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开源工业互联网引领中国制造高质量发展

作者:胡权,工业4.0研究院院长,来源:中国日报,时间:2019年2月25日

这篇文章写在开源工业互联网联盟(Openii Consortium)成立2个月之际,发布在《中国日报》,通过对中国制造高质量发展所面临挑战的分析,提出了通过开源工业互联网降低装备成本,切实帮助中小企业往高质量转型升级,打造开源工业互联网创新生态的思路。

工业4.0研究院胡权院长在会上发言

胡权院长在中国工业互联网研究院研讨会发言

      随着第四次工业革命的到来,工业互联网作为工业与互联网融合的新形态,成为了行业人士寄予厚望的领域。然而,通用电气推进工业互联网遇到挫折以及国内工业互联网平台难以解决制造企业痛点等问题的出现,促使人们开始反思工业互联网的实际意义。

      国内在谈到工业互联网的时候,通常以“互联网+先进制造业”的方式提及,同时也比较强调工业互联网平台的价值,但制造企业的实际困难较为复杂,目前还需要更加创新的思路来推进。

       工业4.0研究院在2018年12月25日发起了开源工业互联网联盟(Openii Consortium),希望通过开放和包容的理念,利用开源工业互联网的方式帮助中国制造企业转型升级成功。

       制造企业高质量发展需要什么?

       按照经济合作与发展组织(OECD,Organization for Economic Co-operation and Development)的划分,产业被划分为低技术、中技术和高技术行业,如果以工业增加值来看,中高技术行业的工业增加值要高于低技术行业。

       我们理解的先进制造业,可以定义为中高技术行业,当然,随着新一代信息技术的应用,一些看似低技术的行业,也会变成中技术或高技术行业。

       在此基础上,制造企业高质量发展的含义就清楚了,那就是充分利用新型技术,提高自身可以获得工业增加值。通常我们认为中国制造企业参与全球专业化分工中处于低端,做的大部分是OEM或ODM的工作,而欧美一些企业主要做高附加值的设计和品牌运营工作。

       不过,为什么中国制造企业没有快速实现高质量发展呢?

       与消费互联网等虚拟经济不同,只要跟实体经济结合的任何产业,都会面临物理世界的成本问题。对于希望转型升级的任何制造企业来讲,它首先要回答技术改造的资金来自哪里的问题。

       有一些专家认为,既然转型升级有机会获得更高的收入,那么这个投入问题也不会是问题,但是,不少企业家的实践证明,这样的想法简化了实际生产运行的困难,且不说真正做了升级改造之后能否收回成本,即便考虑全球市场的激烈竞争,高投入的制造也有很大风险。

       换句话讲,任何转型升级或者高质量发展,都是需要考虑经济成本的,否则就变成一个不可行的商业模式。

       因此,制造企业高质量发展需要的是全面的解决方案,既需要较低成本的装备解决方案,还需要具有差异化的竞争战略,当然,不可或缺的少不了精益化的管理和其他专业能力。

       低成本的开源工业互联网方案

       在我国过去40年的改革开放过程中,通过应用第三次工业革命的自动化和数字化方案,已经让我国装备解决方案达到了较高的水平,但由于我国一直以来的经营策略是低成本优势,目前要转向高质量发展,也需要低成本的装备解决方案。

       传统的装备解决方案大都是非标(非标准化)的,所需要的部件和人工服务都不可能缩减,而且几乎每一个客户都需要差不多的投入,这使得系统集成服务商想通过扩大规模降低成本难以实现,这就不能实现工业领域的规模经济。这种情况普遍存在,导致中国制造业转型升级一直没有广泛实现。

       据工业4.0研究院调研,对于大量的自动化企业来讲,它们普遍的需求是定制化的工控系统,虽然有专门的工控系统提供商,但由于自身专机(即非标设备)的需要,任何一个工控系统都需要二次开发,传统的工控系统提供商虽然提供了一定的接口,但仍然不能很好满足各种各样的需求。有一定规模的企业通常会委托研究机构为它们定制一套工控系统,可惜不是每家企业都有这样的资金实力。

       如果有一套提供源代码的工控系统,技术成熟度比较高,那么大量的中小制造企业就可以利用这套开源工业互联网系统来进行开发,这远比传统的二次开发效果好得多,它可以保证企业的自主性和低成本需求。

       虽然一些企业提及了工业互联网的开源应用,但囿于经济利益的述求,它们大部分没有达到笔者提出的开源工业互联网程度。早在2017年,笔者就明确提出了“开源工业互联网”的概念和体系,核心是完全基于开源软件和硬件构建工业互联网体系,其目的是为了降低成本和保证自主性。

       以传统的视角来看,开源工业互联网方案有点类似共性技术或基础设施,事实上,在2017年的时候,笔者写了《开源项目是人工智能的基础设施》一文,阐述了开源项目在新一代人工智能发展中的价值,延续当时的观点,开源工业互联网有可能成为中国制造企业转型升级的数字化基础设施。

       在低成本的开源工业互联网方案推动下,可以为中国大量的中小制造企业带来新的发展思路,也可以释放它们的创造力,带来新时代意义上的创新和创业浪潮。

       打造开源工业互联网创新生态

       对于制造企业来讲,利用开源工业互联网提供的源代码,可以大幅降低成本,但客观来讲,开源项目存继了几十年,工业领域的企业(特别是工业软件)已经应用开源软件有很多年了,但为什么现在来提开源工业互联网呢?

