Archive for 2018年5月29日

中美德工业4.0及未来制造技术交流

      2018年5月22日,来自德国大众汽车集团未来制造技术(Future Production Technologies)专家、美国Plug and Play、国务院发展研究中心、国投创新投资管理有限公司、工业4.0研究院等多家单位聚集在奥迪中国大厦会议室,展开了一场工业4.0及未来制造技术的交流会。

德国大众汽车集团专家交流会合影

      本次工业4.0研讨会是应德国大众汽车集团访华进行创新考察邀请召开,工业4.0研究院胡权院长到场做了The Status of Industrie 4.0 in China的发言,德国大众汽车集团未来制造技术负责人Holger Heyn以Volkswagen’s View on Industrie 4.0 & Innovation做了演讲。

      随后,国务院发展研究中心产业经济研究部宋紫峰主任、国投创新投资管理有限公司简练高级研究员、美国Plug and Play的汽车专家梁一功以及德国大众集团的大众品牌、奥迪品牌专家也一一进行了发言和交流,就工业哲学、工业4.0、数字孪生体、MQB/MEB等相关技术进行深入交流。

      Holger Heyn对工业4.0研究院提出的工业哲学颇有兴趣,与工业4.0研究院胡权院长进行了热烈的交流。同时,Holger Heyn表示,德国大众汽车对于中国制造企业的创新能力非常关注,希望可以在中国找到可以提供创新技术的企业,以投资或项目合作共同推进汽车行业的创新。

      经过近2个小时的交流,与会人员仍然感到言犹未尽,纷纷表示,希望可以在后续进一步交流过程中,探讨工业4.0及未来制造技术的研究和应用,特别是在中国,通过多方协作,提升创新的速度和质量。

关于中国CPS发展方向及趋势的建议

      由于德国提出的工业4.0概念体系是基于信息物理系统(CPS,Cyber-Physical Systems,后面统一用CPS表示),工业4.0研究院自2013年成立以来,CPS一直是研究和试验的重点。除了研究CPS概念和体系,工业4.0研究院还积极通过对美国CPS-VO开放的开源项目进行研究,对CPS希望解决的各种关键技术问题有较好的了解。

      按照工业4.0研究院重点研究方法技术成熟度水平(TRL,Technology Readiness Level),CPS的核心价值体现在科学层面,而不是技术和工程,这是建议的核心内容。

      一、CPS的基本概况及发展

      在2006年,美国NSF提出了CPS的概念,并开始了10年时间的“新学科”(New Science)建设过程。根据NSF公开的资料称,美国希望通过10-20年的时间,为信息系统与物理系统融合构建一套新的学科。

      事实上,在2016年,美国科学、工程研究院发布了《美国信息物理系统教育规划报告》(A 21st Century Cyber-Physical Systems Education),同时,美国商务部下属NIST在2014年也开始推进CPS PWG相关工作,由此可见,美国认为CPS的基本体系已经形成,并开始进入应用阶段了。

      在2010年3月1日,德国工程院就启动了agendaCPS项目,并通过近2年时间的研究,发布了《信息物理系统综合研究报告》(Integrierte Forschungsagenda Cyber-Physical Systems),在这个项目中,德国首次提出了“CPS+制造业=工业4.0”的提法,从而使得2012年继续开展了工业4.0的研究,并于2013年发布了《德国工业4.0未来项目实施建议》(Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0)。

      总体来讲,根据工业4.0研究院的判断,虽然德国工业4.0是基于CPS来构建的,但由于德国相关研究不够系统深入,事实上,掌握CPS相关技术比较深入的,仍然是美国各个研究机构及大型企业(特别是航天军工等),这也是为什么德国企业(例如西门子、SAP等)在推广解决方案的时候,谈及CPS较少的缘故。不过,CPS对于构建工业系统仍然是非常重要的,德国工业4.0平台与NIST建立了联系,希望“跟进”美国在CPS或物联网方面的研究,为此,美德两国建立了U.S.-German Workshop on the Internet of Things (IoT) / Cyber-Physical Systems (CPS)。

      二、CPS的最新进展情况

      通过过去10年时间的探索,美国学界(主要以NSF的认识为主)及企业基本上达成了一个认识,那就是CPS更大程度上是一种科学(Science),虽然在技术(Technology)和工程(Engineering)上有应用的可能,但也比较适用于较为复杂的场景——例如,航天、航空、军工、汽车等。不过,CPS作为一门新学科,具有较大发展潜力,之所以说CPS在工程上比较困难,主要原因还是工程工具难以发明,或者还没有发明。

      NSF仍在继续以Cyber-Physical Systems(CPS)项目方式发放研究支持资金,其项目号为:NSF 18-538,在2018年的项目申请要求中,NSF明确指出由于人工智能的应用,给CPS带来了大量的研究机会。

