业4.0研究院牵头发起的数字孪生体联盟中,已经拥有了300多家合作伙伴,利用开源项目和其他颠覆性创新方法,初步建立了具有包容度的数字孪生体技术生态,形成了独具特色的数字技术标准发展模式。

      最后,胡权给到访的胡柯赠送了《数字孪生体:第四次工业革命的通用目的技术》一书。

 

活动 | 数字标准:中德美的思路与实践

      在第四次工业革命时期,数字技术的创新决定了经济发展的动力,并重塑全球经济产业的格局。数字技术的标准化作为技术生态的关键要素,成为各个工业强国和大国参与竞争重点关注的领域之一。

      德国和中国在技术标准化领域有较多协作,特别是工业4.0相关领域,这些合作关系体现在联合标准化提案中。但是,对于一些正在演变的数字技术,中德两国都难以跟美国的领先地位相比,例如,人工智能、数字孪生体、数据科学等新型数字技术领域。

      工业4.0研究院作为第四次工业革命的独立研究机构,计划跟来访的德国柏林洪堡大学助理教授胡柯(Daniel Fuchs)做一次面对面的座谈,围绕数字中德美三国在数字技术标准上的思路和实践进行交流。

      主题:数字标准:中德美的思路与实践

      地点:工业4.0研究院对外交流中心(北京海淀区光耀东方广场)

      时间:2024年5月28日下午14:30-16:30

      语言:中文和英文

      报名:010-63977177

王女士,微信:wangmfbj

      对话嘉宾情况:

胡柯(Daniel Fuchs)

      胡柯博士介绍:

      柏林洪堡大学亚洲和非洲研究所的助理教授。在维也纳和天津完成政治学和中国研究的本科和研究生课程后,胡柯先生在维也纳大学担任研究助理,在东亚研究系和政治学系任教。他还担任北京大学“欧洲汉语语言和文化项目”的董事总经理和讲师。在柏林大学担任教师之前,他曾在伦敦大学东方和非洲研究学院(SOAS)发展研究系以及哥廷根大学社会学系/现代东亚研究中心工作。

      胡柯先生拥有伦敦大学SOAS的发展研究博士学位。根据在成都和重庆14个月的实地工作,他研究了工业搬迁到中国西南部的相关国家反应。最近,他共同编辑了《与中国一起思考未来》(2023年)、《公正的世界经济秩序?》和《新国际经济秩序和南北关系的未来》(2024年)等著作,并在《新政治经济》杂志上发表了关于中国参与国际技术标准化的文章。

      2020年,他和合著者Sarah Eaton获得了“阿尔比奖”(Albie Award),以表彰他们分析中德技术标准化伙伴关系的年度全球政治经济学最佳作品。

      工业4.0研究院代表:

      胡权,工业4.0研究院院长兼首席经济学家

      数字孪生体联盟理事长,国家发改委数字经济新型基础设施课题数字孪生体工作组组长,工信部工业领域评标评审专家库专家,CPHS 2020数字孪生体产业应用论坛主席。参与了中国制造2025、工业互联网、智能制造、数字经济、数字孪生体和“十四五”规划等相关政策文件编制和建议。目前关注数字孪生体、人工智能和数据科学等新一代数字技术的发展,针对第四次工业革命提出了新型通用目的技术(GPT,General-Purpose Technologies)的判断。

      著作有《数字孪生体:第四次工业革命的通用目的技术》。

      其他嘉宾包括来自中国标准化研究院等单位的专家。

 

数字孪生地球平台近期设立“地质大模型”工作组

      作为工业4.0研究院与山东省地质调查院及中国地质学会地下空间创新基地等发起数字孪生地球开放平台的核心项目,“地质大模型”(Geological LLM)工作组近期宣告成立。

      地质大模型定位于探索先进的AI/ML、数字孪生地质和数据科学等融合应用,为地质行业的创新发展提供一个试验场。

      基于中国地质学会地下空间创新基地已有大量数据和设施,工业4.0研究院与多家单位协作,已经开展了部分工作。

地质大模型

      秉承开放包容的理念,地质大模型将利用大模型开源项目,紧紧围绕地质行业的痛点和难点,尽快释放以大模型为代表的人工智能潜力。

      当前,地质大模型工作组主要完成以下任务:

      * 学习了解大模型和数字孪生体在地球科学相关领域的研究及应用情况,形成一份行业应用状态的分析报告。

      * 遴选开源地质大模型项目,组建开发团队做探索性研发。

      * 地质大模型相关研究及开发成果,将作为《数字孪生地球》一书的内容。

      为了让更多行业人士参与,数字孪生地球开放平台设立一个微信群,邀请有兴趣的人员加入,共同探讨数字孪生地球相关话题,其中,地质大模型项目为当前重点议题。

      如果对该主题有兴趣,可以联系零点壹(微信:punkt1)获得帮助。

      数字孪生地球开放平台相关信息,将通过“数字孪生地球”公众号发布,欢迎各界人士关注了解。