       在1998年美国兴起开源软件革命的时候,经历了互联网泡沫时期,但开源软件的发展并没有停止,在各方力量的帮助下,其发展速度反而是加速了。例如,美国DARPA和NSF纷纷要求接受其资助的企业应优先满足开源其成果的要求,大家众所周知的无人驾驶就是从DARPA支助的开源项目竞赛中发展起来的。

       2004年,我国成立了中国开源软件推进联盟(COPU,China OSS Promotion Union),这个时间相比O’Reilly 1999年发布《开源:来自开源革命的声音》宣告开源革命到来,也不算特别晚。

       到2006年,美国推进开源工作的专家合作撰写了《开源2.0:正在进行的演进》(Open Sources 2.0:The Continuing Evolution),宣告了开源革命已经结束,这意味着开源已经形成了一个较为成熟的产业。

       随着2016年工业互联网产业联盟的成立和2017年国务院发布了《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,中国开始加速进入了工业互联网时代。

       可是,在中国号称拥有几百个工业互联网平台或解决方案,却没有任何一家企业提供了开源级的工业互联网平台,反而是各家工业互联网平台喜闻乐见的称自己利用了Cloud Foundry或OpenShift等开源软件构建了平台。

       中国不到一年时间就出现了几百家工业互联网平台,应该归功于开源软件的功劳。如果没有IaaS、PaaS和SaaS的各种开源软件,这几百个工业互联网平台是无法出现的。

       然而,仅仅是利用这些开源软件,还不能促进我国工业互联网在全球领先,因为开源软件的创新节奏被开源软件的开发团队所控制,不管从哪个角度看,中国都需要拥有自己的开源软件,如果从整个行业来看,那就是需要拥有开源工业互联网创新生态。

       加速工业互联网的专业化分工

       佩蕾丝在《技术革命与金融资本》一书中论证了50年的技术革命周期,如果我们认为目前这次技术进步不仅仅是一次技术的改进,而把它看成一次技术革命,那么在最初的10年时间,通过新技术形成新的专业分工就会成为必然。

       换句话讲,把2015年作为这次技术革命的肇始,到2025年左右,这次技术革命的结构性力量就会形成,它的发展过程会具体体现为专业化分工。

       从全球的角度来看,这次技术革命的概念层出不穷,包括工业4.0、第四次工业革命、工业互联网、人工智能等,但不管是什么技术概念,总体来讲可以用智能化和网络化来描述,其发展主线是数字化,通过这些技术的应用,将打破传统的产业价值链,形成新的产业价值链或产业生态。

       以电动汽车为例,传统内燃机驱动的汽车产业价值链,由整车厂和一、二级供应商等构成,相关利益捆绑在一起,甚至于消费者也习惯了购买汽车,然后自己驾驶消费的模式。不过,随着电动汽车的成本大幅降低,无人驾驶和共享汽车也将融合在其中,这将形成一个完全不同的生态,这本质上讲就是新的专业化分工造成的。

       无论把工业互联网看成一个产业,还是把工业互联网的应用领域作为一个市场,它都会经历专业化分工这个过程。以更宽广的视角来看,这种专业化分工会伴随着产业的分工转化到经济和国家的分工结果中去。

       对于中国日益增长的经济来讲,既要利用工业互联网促进传统产业的转型升级,还要把握新一代技术产业的新机遇,争取利用这次机会占据更好的价值链环节,特别是彻底改变中国总体处于价值链低端的格局。

       笔者相信,开源工业互联网的开放和包容理念,符合时代的主旋律,可以促进中国制造转向创新发展,引领它们走向高质量发展的道路。

       总结

       在全球各国纷纷推出工业战略的背景下,制造业作为第四次工业革命最具颠覆性创新潜力的领域,既不放弃所谓低端产业利用新型数字化装备转型升级的机会,又集中资源主攻工业互联网和人工智能等知识密集领域,已经成为希望引领未来的任何一个国家不容放弃的目标。

       作为一个快速发展的发展中国家,中国制造有机会继续扮演重要角色,保持开放和包容的心态,基于我国庞大的市场,可以让不同的想法或实践存在,从而促进我国制造业呈现百花齐放百家争鸣的蓬勃发展之势,岂不快哉。

 

* 本文原文链接:

https://china.chinadaily.com.cn/a/201902/25/WS5c73a956a31010568bdcbcab.html

 

产业互联网的过去、现在与未来

本文是根据胡权院长在互联网经济学研究联盟主办的“产业互联网:开启数字经济下半场”研讨会演讲笔录整理而成,时间是2018年11月7日。

“产业互联网:开启数字经济下半场”研讨会演讲

      今天非常高兴,受互联网经济学研究联盟的邀请,跟行业内的专家共同探讨产业互联网方面的主题。就产业互联网这个概念来讲,比较具有中国特色,因为实际上,大家在翻译Industrial的时候,有的翻译成工业,有的翻译成产业,翻译成产业的大都跟产业关系比较大,例如产业经济学就会用这个概念。