      在NSF 18-538长达80页的文档中,有几个重点可以关注,供同行参考:

      1. 在第16页,NSF强调了CPS的科学(Science)、技术(Technology)和工程(Engineering)研究内容,做了很好的区分,建议行业人士重点关注。

      2. 由于CPS是一个跨领域的项目,NSF联合其他单位,早期就设立了CPS Virtual Organization(CPS-VO),有效的分享了各种信息,真正实现了创新生态(Innovation Ecosystem)的建设,大大促进了产学研的沟通与交流。

      3. NSF在推进CPS的时候,并没有仅仅把该项目限定到NSF 18-518,而是延展到NSF 18-513(Major Research Instrumentation Program:Instrument Acquisition or Development)、NSF 17-581(CISE Research Infrastructure)、NSF 18-520(Smart and Connected Communities)等项目,通过多个研究项目协作,实现CPS的全面发展。

      三、中国CPS发展的思路

      由于CPS涉及到科学、技术和工程,需要协调的资源和要完成的研究比较多,它在中国的发展面临三方面的挑战。

      第一,中国要发展CPS,还存在认知上的挑战。目前我国科研体系并没有把CPS作为一个主题来研究,虽然科技部有部分相关研究,甚至于在2006年美国NSF提出CPS的时候,中科院也有相关专家跟进该主题,但随着我国提出希望一步到位发展物联网,导致CPS的基础研究工作一直处于停滞地位。随着德国工业4.0把CPS作为基础技术,促使我国也开始探讨CPS的应用,由于CPS作为科学的相关知识体系没有建立,导致其普及程度和速度远远低于其他概念,例如智能制造、工业互联网、人工智能等。

      因此,要进一步推动CPS的发展,应该注意:

      1. 明确CPS的边界,特别是科学、技术和工程的边界,科学研究应该给科技部、中科院或高校来完成,而工信部相关单位应主要集中到工程及相关标准的制定和完善,可以涉足到部分技术问题。当然,由于三个层面的CPS并非泾渭分明,与各参与单位保持沟通和协作,颇有必要。

      2. 建设类似CPS-VO的平台,让科学研究者、技术开发者和工程设计者都可以找到一个了解认识CPS的平台,同时还可以参与相关的主题研讨会,以及与同行进行切磋的机会。

      第二,对于CPS的发展,还存在创新体制和模式的挑战。客观的讲,美国通过NSF组织科学家重点解决CPS科学原理创新的问题,各个大学及大企业的研究机构重点解决技术问题(例如Berkeley就做了一个开源的CPS项目,名为Ptolemy I/II),而美国商务部下属的NIST重点为企业应用CPS扫清了参考架构(Framework)和标准的障碍。这是美国创新体制和模式的最佳体现。

      由于美国、德国和欧盟等已经在CPS的科学和技术研究上做了大量的投入和研究,大部分研究成果都可以通过公开途径获得,目前利用这些成果的难点是缺乏专家和投入进行梳理和解读,这将导致我国在应用CPS的过程中困难重重,特别是一些装备提供企业,在利用CPS为客户提供解决方案的时候,往往发现缺乏充足的资料和参考。

      建议可以依托前面提及的类似CPS-VO平台,组织行业内专家,通过翻译国外资料或组织专家团队撰写系列书籍等方式,为中国制造业发展提供一些公共产品(Public Goods),这些工作也将为其它计划(诸如工业互联网、智能制造等)提供专业的基础知识。

      第三,在工程应用层面,不管是德国的企业(例如西门子等),还是美国的企业,很少有把CPS作为解决方案来进行营销的。之所以出现这种状况,跟CPS更多以科学存在颇有关系,所以,建议不宜把CPS的应用层面定位为CPS自身,可以借鉴美国企业的做法,它们主要把更容易理解的数字孪生体(Digital Twin)和数字线程(Digital Thread)作为MBSE的应用。

      德国在推进工业4.0的时候,由于其主要工业哲学是高度集成,初期也是希望利用CPS来构建其工程体系,并设计了诸如管理壳(Administration Shell)等概念,甚至于日本也模仿其方式,采取了差不多的方法来构建系统工程(Systems Engineering)的最小单元,但从主流企业实际采用的方法来看,CPS并不是特别适合构建MBSE,而是应该采取其他MBSE工具。从各企业的实践来看,数字孪生体和数字线程已经成为标配,甚至于德国企业西门子也通过这个概念重构了其解决方案。

      建议在推进CPS工程解决方案的时候,应该重点注意新概念和工具的引入,特别是诸如数字孪生体和数字线程,还有人工智能等新技术,这样才会使得CPS保持活力,同时也使得中国CPS发展与全球同步。

