再工業化：“美國制造”的變革之道
http://www.debgrams.com 2016-09-02 12:05 來源：南方日報
“我們做的電子車牌內置6個傳感器，還可以嵌入各種汽車應用，實現汽車登記注冊、交費、遠程追蹤服務等功能。”在舊金山知名孵化器Runway，Mike Jordan手握一個閃著亮麗電子圖案的長方體匣子，那便是其研發的通過聯網、數據收集分析提供多種汽車服務的電子車牌。
Mike的團隊辦公間位于Runway那條象征夢想起航的跑道盡頭。在這條跑道兩邊的格子間里，數據管理紅酒供應、燃料電池智能服務方案等工業互聯網相關創客比比皆是，未來的工業變革場景呼之欲出。
在孵化器、創客這些產業基層單位以外，美國大企業更是已經將工業互聯網作為提振制造業、推進美國再工業化潮流的顛覆式戰略。通用電氣（GE）的Predix、IBM的沃森平臺、英特爾的云計算……美國巨頭憑借著各自的工業互聯網“代表作”，不斷打破物理生產與智慧信息的邊界。
以信息化、自動化為特征的智能制造革命，同樣席卷了包括佛山在內的珠三角地區。中國的制造業樣本城市佛山，可以從美國工業互聯網的發展中收獲什么啟示？作為工業互聯網發源地，美國如何依靠強大的軟件和數據分析能力實現虛擬世界與物理生產的交互，這種交互引發的智能化變革究竟顛覆了美國傳統工業的什么？南方日報跨國調研組專程奔赴美國，揭開工業互聯網革命浪潮下的美國再工業化真相。
顛覆之力
信息技術覆蓋生產全周期
2012年GE發布的報告《工業互聯網——打破智慧與機器的邊界》認為，我們正處于一個智慧與機器相遇的時代，隨著兩者的融合加深，人、機器和數據之間的無縫協作也將在可以預見的未來成為現實。
4年前GE關于虛擬技術與物理世界融合的預言，如今在美國已部分得到印證。位于西雅圖的波音埃弗雷特工廠，擁有能裝下整座迪士尼樂園的龐大空間。廠房內，8架波音747飛機正在同時進行裝配工作，隨處可見各種類型的飛機零部件。然而一切亂中有序：每個零部件都有電子標簽，管理員逐一掃描，便可追蹤任何一架747飛機數百萬零部件的去向——信息技術實現了對機械零部件的管理。
波音工廠接待員介紹，波音飛機上裝有幾千個傳感器。這些傳感器收集的數據參數，以及在此基礎上的綜合性建模，可作用于實際生產，指導裝配、維修等工作。
波音飛機的組裝主要還是由人完成，但偌大的車間卻并非如想象中那般人頭涌動。巨大機翼和機身覆蓋下的工人正拿著工具進行裝配工作，這看似普通，其實內有乾坤。波音737和波音787的裝配流程應用了多項智能技術，比如制孔和安裝工具已配備了傳感器，可以監測用戶身份驗證、設置信息、校準狀態。
虛擬技術將打造一個全然不同的自動化、智慧型生產系統。在波音工廠，調研組了解到，未來傳感器將嵌入在緊固件連接的工具中，指導裝配工人作業，實現裝配工作指令在機翼或機身上的直接投射。同時，投射到飛機上的激光圖像會自動告訴工人零件的準確定位點或邊界。
除了裝配，虛擬技術正嘗試覆蓋物理產品更長的全生命周期。以設計為例，在波音設計部，飛機設計早已從圖紙過渡到了計算機建模。一塊塊電腦屏幕呈現的虛擬空間里，進行著設計、測試、改進等工作。計算機勾勒的可視化飛機原型可反復改進，最終在物理世界中原樣實現。
“工業互聯網覆蓋的是工業制造企業的整個生態鏈，從產品的概念、設計、制造、生產，生產出來以后到供應鏈、物流管理乃至流向市場。”GE大中華區總裁兼首席執行官段小櫻表示。
作為工業互聯網概念的提出者，GE更是通過打造智能工廠，踐行著傳感器網絡連接現實世界的變革。GE在紐約州建立了全球首家集成產業網的新型工廠。18萬平方英尺的電池生產廠區內裝有1萬多個傳感器，它們通過聯網進行數據傳輸，可檢測電池溫度、生產車間的氣壓等。流水生產線外的管理人員手拿iPad，通過工廠的WiFi網絡獲取傳感器發來的數據，監督生產過程。
正如GE報告所言，無論是智能設備、系統還是智慧工廠，工業互聯網是信息化的虛擬世界對物理機器與生產的整合與滲透。
從“硬”到“軟”
軟件重構制造
打開GE官網，其主頁面下方的企業簡介顯示，通用電氣（GE）是全球數字化工業公司，創造由軟件定義的機器，集互聯、響應和預測之智，致力變革傳統工業。