      但是,我们也知道,美国GE提出了Industrial Internet,目前国内把这个概念翻译为工业互联网。因此,我们行业内出现了概念不太清晰的状况,实际应用的时候也有不少争议。

      对于以上提到的问题,根据工业4.0研究院的跟踪研究情况,跟大家做一个分享,主要从产业互联网的历史、现在与未来三个方面做一些介绍。

      首先,对于产业互联网,我们可以追溯到1968年。如果大家比较熟悉工业4.0就很清楚。按照工业4.0体系的划分,1968年是PLC产生的时间,PLC就是所谓Programmable Logic Controller,翻译为中文就是可编程逻辑控制器,这个时间点被认为是工业3.0产生的起点。

      随着PLC的推出,到1973年的时候,Joseph Harrington首次提出了计算机集成制造(CIM,Computer-Integrated Manufacturing)的概念。从记录来看,Harrington在1973年的时候只是提出了概念,到了1984年的时候,他才意识到这个概念还不错,于是就写了一本书,这本书的名称是Understanding the Manufacturing Process:Key to Successful CAD/CAM Implementation,它就是怎么来解释计算机如何应用到制造过程的,这进一步阐述了他自己提出的CIM概念。

      如果大家对国内发展CIMS比较熟悉,就知道我国早在上个世纪80年代就跟进CIMS概念了,包括在清华也成立了一个CIMS中心,大概时间是90年代的时候,根据国家863项目需要设立的。

      值得大家关注的是,在同一时间,美国仍然在继续探索一件事情,那就是计算机技术或者IT技术在工业领域的应用,到底怎么样,比较有代表性的报告是美国国家研究委员会在1988年的时候出版了A Research Agenda for CIM:Information Technology,也就是关于CIM的研究计划,这个报告大家可以找来看,因为时间原因不展开讲了。

      大家还需要了解一个事实,在上个世纪80年代,日本和美国产生了贸易战,美国认为日本只是学习美国发明的技术,而对人类社会并没有做什么贡献。为此,日本为了缓解当时的矛盾,1989年的时候提出了一个“智能制造系统”(IMS,Intelligent Manufacturing Systems)的国际研究计划,该计划的目的是为了构建一门新的智能制造学科,计划正式推行是1995年。

      有趣的是,在同一时间的美国,也就是刚才讲的美国国家研究委员会,它在1995年的时候仍然在继续推进IT在制造业的应用,并出了Information Technology for Manufacturing: A Research Agenda的报告。

      我们继续往后观察,到2000年左右,互联网就开始蓬勃发展了,这给美国经济带来了新的发展动力,因此也不太关注日本在做什么了,因为美国拥有了一个新的互联网产业,在座各位可能对这个产业都非常熟悉。

      关于前面提及日本发起的IMS,大概到2005年的时候,日本人就开始认为我们还研究这个干嘛,反正也搞不成了,开始日本国内有专家提议退出IMS,因为当时日本是把IMS定义为在制造业的人工智能的应用,雄心勃勃的想把人工智能直接引入到制造业里面来,以后不用人干活了,当时是想干这件事情。

      事实上,日本在2010年退出了IMS,但这个组织目前还存在,主要是欧盟在主持。目前比较活跃的机构是墨西哥,墨西哥国家比较小,但也想主导一个国际组织,所以在IMS里面非常活跃和积极。

      大家需要注意,在2007年左右的时间,美国的国家科学基金会(NSF,National Science Foundation)提出了CPS的概念,也就是信息物理系统。

      当时提出这个概念目的是什么呢?美国国家科学基金会表示,希望通过CPS的提出,为制造业创造一门信息技术在制造业应用的学科,他们打算花10-20年的时间把这个事情干成。

      事实也证明,大概在2016年的时候,NSF和国家研究委员会联合发布了《美国信息物理系统教育规划报告》。美国认为它花了10年的时间,已经基本建成了制造业的IT技术应用的整体学科框架,NSF虽然也在继续研究CPS,但剩下的大部分东西已经归到了NIST来做了,也就是美国商务部下属的标准化技术组织来做。

      接着我们进入了2010年之后,大家都比较清楚,在这些年期间发生了很多事情,包括2011年德国在当时的CPS研究计划里面,提出了CPS+制造业=工业4.0,并把它作为一个未来项目来做。在2012年的时候,美国也开始提出了工业互联网这么一些概念,日本也逐渐提出所谓的机器人革命和工业价值链计划, 2015年左右,我国也提出中国制造2025,把智能制造作为我们的主攻方向。

      这样,我们基本上看到了产业互联网的整个脉络,过去几十年期间,人类社会都在探索信息技术怎么在工业领域进行应用。这个时间周期几乎跟消费互联网的周期同步。

      不过,工业自身的发展周期决定了产业互联网不会像消费互联网一样,即便50多年的时间已经过去了,产业互联网仍然不成熟。

      我们来看一下为什么说产业互联网跟消费互联网发展速度不同。在座各位可能有的人是学技术的,这样就比较容易理解工业3.0的代表技术PLC。例如,电灯的开关,它是一个开关逻辑,开和关,在计算机里面就是0和1,在生产制造的现场也是一样,也需要这种控制逻辑,但生产制造现场的逻辑自然要比开关逻辑复杂得多。