      四、工业4.0研究院可发挥作用

      从公开可以看到的信息资料来看,工业4.0研究院长达5年时间对CPS的跟踪研究,已经处于国内前列。在跟踪美国、德国和欧盟的CPS研究和应用方面,工业4.0研究院一方面重视相关资料的收集和翻译,例如,针对NSF、NIST和德国工程院等撰写的白皮书或报告,都有全文的翻译,涉及字数高达近百万;另外一方面,工业4.0研究院一直把原理技术验证放到重要位置,例如,对于NSF推进的CPS-VO提供的CPS相关开源项目,大都做了技术上的解读和验证,特别对于GE在IIC提供的DMC开源项目,工业4.0研究院组织人员做了较详细的剖析。

      目前,工业4.0研究院已经在重庆设立了全资公司(翼络工业互联网(重庆)有限公司),主要目标是利用CPS的研究成果,构建一套“工业互联网操作系统”。虽然行业内大部分把PaaS认为是工业互联网平台,但工业4.0研究院认为,整合硬件(传感和促动层)和基础设施(IaaS),应该是工业互联网一种形态,可以体现为基于CPS的“工业互联网操作系统”,这是等同于PC领域的虚拟硬件(例如,电脑的打印是通过驱动来实现的,驱动就是数字孪生体的一部分,而实体的数字孪生体是物理的打印机),这至少是未来工业互联网的发展方向之一。

      以上是工业4.0研究院针对中国CPS的一些思考和研究成果,分享给行业人士,便于大家共同推进相关工作,实现中国的工业互联网和CPS创新发展。

 

金融资本与工业互联网协同发展战略

作者:胡权,工业4.0研究院院长兼首席经济学家

      在工业互联网产业联盟主办、翼络工业互联网(重庆)有限公司承办的“金融资本与工业互联网协同发展研讨会”上,本人就“技术 x 资本”的运行规律进行了介绍,并对于AII 投融资协同发展提出了两项建议。

工业4.0研究院胡权院长发言

      一、技术革命与金融资本的周期论

      自260年以前工业革命发生以来,其科技创新呈现了一种周期性的特征,这也是工业1.0、2.0、3.0和4.0划分的依据。不仅如此,对于金融资本跟技术革命的关系,国务院刘鹤副总理也做了深入的分析。

      虽然一些创新应用被公众称为“技术革命”,但只有当这些技术突破中的每一个都远远超出它所源起的产业或部门的界限,扩散到广泛的领域内。对于工业来讲,“非标”解决方案不是“技术革命”,只有具有通用目的技术(GPT,General-Purpose Technologies)出现,才可以称得上严格意义上的“技术革命”。

金融资本与技术革命的发展规律

      为了推进我国工业互联网良性持续创新发展,应该重视工业互联网技术革命的规律性,同时也应意识到金融资本的基本特征和决策模式。

      二、工业互联网目前所处的阶段

      用技术成熟度水平(TRL,Technology Readiness Level)的方法来判定,工业互联网目前还处于TRL 4-6的产学研阶段,达不到TRL 7-9产业化阶段,因此,任何企业难以从工业互联网的解决方案中赚到大量的利润。

      目前仍然处于构建范式和模式的阶段,选对技术路径远远比盲目投入要重要。对于工业互联网所代表的网络化趋势来讲,由于试验成本高,单纯利用自有资金进行研发,难度非常高,而且会有丧失建立规模经济优势的机会。

      总体来讲,最近3-5年,工业互联网平台将毫无悬念会呈现过剩的状态,工业互联网领域的割裂将加重,但如果引导得当,各大工业互联网平台公平参与竞争,这将促进工业互联网平台领域的集中度逐步加深,最后剩下不到5家有竞争力的平台是有可能的。

      三、推动AII投融资协同发展的建议

      根据工业4.0研究院针对资本市场强国的主题研究,建议工业互联网产业联盟加强技术、人才和资本三者的创新发展。

技术、人才和资本的三大驱动力

      对于技术来讲,主要是企业进行研发投入,联盟可以提供一些指导;对于人才,可以设立“金融资本与工业互联网培训系列课程”,工业4.0研究院拥有“工业4.0大学”在线培训平台,可以协助了联盟来做相关工作;而对于资本,既可以推动“工业互联网投融资平台”,还可以在重庆进行试点。

      总而言之,中国制造面临新的技术革命,工业互联网是千载难逢的机会,我们一方面加强技术创新方面的协作,另外一方面,加强金融资本的专业化发展和协作,也至关重要,甚至于是全球工业互联网竞争的制胜之道。