段小櫻告訴調研組，工業互聯網更貼近美國的優勢，即在信息技術領域的積累。換而言之，美國的工業互聯網力量始于軟件，注重由軟件向設備的滲透，這也是虛擬技術得以改造生產的根源。
Predix平臺就是一個例子。Predix是GE這一工業硬件企業基于工業互聯網，為連接人、數據和機器而專門開發的全新軟件平臺。該平臺目前已向第三方用戶和軟件商開放，協助開發者迅速開發適用于工業環境的軟件應用。
“預計到2020年，超過500億元資產將聯網。”段小櫻介紹，Predix讓GE、合作伙伴和開發人員能夠為航空、能源、醫療和運輸等高度管制的行業更輕松地構建和部署服務。
這意味著，隨著硬件產品與機器設備愈發的同質化，產品的差異化往往由附加軟件決定。不少以硬件見長的企業也開始向軟件業務拓展。
美國老牌硬件企業惠普就是其中之一。在位于硅谷的惠普辦公大樓里，信息化業務負責人周玲將惠普從“硬”到“軟”的轉型向調研組從容道來：“我們如今的業務包含硬件、軟件等服務。惠普為波音等企業提供精益生產的一套軟硬件系統，保證所有貨物實現‘何時何地都不斷貨’的智能配送。”她還介紹，從2008年到2013年惠普大概購買了50家軟件公司。
軟件帶來的附加值讓工業產品呈現出服務化和個性化趨勢，制造企業開始向服務供應商轉變。比如，波音這家傳統制造商正向制造集成商轉型。波音747飛機的450萬個零部件，來自近10個國家， 由1000多家大企業、15000多家小企業共同生產。波音邀請供應商和客戶參與飛機的整個研制過程，也為航空公司提供技術支持。發動機生產商GE則面向春秋航空、同濟醫院等客戶，提供大數據解決方案、設備故障預警和遠程維修服務。
“中國的傳統企業也應借助工業互聯網改變商業模式，從生產型企業轉變為智能數據服務企業。如此，國內企業才能在國際舞臺占有一席之地。”思科物聯網平臺部門技術領導鄒俊說。
軟件定義設備的另一個走向是產品個性化，尤其是在3D打印等技術手段的支持下。“美國3D打印90%的市場在工業領域。由于是增材制造，以后越個性化、越復雜的產品，越適合用3D打印技術。”在鄰近硅谷的南加州大學，張靖博士的3D打印機創業項目已初步取得融資意向，其產品設備專為中小企業供應，希望彌補3D打印軟件方面的缺失，并開放材料平臺。
轉型痛點
海量數據如何實時分析
“工業互聯網的核心是數據，而物聯網產生的數據非常龐大，GE的飛機發動機一趟飛行旅程就能產生1TB的數據。因此實時數據分析是工業互聯網的技術難點，也是硅谷當前技術開發和投資的熱點。”鄒俊點出了工業互聯網完成顛覆變革的痛點所在。
位于加州山景城的谷歌總部園區，開闊而多彩的建筑盡收眼底，許多大數據工程師出入于其中，王興（化名）就是其中之一。“谷歌從誕生起，自我定位就不是一家搜索引擎公司，而是大數據企業。”他告訴調研組。
據王興介紹，前段時間大熱的擊敗韓國棋手的AlphaGo人工智能機器人，核心技術之一也是大數據分析與機器學習。“谷歌把歷史上比較有名的棋譜都輸入電腦，起碼有三五十萬份，輔以幾千臺計算機的計算分析。它還可以不斷更新知識，在平時的每一場練習中將擊敗自己的棋法輸入電腦，不斷累積。”
除了大企業，中小企業和初創企業也嘗試在大數據領域練就獨門絕技。硅谷知名投資人、Runway創始人Allan Young最近投資的一家大數據企業估值已達200億美元。“該企業在醫療、金融等多個領域提供大數據服務，其優勢是能處理信號、網絡數據等非結構化數據。”Allan Young還認為，下階段工業互聯網的爆發領域將在潛伏著大量數據的醫療領域。
如何甄別、分析、挖掘有價值的和非結構的數據，不僅對美國，對中國更是一大挑戰。“佛山等珠三角城市正在進行產業升級，特別需要培養大數據的使用意識，與全球產業新趨勢接軌。”硅谷投資人Bill Keating說。
持同樣觀點的還有段小櫻。“工業互聯網希望為中國企業帶來數據思維的轉變。”她說。而根據GE的全球調查，有73％的企業已經將其20％以上的技術總預算投資在大數據分析上。