      在PLC产生之前是什么东西来控制呢?继电器,这是用电气化的方式来控制,产生一种控制逻辑。如果生产现场控制逻辑复杂,那继电器就非常大。于是,生产制造就开始就出现了一种需求,既然计算机应用逐渐广泛,为什么我们不能用电子化的方式来控制呢?这个需求就是当时的通用汽车提出的。

      通用汽车提出,有没有公司可以提供一个小型的电子化的控制系统,可以让通用汽车生产线上的柔性化生产更容易一些,所谓柔性化生产就是让这些装备设备可以进行一定的调整,而不要大张旗鼓的重新部署生产线。

      PLC的好处在于,它一个图形的界面,可以拖拉一些东西,就可以把这个逻辑完成。人类社会在做工业领域的产业化应用都在追求一个事情——更简单,消费互联网的发展也是这种逻辑,例如做网页越来越简单,消费者互联网借此快速发展。

      其实产业互联网这个领域也有同样的逻辑,但是比较慢,因为工业领域的投资大,改造起来也比较复杂,PLC作为一个替代传统设备的逻辑控制方式,我们称之为通用目的技术,它很好的解决了这个问题,因此就开启了人类社会生产力提升新阶段。

      我们衡量工业领域的应用,通常是用生产力来衡量。新兴技术和应用能不能提高生产力,这是决定我们要不要引进技术的根本原因,而不是所谓的政府支持,这是很重要的经济规律和特征。

      PLC作为通用目的技术来应用,很快有大量的企业参与了,大家看到AB、GE这些都参与了,从而导致了PLC大规模生产,形成了规模效应,从而也大大降低了成本,反过来也加速了PLC在多个行业进行应用,当然,PLC还主要在离散行业应用比较广泛。

      由于IT技术在制造业的应用逐步深化,流程行业也开始大量使用数字化工具,它主要是DCS。流程行业传统的控制方式利用一个闭环电路来控制,如果是一个闭环,问题还不大,但如果控制的仪器、仪表太多了,就会比较复杂。后来大家发明了DCS,也就是分布式控制系统,基本原理跟消费互联网比较类似,大家容易理解。

      总的来说,工业革命或者技术革命,本身是由信息技术在这个行业的应用所推进的,特别是通用目的技术,通过一种基础的逻辑控制,或者数据的读取,或者闭环的控制,使得它在各个工业场景都可以应用,慢慢就把其中的行业生产力提升了。

      但是,工业互联网或者产业互联网在过去几十年的发展还是比较缓慢的,至少跟消费互联网相比是远远落后的。2012年左右的时候,GE做了一个统计,它统计在1996年到2005年期间,全球的生产力增长水平大概在3%左右,但是到了2010-2015年,全球的生产力增长水平大概在0.%这么一个水平了。

      这就意味着,全球生产力平均水平几乎没有什么增长了。为什么会出现这样的状况呢?其实是因为先进技术已经比较成熟,已经无法从先进技术中榨取生产力了。

      既然产业互联网发展缓慢,相关研究也没有成熟,目前,产业互联网是没有形成严格的范式。按照库恩在《科学革命的结构》中所说,一方面产业互联网缺乏范式所需要的基本概念和体系,没有奠定基本的理论基础,这样导致研究并不持续。另外一方面,一种方式的形成必须有较大规模的粉丝,他们愿意宣扬这个概念。因此,产业互联网在过去还没有形成一个流派。

      经济学家佩蕾丝曾经提出了50-60年的技术革命周期论,她研究了自第一次工业革命以来的技术革命,从中找出了这种规律。新型技术的初期应用,能够大幅提高生产力水平。但随着用到后面就难以提升生产力了,这也应证了前面提及的GE研究成果。

      第一次工业革命以来,一共发生了5次技术革命,每次技术革命都有4个阶段。通常在发展初期,大家都很激动,纷纷搞范式,提新概念,提了之后发现提了新概念之后还是不能提高生产力,结果发现基础设施不齐备,以消费互联网的经验来看,电子商务在初期发展的时候,就缺乏电子支付、信用和便宜的物流等基础设施。

      产业互联网的发展也处于这种状况,基础设施是什么,我们现在还没办法回答,这需要我们进行探索和研究。

      这是从产业互联网过去的状况,大概就介绍这么多。接下来,我们来看一下产业互联网现在的状况是什么呢?

