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南財快評:工業互聯網的關鍵在于工業用軟件的顛覆式創新

發布時間:2021-03-25 來源:金屬加工

3月24日,習近平主席和李克強總理在相關活動中都再次強調了產業創新。十四五我們國家在往前走,必須要依靠創新,隨大流老跟著人家是不行的。近日的國務院會部署了對制造業企業研發創新的激勵安排,全面支持制造業企業的產業升級創新。


從時代的機遇到國家領導人的殷切期待,對于我們每個制造業從業者而言都是莫大激勵。中國制造業規模龐大,種類和產能均為全球之冠。那么怎么做好產業創新和轉型,以筆者的視野來看,“十四五”提出的加速工業互聯網發展是制造業創新轉型的關鍵。


進一步而言,2021年1月13日,工業和信息化部正式印發《工業互聯網創新發展行動計劃(2021-2023年)》通知,給出了實施工業互聯網創新發展戰略,順應新一輪科技革命和產業變革大勢,壯大技術產業創新生態,推動經濟社會數字化轉型和高質量發展。


工業是國民經濟的主導產業,泛工業的數字化轉型是實現我國由工業大國變工業強國的必經之路。以工業互聯網為方向看,當前我國正在從工業經濟邁向數字經濟,進入以大數據、人工智能為特點的“數智化”時代。工業互聯網首先是數智化要求,而數智化要求首先就是工業應用軟件的要求,這對于全球的軟件行業來說是一次全新的革命性要求。某種程度上推動國產工業用軟件的成長和成熟,是我們應對工業互聯網一系列革命性要求的關鍵應答。如果我們能在軟件領域首先實現突破,那么以中國制造業的規模,在全球工業互聯網取得領先乃至實現制造業的領先一步,都是可以期待的。


一、數智化時代是經濟發展的全新階段


毋庸置疑,科技進步對于推動社會生產力具有重大推動作用?;乜疵绹?、英國、法國、德國、日本等發達國家近百年的勞動生產率,驅動生產力進步的關鍵要素呈現出從自動化、信息化、網絡化邁入數智化的特點。


二十世紀中期開始,以信息技術為代表的第三次工業革命,萌芽并迅猛發展,1945年到1975年,自動化控制技術(如SCADA、SPC、DDC、PLC、DCS等)陸續涌現,帶來勞動生產率的大幅提升,催生了西門子、施耐德、Honeywell等巨頭企業。上世紀七十年代開始,信息化系統進入企業,ERP、CRM、MES、OA、WMS、FM、HM等,極大提高了管理效率;同時加劇改變世界經濟總量的發展速度,參照世界銀行數據,自動化時代GDP的增長速度是每年0.3萬億美元,信息化時代達到了每年增長1.1萬億美元,是自動化時代的3.5倍,代表性的行業巨頭有IBM、甲骨文、SAP等。21世紀初,世界開始進入網絡化時代,出現了電商、社交媒體、社交網絡、云平臺、云計算、移動計算,這些技術、產品、服務將全球經濟發展速度又提到一個新的臺階,GDP從原來的每年平均1.1萬億增長到2.8萬億;全球市值排名前5的上市公司中,以技術引領的西方發達國家企業逐步替代資源、資金、規模等傳統要素的企業,例如蘋果、亞馬遜,其中中國企業如騰訊、阿里等開始嶄露頭角。


當前,信息化已迎來第四次工業革命浪潮,數字化、智能化是未來的發展趨勢,數智化轉型是我國經濟實現跨越式追趕的歷史機遇。


一方面,我國工業企業亟需轉型升級。工信部強調要提高制造業的數字化、網絡化、“智能化水平”,并給出了“聚焦10個重點行業、形成20大典型工業應用場景”的具體目標,可以預見,智能化改造將成為我國工業各領域的重點工作。根據IDC數據,占中國國內生產總值(GDP) 52% 的泛工業領域仍處于數字化早期階段,亟待信息化轉向數智化,讓數據發揮顯性的業務價值。對比占比為2%的零售行業,已經孕育了阿里、京東等巨大規模的企業,泛工業領域數字化轉型挖潛創造的產業動能將空前巨大。


另一方面,數智化轉型服務商尚未形成巨頭壟斷格局。據悉,一些數字化轉型服務商選擇了供應鏈、生產、銷售等自下而上的業務視角切入,可以不同程度為企業創造價值。而自上而下的經營視角仍是空白。這兩套設計方案,均可為企業創造價值。我更傾向于自上而下路徑,運用“數字孿生”技術,幫助企業對“產、供、銷”經營鐵三角做出智能化決策,將對工業企業數智化轉型帶來性價比更高、更顯性的價值。


二、數字孿生是數智化轉型的技術支撐


對比近年大熱的大數據、人工智能等,“數字孿生”正在成為新晉“熱詞”。實際上,自2016年起,全球最具權威的 IT研究與顧問咨詢公司Gartner連續四年都將“數字孿生”(Digital Twin)列為當年的十大戰略科技發展趨勢,持續看好數字孿生在未來發展的前景。