金融资本与工业互联网协同发展研讨会畅谈5年后产业格局

      2018年5月9日下午,在重庆市江北嘴金融城3号楼翼络工业互联网(重庆)有限公司办公室,举办了“金融资本与工业互联网协同发展研讨会”,该研讨会是工业互联网产业联盟(AIIAlliance of Industrial Internet)第七次工作组全会的组成部分,由工业互联网产业联盟主办,翼络工业互联网(重庆)有限公司承办。

研讨会与会部分企业及机构专家合影

图1 研讨会与会部分企业及机构专家合影

     中国信息通信研究院政策与经济研究所肖荣美主任带领工业互联网产业联盟政策法规与投融资工作组成员参观了翼络工业互联网(重庆)有限公司办公室及工业互联网解决方案。

工信部信通院领导带领AII成员参观翼络工业互联网(重庆)有限公司

图2 工信部信通院领导带领AII成员参观翼络工业互联网(重庆)有限公司

      参与单位有翼络工业互联网(重庆)有限公司、国投创新投资管理有限公司、重庆斯欧信息技术股份有限公司、华为技术有限公司、航天云网科技发展有限责任公司和智能云科信息技术有限公司等行业知名企业。

翼络工业互联网(重庆)有限公司负责人王明芬致辞

翼络工业互联网(重庆)有限公司负责人王明芬致欢迎辞

      在研讨会正式开始之前,翼络工业互联网(重庆)有限公司的负责人王明芬作为承办单位代表对来自联盟的成员表示了欢迎,并对本次研讨会日程进行了简单介绍。

信部信通院政策与经济研究所肖荣美主任发言

工信部信通院政策与经济研究所肖荣美主任发言

      首先,肖荣美主任作为工业互联网产业联盟政策法规与投融资工作组组长,以《工业互联网产业联盟投融资发展思路》为题介绍了工业互联网投融资发展的思路,并提出了加强工业互联网投融资平台建设的工作任务。

工业4.0研究院胡权院长发言

工业4.0研究院胡权院长发言

      作为翼络工业互联网(重庆)有限公司的投资单位工业4.0研究院负责人,胡权院长以《金融资本与工业互联网协同发展战略》为题介绍了“技术x 资本”理念。胡权院长提出,只有具有通用目的技术(GPT,General-Purpose Technologies)出现,才可以被称为严格意义上的“技术革命”,目前工业互联网还处于发展初期,应重视金融资本跟工业互联网的协同发展。

国投创新投资管理有限公司张一平执行董事发言

国投创新投资管理有限公司张一平执行董事发言

      国投创新投资管理有限公司的张一平执行董事作为第三位发言嘉宾,做了《国投创新先进制造投资理念及实践》的发言,对国投创新的投资理念进行了详细介绍,并对工业互联网领域的案例进行了一些剖析。国投创新在2017年底,对业内知名的树根互联公司进行了投资。

重庆斯欧信息技术股份有限公司董事长于万钦发言

重庆斯欧信息技术股份有限公司董事长于万钦发言

      参与主题发言的第四位嘉宾是来自重庆本地的新三板上市公司重庆斯欧信息技术股份有限公司。公司董事长兼总经理于万钦介绍了公司上市历程,并对数字化装备制造商所面临的困难做了分析。

华为和智能云科专家参与讨论

华为和智能云科专家参与讨论

航天云网专家参与讨论

航天云网专家参与讨论

      在四位发言嘉宾做完演讲之后,与会企业代表就工业互联网产业和企业对金融资本的要求、资本市场强国的机遇和区域经济体系内的工业互联网等主题进行了讨论。其中,就5年后的工业互联网格局,与会专家进行了热烈的讨论,华为、航天云网、智能云科等公司代表纷纷谈到了各自的观点,直到会议结束亦言犹未尽。

金融资本与工业互联网协同发展研讨会

      从现代经济及产业体系的建设与发展来讲,除了需要新技术、新产业、新业态和新模式(四新),还需要金融资本发挥重要作用。国务院在2017年11月27日发布了《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,明确指出要利用金融资本,推动工业互联网产业健康发展。

      工业互联网产业联盟(AII,Alliance of Industrial Internet)拟成立政策法规与投融资工作组,本次研讨会是工业互联网产业联盟第七次工作组全会的组成部分,主要就“金融资本与工业互联网协同发展”相关内容进行讨论和交流。

      主办方:工业互联网产业联盟

      承办方:翼络工业互联网(重庆)有限公司

      地  点:重庆市江北嘴金融城3号楼T3栋902-1

      时  间:2018年5月9日下午14:00-16:30

      人  数:15-20人

      日  程:

金融资本与工业互联网协同发展研讨会日程

      * 本次研讨会是闭门会议,不对外公开接受报名。如果有合作及采访等需要,请联系:wangmf(#)innobase.cn