      今天中午各位专家聚餐的时候,也谈到了这个问题。总体来讲,产业互联网这个概念,还是IT企业提交较多。

      对于官方来讲,工信部信息化处指导设立了中国产业互联网发展联盟。但目前国务院和工信部主要推的是工业互联网的概念和应用,发改委主要推的是数字经济的概念。国家信息中心也比较倾向于数字经济的概念,中国互联网协会过去也力推产业互联网的概念,2015年青岛的红领还借助协会发起了中国产业互联网研究院。

      我们来看一下,产业互联网到底要解决什么问题。对于中国政府和互联网产业来讲,命题也许很简单,那就是如何发挥网络大国的优势,相比较智能制造等概念而言,我国对于互联网+、产业互联网、工业互联网是情有独钟的。

      怎样把网络大国跟制造大国结合在一起,最后产生一个新型的产业,这是我们时代需要回答的问题。难点是明显的,那就是产业互联网的体系不成熟,有可能大家连到底要解决什么问题也难以建立共识。

      工业4.0研究院的认识比较明确,产业互联网的发展挑战,体现为没有对制造系统进行系统研究。

      我做一个类比,今年2018年的时候,William Nordhaus获得了诺贝尔经济学奖,他早期研究的是技术经济学,后来感觉没有什么进展,随之改为去研究环境变化跟技术的关系,通过把物理和化学等自然学科内容简化为经济学家和政策制定者可以理解的内容,他推动了环境经济学的研究。

      产业互联网目前的挑战也在这里。制造系统到底是怎么样的,大部分经济学家和政策制定者是不清楚的,这需要研究产业互联网的专家来做这个事情。我在此提出这个问题,希望有专家来做这个事情,否则产业互联网的研究难以深化下去,如果要经济学家都去学技术,这样事情就复杂了。

      目前,国内提及并参与产业互联网发展的组织有几个,主要有中国互联网协会、中国产业互联网发展联盟以及腾讯公司。

      中国互联网协会一直是产业互联网概念的支持者,它目前在全国各地有好几个产业互联网机构,例如,在浙江设立了产业互联网的研究院,在山东威海、上海也做了产业互联网的促进中心。

      对于中国产业互联网发展联盟,它们有一个官方网站,行业内活跃度还比较高,只是最近因为工信部有调整,这个联盟可能也有比较大的变化。

      腾讯最近明确提出要转型产业互联网,在座各位都比较清楚,我就不赘述了。

      因此,对于产业互联网的发展现状来看,真正的范式还是没有构建成功,是不是能借助腾讯的引领,借助互联网经济学研究联盟把范式建起来,我觉得是有必要的。

      最后,我们来谈谈产业互联网的未来。大家注意,今天我没有特别辨析产业互联网、工业互联网或者别的概念之间的差异,主要是笼统的讲实体经济或者工业领域,IT或互联网技术可以解决一些什么问题。

      美国GE对此作了一些探索。早在2011年,GE就提出了工业互联网的概念,当然,GE还找了经济学家来构建了一个周期论,它认为人类社会迄今有三个技术浪潮,第一个浪潮就是工业革命,第二个浪潮是互联网革命,第三个浪潮就是所谓的工业互联网革命。

      不管怎么讲,今天我们提及产业互联网,需要回答几个核心的挑战和问题。

      第一,要完善产业互联网的概念和范式。

      如果我们要真正去引导行业发展,推进企业战略落地,一定需要把这个概念定义清楚,它的范式、体系给讲明白。

      据观察,早期提产业互联网的企业很积极,但后来看国家没有相应的政策支持,它们又跑去提别的概念了,企业家可以这样,但研究学者不能。作为研究学者,应该对这些问题进行深入的研究。

      第二,我们在跟产业融合的时候,如何发挥互联网企业、IT企业的优势?

      产业互联网和工业互联网是不同的流派,他们持有的视角也不相同,对于产业互联网来讲, IT企业和互联网企业更有兴趣,它们更愿意采用产业化的概念来认识,这直接跟消费互联网对应起来。

      但是,工业互联网不是的这样的逻辑。工业互联网跟工业技术或者智能制造对应起来,或者跟云计算对应起来,甚至于跟两化融合,也就是工业化和信息化的概念关联在一起。

      不管怎样,如果要把产业互联网的体系完全建立起来,怎样真正发挥互联网企业或者IT企业的优势,这个问题是要回答的。

      第三,按照技术革命的要求,一定会产生通用目的技术。

      刚才介绍得不详细,通用目的技术为什么很关键,实际上跟工业领域的非标特征有关,大家如果跟工业企业打交道,他们最喜欢跟你说的是非标,也就是非标准化。

      事实上,在工业领域,大部分工作是非标准化的,解决方案大部分是项目,而不是产品,更谈不上平台了,因为没人让你做,这也是我们目前国内互联网公司进入到产业互联网里面去的难点,短期内不能解决。

      理由很简单,因为制造企业的生产工艺不一样,尽然产品不一样,生产设备就难以统一,要发挥互联网或者IT技术的优势,是需要找到通用目的技术的。

      从历史的角度上来看,产业互联网本身是要解决通用目的技术这个问题的,它要想办法找到一个或几个通用目的技术,才可能大规模推动产业互联网的深入发展。不过,到底是不是云平台,或者别的东西,目前还没有定论。

      我的意见很明确,产业互联网肯定会有通用目的的技术产生,才称得上一次技术革命,否则只是一种改进。因为不管是传统产业还是新兴产业,都是要遵循一个经济规律,也就是我们经常讲的规模经济。通过通用目的技术,产品、部件的成本才可以下降,从而实现生产力水平的提升。

      对于产业互联网未来首要解决的问题,还是应该把技术问题抽象成经济学家可以懂的问题,这也是产业互联网研究的一个挑战。自动化里面到底发生了什么,数字化到底意味着什么,这可能要认识PLCDCS在工业领域的应用。通过理解这些技术应用,经济学家需要思考它们带来的经济影响。