國內的認識也跟上來了,“數字孿生”2020年已經頻繁出現在國家發改委、工信部、中央網信辦等多部委制定的政策文件中。


數字孿生開始在全產業鏈被應用。除研發和制造領域外, 也在市場營銷、供應鏈物流和維保服務等領域發揮巨大作用。例如阿里巴巴構建了聚集消費者、供應鏈和制造商的網絡電商平臺, 成為一個年營收超過世界80%國家GDP的龐大經濟體。同時,阿里巴巴也構建了一個共智的數字孿生經濟體, 通過精準畫像建立信用體系、支付系統和個性化金融等服務產品,取得更好的消費者粘性和營銷效果。


2020年6月,國家重大研發計劃“國家新區數字孿生系統與融合網絡計算體系建設”項目在雄安新區啟動,保障雄安新區建設成為世界領先的數字孿生城市。在數字孿生城市應用中, 可進行自然現象、物理力學規律、人群活動、自然災害等仿真, 比如可預測臺風災害、優化應急預案; 可通過地形分析,進行風電選址,并分析其對城市的影響; 可進行城市風、水、污染物、熱島等現象進行仿真和演進態勢預測。實現城市問題診斷、解決方案輔助設計、方案驗證、未來預測等、從而為城市智慧治理提供數據、決策支持。筆者所在的傲林科技正協同廣東省創新引入基于數字孿生技術的大數據治理平臺,為“數字政府”建設再添新內涵。


具體到工業領域,則是建立“企業經營的數字孿生”,將人、機、料、法、環、財乃至業務邏輯和流程,組織架構、外部數據等進行數字化,提升企業整體的數字化、智能化經營水平,實現降本增效。

三、數字孿生技術實現國產自主可控需要“匠心”


不同于一般的消費電商領域,中國工業企業目前的數字智能系統存在這樣或者那樣的問題,走什么樣的工業互聯網技術路線討論也非常多。但就筆者觀察而言,目前很多問題的根源在于企業在信息化建設過程中所使用的ERP、CRM、MES、FMS等條塊化的信息化系統數據上彼此獨立,事實上形成了企業內部大量的“數據孤島”,管理層很難及時了解企業經營的全貌。


比如,某鋼鐵公司采購的鐵礦石品種有幾十種,每種礦石的化學成分、物理性能、價格都不一樣,同時,礦石在運輸過程中還存在各種不確定因素,如:運力、天氣、進廠時間等等,怎么匹配礦石采購的比例既能滿足生產要求、同時又企業成本最優?

這才是企業管理層最關心以及最想解決的問題之一,也是工業互聯網最該要解決的核心問題。


也是一個明顯的采購和生產、財務數據之間最優平衡的問題。我再舉個例子來說明銷售和產能、財務之間如何通過基于數字孿生技術的經營決策模擬軟件來取得最佳答案。


鋼鐵企業的產能固定,生產產品的品種(例如線材、板材、型材等)和規格(厚度、長度對應的型號)眾多且繁雜,生產工況(例如流程、配料、設備運行狀態)也不斷發生變化。在有限的產能條件下,如何通過合理配置產品的品種結構提高銷售收入,實現利潤的最大化,成為鋼企管理和生產的重點。


產品結構優化旨在通過對不同產品各月份銷量和各月份利潤的歷史數據采集,結合外部產品價格指數和市場銷售訂單數據,在充分考慮產品的邊際貢獻、毛利的效益最大化、有限產能的基礎上,通過大數據分析和系統建模,構建產品結構的優化模型和排程模型,綜合訂單交期、設備檢修、工藝標準、機組產能、物流運能等因素,平衡資源分配、優化產品組合、實現煉鋼、軋鋼工序多產線優化排產,實現公司產品從銷售訂單、質量設計與控制、生產管理、計劃管理、生產實績管理、庫存管理直至成品發貨管理的產銷全生命周期優化管理,實現企業產品成本最小和收入利潤的最大化。


在運用數字孿生服務企業數智化轉型的具體實踐中,有很多可驗證有效的經驗成果。一是打通了工廠內部的數據孤島,企業數據利用能力大幅增強。我在國內的行業經驗發現,企業如果能順利搭建了數據量化分析中臺,建立統一多維的分析、預測和優化平臺,做到一數一源,一源多用。那么數據完整性提升至92%,數據關聯性提升至100%,大幅增強了企業研發創新、生產管控、供應鏈管理、財務管理、經營管控及用戶服務能力,以及鋼企同上下游產業鏈協同的效率;二是綜合考量生產、采購、銷售、財務等工業企業經營全局因素,綜合實現“產供銷”經營鐵三角的全局最優;三是構建智能經營決策與優化控制大腦,智能地對市場信息進行合理響應,這也是實現個性化定制、網絡化協同、服務化延伸等模式的基礎。


由于新冠疫情,進口鐵礦石的運輸船只在抵達港口前的檢查中發現有船員確診新冠肺炎感染,無法如期到港,給生產供應帶來極大的危險挑戰。鐵礦石是鋼鐵生產的重要原材料,庫存不足可能導致停產的嚴重問題。都可以通過數字孿生智慧決策系統,綜合生產、銷售、財務、外部環境等因素,找到解決方案建議,既能及早獲悉風險預警,又成功避免了停產風險。


當前,我國正處于實現中華民族偉大復興的關鍵時期,經濟長期向好,市場空間廣闊,發展韌性強大,正在形成以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局。筆者以為在工業互聯網發展的大趨勢下,要重視國產自主可控的軟件的重要性,真正能形成服務數智化轉型大潮中的工業企業的中國制造的數智軟件,為打造引領全球發展的中國工業標桿盡一份力。

來源:21世紀經濟報道


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