除了大數據，如何在跨企業間建立標準成為工業互聯網的另一大痛點。2014年，以GE、AT&T、思科、IBM、英特爾等5家公司為龍頭的工業互聯網聯盟在波士頓成立，就是美國企業打破壁壘、用智能化和連接來疏通能源、醫療、交通和制造等各個行業技術阻礙的探索。
“英特爾做傳感器芯片，思科做網絡傳輸路由設施，GE提供機器需求，大家各施所長，共建一個生態圈”。《浪潮之巔》作者、騰訊前副總裁吳軍表示。
而對于當下中國企業來說，積極躋身標準制定行列顯得尤為必要。不過，“標準的制定還要考慮落地的問題。”段小櫻以中國高端傳感器、智能儀器儀表、高檔數控系統、工業應用軟件等市場份額不到5%為例，認為中國可先加強智能化基礎工業體系建立。
她同時表示，像佛山這樣基礎比較好的城市，可以站在巨人的肩膀上進行本土化的工業互聯網改造。
■對話
GE大中華區總裁與思科物聯網技術領導：
四種角色充分互動
組成聯盟推動變革
當下，全球涌動著多股智能制造變革潮流，美國工業互聯網卻憑借其軟件與服務優勢，占據著變革高地。工業互聯網會為中國帶來怎樣的變化？一直在推行產業轉型升級的制造業大市佛山又該如何補齊技術、企業標準等短板，更好迎接工業互聯網？南方日報跨國調研組獨家專訪GE大中華區總裁段小櫻和思科物聯網技術領導鄒俊，探討工業互聯網在中國的落地前景。
工業互聯網讓風機彼此“交談”
南方日報：工業互聯網是第四次工業革命的產物，具體來說，其落地中國會給整個產業經濟帶來什么實際變化？
段小櫻：在應用方面，GE目前的主要著眼點有航空、發電、電廠、醫療。以能源為例，中國制造2025要解決的問題就是業務核心能力的提升和能耗的降低，而工業互聯網解決方案恰好展現出提高能源效率的能力。它可以讓飛機和機車的燃料消耗量大幅減少，提高天然氣和可再生能源的效率，幫助中國降低污染，同時保證經濟發展的效率。
GE開發的風機數字解決方案，可以讓風電場的風機彼此“交談”，并且在風向變化的時候以“協調一致”的方式進行自動調整。像團隊一樣工作的風機可以大幅提升風電場的年發電量。這些解決方案可以提升可再生能源，為滿足中國能源需求方面作出積極貢獻。
鄒?。褐袊闹圃鞓I可以借助工業互聯網從大規模制造轉向制造的個性化和智能化。而個性化和智能化的基礎和核心在于數據。數據的采集、存儲、分析，可以獲得信息，創造知識，產生智能。
以智能水杯為例。一杯飲料，消費者何時喝、喝的頻率、喝多少，這些數據都是有市場價值的。佛山若能做一款收集以上信息的水杯，飲料生產和銷售企業、醫療機構等都會對這些數據有需求，并有望借此創造新業務和新價值，甚至從生產型企業轉變成智能數據服務企業。在工業互聯網領域，國內外幾乎同時起步，國內的企業如果能抓住機會，便能夠在國際舞臺占有一席之地。
培育企業的物聯網系統集成能力
南方日報：包括佛山在內的很多中國城市都在推進工業互聯網發展，但標準問題、技術瓶頸等成了眾所周知的難題。你認為這些問題該如何解決？
段小櫻：無論是珠三角的企業還是中國其它地區的企業，首先要面對的是標準化缺失這一大難題。我知道中國也在建工業互聯網聯盟，這是解決途徑之一。
我認為，中國工業互聯網產業聯盟應該由四種類型的參與者組成，第一，政府機關；第二，政府所授權委托的專業研究機構，他們更接近于智囊團；第三，國際公司，帶有先進視野和成功案例的公司，如GE；第四，本土企業的代表。這四種角色的充分互動，能保證聯盟的公信力和其在中國市場的覆蓋，并推動標準先行。
鄒俊：借助工業互聯網實現智能制造，需要智能終端，數據傳輸，云計算和數據分析等多個技術?，F有傳統企業突破這些技術瓶頸，基本有三個途徑。
首先是自主開發和生產智能產品，這是對于技術積累和人才儲備較好的企業而言。此外，傳統企業可通過與國內外的物聯網技術企業合作，利用合作伙伴的技術開發和提升自己的產品和競爭力，并依賴在自身領域的技術和市場積累，在市場競爭中占據有利的地位。這就需要企業能有很強的在物聯網領域的系統集成能力
最后，如果企業沒有物聯網的系統集成能力，可以和物聯網的系統集成技術公司共同開發產品，利用其集成技術能力，很快地實現產品智能化。
編輯精選