      甚至于对诸如数字孪生体这样的新概念,如何理解,可能国内的技术专家都无法理解,因为它们更加抽象了。如果把这些问题解决了,我们再来讨论产业互联网,大家可能会感觉到更加踏实,否则,产业互联网要成为一个新学科或新领域,难度就比较高了。

      今天我主要对产业互联网产生的历史、现状和未来,做了一些简单的介绍,涉及到产业互联网相关的资料也比较多,不能一一介绍。

      总体来讲,产业互联网的确是一个值得研究的学科和领域,但目前的确是不成熟的。我们如果要推动它的发展,一定要解决的制造企业本身所面临的问题,当然,对于研究学者来讲,诸如范式的构建,通用目的技术等问题,可以作为下一阶段研究的内容。

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之七:模仿

      日本制造在最近一段时间,出现了不少质量事故。《日本制造业白皮书》是如何认识这个问题呢?

      担任日本科学技术联盟主席的小松集团坂根正弘是领导日本在质量管理相关事务的领军人物,在专栏“通过管理加强治理的实例/小松集团”(p169),板根正弘分析了日本制造的质量问题,他认为日本制造企业”专注于不同的专业领域并进行相应的研究……而如今日本企业……完全变成了相似产品和服务的消耗战……这导致了‘人穷志短’的情况。”

      工业4.0研究院分析显示,日本制造本质上过于强调模仿,而对于差异化的强调不足,导致了经营方式单一,长期以往,其所谓高质量发展难以持续。在这个问题上,德国制造业也面临同样的问题。

小松集团顾问坂根正弘(SAKANE Masahiro)

小松集团顾问坂根正弘(SAKANE Masahiro)

      大家都知道日本制造崇尚“工匠精神”,但是,这不过是模仿工作的精细化。

      1999年香港播放了《创世纪》电视剧,主人公叶荣添发明了电子宠物,雄心勃勃的想开创一番事业。在电子展览会上,被唯一的日本商人看中后,满以为可以获得大量的订单,但全世界寻找模仿改善产品的日本商人只想收购专利,并争取不断改善产品,把这个电子宠物产品做得更小,更耐用,然后向全世界推广盈利。

      据工业4.0研究院长期跟踪日本制造的专家介绍,日本企业家对商业情报的收集非常认真细致,这是日本制造寻找模仿对象的一种基本方法。从《创世纪》电视剧中叶荣添的电子宠物知识产权被收购一事来看,就体现了日本获取信息、购买或模仿、不断改进和全球销售的思路。

《创世纪》叶荣添以55万港元出售了电子宠物

《创世纪》叶荣添以55万港元出售了电子宠物

      回顾历史,日本制造业在第二次世界大战后经历了一段时间的高速发展期,但到了八十年代日美之间发生了贸易战。美国认为,日本制造只是一味的模仿美国产品,通过不断改进来与美国产品竞争,这是不公平的根源。

      当然,日美贸易战中美国提出的理由跟目前中美贸易战的理由一样荒谬,但当时日本制造缺乏颠覆性创新,难以让美国服气,这是真实存在的现象。

      日本在上个世纪八十年代,曾经想介入到小型机,后来在九十年代,企图介入到互联网,但结果是显而易见的。在小型机上,日本好高骛远,力图建设一套全新的第五代计算机架构,结果惨不忍睹,直到今天还对日本计算机行业有不小的影响;在互联网领域,日本DoCoMo搞了一个i-Mode,虽然在国内顺风顺水,但在海外却一败涂地。

日本DoCoMo在英国的i-Mode广告

日本DoCoMo在英国的i-Mode广告

      当然,笔者在《日本制造业白皮书》读后感系列中,一再提到了日本1995年正式启动的智能制造系统(IMS,Intelligent Manufacturing Systems),更是经典的失败案例。

      正如2018年发布的《日本制造业白皮书》中,日本再三警告,在坚持强调模仿改善的现场力同时,也应该考虑第四次工业革命,这是非连续创新的机会。但是,日本经产省仍然长篇累牍的强调,日本制造业的基础和传统是现场力。

      工业4.0研究院的日本专家指出,日本实际上处于一种矛盾心态,一方面不甘心在第四次工业革命中落后,另外一方面也担心犯了上个世纪冒进的错误。可惜,至少从《日本制造业白皮书》中,笔者看不到日本如何要企业家做到打破常规,同时,又可以保持传统。

      毫无疑问,日本制造处于矛盾之中。

 

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《日本制造业白皮书(2018)》已经有全文中文翻译版,共459页。应行业人士请求,对外进行出售,售价:1.5万元(赠送《2018年日本制造业白皮书阅读指南》)。另外还有2015、2016和2017年版的全文中文翻译版出售。

日本制造业白皮书(2018)中文版目录

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《日本制造业白皮书(2018)》读后感系列:

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之一:官僚体系

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之二:基本法

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之三:非连续创新

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之四:现场力

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之五:互联工业

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之六:自动化

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之七:模仿

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之六:自动化

      长期跟踪《日本制造业白皮书》的行业人士,或者阅读了工业4.0研究院翻译的2015、2016和2017年版的《日本制造业白皮书》,大家都有一个印象,那就是日本制造非常重视自动化。但是,如果大家也阅读了工业4.0创新平台发布的《日本制造业白皮书(2018)》,就可能发现日本经产省突然对自动化禁声了。

      为什么会出现这样的状况?

      在《日本制造业白皮书(2018)》读后感之二:基本法,笔者介绍了2012年之后,白皮书就不再像以前一样介绍汽车、机械等具体领域,而以专门的报告或计划来介绍,例如,自动化领域就有《日本机器人革命》的报告。

      不过,在每年的《日本制造业白皮书》中,日本经产省还是会重点介绍一下自动化和机器人的一些情况,但这都是2018年以前的事情了,2018年的白皮书中已经难以找到自动化和机器人的详细介绍。

      工业4.0研究院分析认为,日本制造过去依赖于自动化改造,获得了较高的生产力水平和较高的质量,日本制造业也一直为之感到自豪。然而,目前已经处于第四次工业革命的前期,日本制造提出了“过去的成就成为未来发展的绊脚石”,并且强调了不要只专注于做好事情(提高生产力),而应该选择更有附加值的颠覆性创新来获得新的经济动力。

日本上野公司新一代线圈自动卷线系统

日本上野公司新一代线圈自动卷线系统

      《日本制造业白皮书》分析了日本上野公司研发新一代线圈自动卷线系统的案例(p136),提出了一个有趣的话题。

      日本上野公司是一个技术含量较低的企业,虽然行业特征具有经济规模性,但由于大家通常做法都是把这个业务放到人工成本很低的地方,例如,上野公司在中国和泰国就设有工厂。但是,上野公司也意识到这样的做法不可持续,从2004年起,公司就联合工程制造商致力于设计自动卷线设备的开发,终于在2008年6月基本上实现了部分自动化,从绝缘皮的剥离到软钎料的焊接、前锋剪切、质检等过程都可以自动进行,大大提高了良品率。

      其实,上野公司所在行业属于低端行业,难以投入大量的资本去做研发,这是很正常的情况。即便日本制造追求自动化,但也不是所有行业都可以做成自动化。

      笔者在几年前为山东公司歌尔股份设计工业4.0转型战略的时候,也发现了这个问题,当时歌尔股份公司还会故意把一些生产流程截断,让人工来完成相关工作,主要原因是要把该流程做成完全的自动化,投入的费用实在太高,通过人机协作,可以实现经济性。

日本希罗科技公司的检测自动化系统

日本希罗科技公司的检测自动化系统

      无独有偶,《日本制造业白皮书》在p163提到了利用人工智能实现检测自动化的希罗科技股份有限公司,该公司位于广岛市,是生产汽车零部件的企业,该公司力求实现“24小时365天无人化操作”,其中之一就是要实现零部件检测、设置过程的自动化。

      有趣的是,希罗科技公司除了满足自己的需要,还力求把研发的自动化技术和专业知识进行扩散,为其他公司开发自动化生产系统。

      可是,按照工业4.0研究院对第四次工业革命的定义,工业1.0的特征是机械化,工业2.0是自动化,工业3.0是数字化,而工业4.0是智能化。日本引以为傲的自动化仅仅属于工业2.0,这可能让不少行业人士感到吃惊,并且强烈反对。

      需要声明的是,某个阶段的工业化技术特征,只是说明一种代表性的行业选择,不意味着所有行业都应该按照这样的节奏发展。按照经济合作与发展组织(OECD,Organization for Economic Co-operation and Development)的定义,技术通常要分为高级技术、中级技术和低级技术,例如,服装业就属于低级技术,这意味着采取简单的机械化,是最佳的选择。

      众所周知,青岛红领公司是服装企业,但它力图把一些大数据等技术应用到服装行业,实现所谓C2M,但似乎并没有看到红领的服装被世人认同,也没有看到其技术被应用到其他行业获得成功。

      笔者认为,自动化作为工业2.0的代表,在某些特定行业具有较强的生命力,但不意味着自动化需要在所有行业进行普及,除非不考虑投入成本。目前还处于数字化普及推广应用的阶段,贸然谈智能化或智能制造,无异于拔苗助长,这可能是2018年的《日本制造业白皮书》既不大谈自动化,也不推崇智能制造流派的缘故吧。

 

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《日本制造业白皮书(2018)》已经有全文中文翻译版,共459页。应行业人士请求,对外进行出售,售价:1.5万元(赠送《2018年日本制造业白皮书阅读指南》)。另外还有2015、2016和2017年版的全文中文翻译版出售。

日本制造业白皮书(2018)中文版目录

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《日本制造业白皮书(2018)》读后感系列:

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之一:官僚体系

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之二:基本法

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之三:非连续创新

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之四:现场力

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之五:互联工业

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之六:自动化

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之七:模仿

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之五:互联工业

      在前面的《日本制造业白皮书(2018)》读后感中,笔者已经谈到一个重大变化,那就是日本已经意识到目前全球制造业处于一个非连续创新的阶段,这促使日本经产省思考一个真正可以代表日本制造未来的概念。

      早期日本机械学会提出了工业价值链计划(IVI,Industrial Value Chain Initiative),被默认为日本制造的战略,但在今年的白皮书中,日本经产省否定工业价值链计划是日本战略的提法,而明确“互联工业”(Connected Industries)才是日本制造的未来。

日本内阁总理安倍晋三在CeBIT发言

日本内阁总理安倍晋三在CeBIT发言

      在《日本制造业白皮书(2018)》的p179,日本经产省的专家解释了为什么要把“互联工业”作为日本制造的追求目标,

      “……日本提出其作为目标的一种社会形态‘社会5.0’,但是另外一方面,关于目标产业趋势却一直没有竖起鲜明的旗帜……借参加2017年3月在德国召开的CeBIT机会,日本内阁总理大臣安倍晋三同日本经济产业大臣世耕弘成对德国进行了访问。作为日本目标产业趋势,日本向世界喊出了自己的口号:‘互联工业’。”

      据工业4.0研究院专家确认,早在2016年,日本就提出了“互联工业”,但当时并未得到日本经产省重视。即便如此,日本经产省发布的《日本制造业白皮书(2018)》,把“互联工业”作为未来产业概念的结论也让工业4.0研究院的专家感到惊讶。

日本经产省描述的“互联工业”理念

日本经产省描述的“互联工业”理念

      在《全球工业4.0研究报告》(2017、2018)中,工业4.0研究院对日本的情况进行了较为全面的介绍,其中,也提到了日本的机器人革命(RRI,Robot Revolution Initiative)、社会5.0(Society 5.0)、工业价值链计划等,但我们更加关心日本作为一个国家所提出的战略,毫无疑问,2018年日本开始追随美国的工业互联网概念了。

      对于中国的读者来讲,如果说到“互联工业”这个概念,大家应该想到山东海尔和红领曾经联合提出过“互联网工业”概念,并且还组建了“中国互联网工业联盟”,同时还举办了3年时间的“世界互联网工业大会”(2015、2016和2017)。

互联网工业联盟SDE工程改造工业规划

互联网工业联盟SDE工程改造工业规划

      按照中国互联网工业联盟当时的介绍,“世界互联网工业大会由工业和信息化部、中国工程院联合指导,青岛市人民政府、中国机械工程学会共同主办。”不过,目前去寻找联盟的官方网站,已经找不到了。

      考虑到海尔跟日本制造的关联比较大,很难说海尔和红领牵头的“互联网工业”概念没有对日本造成影响,但可惜的是,中国互联网工业联盟目前难以成为国家主流概念。据观察,海尔已经全面转向了工业互联网概念,并成为了工业互联网产业联盟的重要参与单位。

      由于众所周知的原因,笔者不打算对我国的互联网工业联盟过多评价。回到日本的“互联工业”,客观的讲,日本跟当时的海尔和红领的想法类似,不太愿意接受来自美国的“工业互联网”概念,希望创造出一个新概念。

日本经产省对“互联工业”的经济分析

日本经产省对“互联工业”的经济分析

      虽然日本经产省对于原有提出的概念(例如机器人革命、工业价值链计划、社会5.0等)进行了调整,开始专注到“互联工业”来,但是,日本仍然希望在概念上与美国工业互联网建立不同的定位,例如,日本制造希望突出“工业”的核心地位。

      历史已经证明,日本并不擅长提出概念。早在2016年的《日本制造业白皮书》中,日本经产省就自省不擅长提出概念,当时的场景是评价德国工业4.0概念提得好,可惜不是日本提出之类的。

      正如美国工程院上个世纪80年代发布的一份报道中提到,当专家确定有新的思想产生,不足以用传统的概念(例如机械电子)来描述,就应该发明新概念(invent new concept),这样才便于深化思想,推动概念向应用转化。

      日本虽然开始聚焦“互联工业”,在笔者看来,它丧失了一个很重要的机会——就是搭美国专家的便车。平心而论,目前日本制造业领域的专家,大都处在上个世纪90年代智能制造系统(IMS,Intelligent Manufacturing Systems)的阴影下,难以实现颠覆性创新。

      据日本制造科学研究中心和日本IMS中心撰写的《日本IMS国际合作研究计划》总结报告显示,日本当时认为通过IMS计划,日本培养了一批年轻的专家,而且还擅长做国际交流……可惜,这些专家现在已经上了年纪,而且大部分不甘心智能制造的失败,在2017年还尝试提了一个基于信息物理系统(CPS,Cyber-Physical Systems)的智能制造系统(SMS,Smart Manufacturing Systems,不是IMS)。

      中国古人云,“以铜为鉴,可以正衣冠;以人为鉴,可以明得失;以史为鉴,可以知兴替。”

      日本制造显然没有以史为鉴,也没有以人为鉴,对于中国制造,是否应该借鉴日本制造在IMS上的失败,同时也应该对“互联工业”提法进行辨析。中国制造业的专家和企业家,应该搞清楚非连续创新的革命性影响,避免中国制造2025陷于日本制造一样的境地。

 

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《日本制造业白皮书(2018)》读后感系列:

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之一:官僚体系

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之二:基本法

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之三:非连续创新

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之四:现场力

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之五:互联工业

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之六:自动化

《日本制造业白皮书(2018)》读后感之七:模仿