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“聪明”的工厂:互联网在制造业面前碰了个钉子|封面故事

2021-02-05 14:43 | 作者: 编辑部

不同于消费互联网的“赢者通吃”,工业互联网是一个行业一个行业的“小锅菜”,每个行业都有不同的解决方案。制造企业的优势在于,他们掌握了很高的Know-How壁垒。

策划|《中国企业家》编辑部

封面设计|王超

工业互联网狂飙

制造企业和科技公司这两股推动“工厂革命”的重要力量汇合,掀起了智能制造和工业互联网势不可挡的浪潮。

一方面,工厂本身正在掀起一场数字化、智能化和网络化的革命。制造过程正变得可感知、可预测、可控制,当这一切变成联网的数据之后,工业互联网更深层次的变化发生了:生产全要素、全产业链互联互通,通过精密制造和智能算法,实现制造资源的优化配置。

另一方面,科技公司正在快速渗透到工厂。它们手持AI、云计算、5G等利器,深入到垂直行业,找到传统生产方式的瓶颈,拆解需求,改造生产制造流程和工艺,提升质量和效益。一个行业的解决方案,就是一个新技术落地的场景,也就是一套工业互联网的生态体系。

在继上期推出封面故事《工厂革命之C2M的战争》之后,本期我们继续推出《工厂革命之工业互联网狂飙》。本刊记者深入美的、徐工、树根互联、联想、蔚来、酷特智能、华为、海康威视、商汤科技等制造企业和科技公司,探析这场正在发生的智能制造和工业互联网革命,敬请关注。

“聪明”的工厂

文|《中国企业家》记者 周春林

编辑|万建民

科技的种子,往往要经过漫长的孕育期,才有可能生根发芽。

30年前,华中理工大学(现华中科技大学)机械系硕士研究生李军旗第一次接触了“人工智能”。这是他跟随中国工程院院士、著名机械工程专家杨叔子学习的方向。

此前的1988年,杨叔子首次提出了“智能制造”,当时这一概念在国际上也“尚处在概念形成与实验探索阶段”,杨叔子在1989年发表的论文中首次探讨了制造系统的集成化与智能化问题。

30年后,李军旗执掌的工业富联,成为国内智能制造和工业互联网领域的代表性企业。李军旗也像个布道者,不厌其烦地四处宣讲什么是智能制造、什么是工业互联网。即使时间已经过去了30年,如何向人们说清楚这个问题,仍然有一定的难度。

徐工的工程师讲了两个小故事:非洲的一个露天矿场距离城市几百公里,徐工售出的挖掘机在此作业。以往如果有零配件需要补给的话就只能停工,来回要耽误好多时间,现在可以通过网络实时监测提前预判并备货;在印尼的某个大型项目工地上,工程师发现两台工程机械有两个月没支付租金了,于是直接远程遥控锁车,对方主动联系付款之后才获得解锁。

在联宝位于安徽合肥经济开发区的车间里,一台台笔记本电脑经过安装、调校、检测、包装等多道程序后,等待投递到不同的消费者手中。它们外观上看起来并无明显差异,其实每一台内部定制的专属配置从下单的那一刻起就被记录了下来,并传递到柔性生产线上完成精确匹配。

有别于淘宝、京东、拼多多等与大众生活密切相关、更容易被感知的消费互联网,工业互联网基本隐藏在车间、生产线以及工程师的设计方案里,略显遥远而陌生。车间里的一台台机器,被植入了精密控制软件、工业大数据和人工智能算法,整个生产制造过程不同程度地实现了自动化、数字化、智能化,联网上云,一张张无形的工业互联网正在快速织就。它对于传统工厂的深远影响,已经通过一个个案例被证明;对于国家层面的战略意义,也正在逐步凸显出来。

1月13日,工信部官网正式发布了《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》,明确提出到2023年,覆盖各地区、各行业的工业互联网网络基础设施初步建成,在10个重点行业打造30个5G全连接工厂;打造3~5个具有国际影响力的综合型工业互联网平台;基本建成国家工业互联网大数据中心体系,建设20个区域级分中心和10个行业级分中心。

智能制造和工业互联网这股势不可挡的浪潮,正在深入到制造业的毛细血管。

智能制造与互联网的交汇点

追根溯源,“工业互联网”这个概念,最早是由通用电气(General Electric,GE)于2012年提出的。按照美国国家标准与技术研究院(NIST)的定义,它指的是把全球工业系统和先进计算、分析、传感、互联网能力融合在一起形成的新体系。

GE厉害的地方是不仅系统阐述了这一概念,并且首先将其商业化。特别是GE工业互联网平台Predix的推出,对全球产生了很大影响。除了GE,美国还有一大批跨国企业如思科、罗克韦尔、霍尼韦尔、IBM、英特尔等也加入进来,推动了工业互联网的发展。

2013年,德国在汉诺威工业博览会上正式推出理念与之类似的“工业4.0(Industry 4.0)”。所谓工业4.0,是基于工业发展不同阶段作出的划分。工业1.0是蒸汽机时代,工业2.0是电气化时代,工业3.0是信息化时代,工业4.0则是智能化时代。

德国工业4.0一开始就非常重视生产制造体系的智能化,打造智能工厂。其在工业控制系统、工业网络和工业软件方面的能力,与新一代信息技术结合后,覆盖了更广泛的工业领域。最近几年,西门子、SAP、博世等企业也在大力推动其工业互联网平台的发展,更加关注产业价值链。

日本于2017年提出了“互联工业”,思路与美国、德国差不多,同时融入了本土的精益生产基因,三菱、日立、富士、NEC等领军企业都在大力开展实践。日本有一个重要的探索是打通工厂底层和云端,在工厂现场侧引入计算和人工智能能力,通过工业互联网实现数字化转型,因此也形成了一些联盟,例如日本价值链促进会(IVI)、边缘计算的Edgecross等。

虽然杨叔子院士1988年就研究智能制造,但李军旗真正接触到智能制造是在1995年被公派去日本留学。当他在东京大学智能制造实验室看到大量世界领先的设备时,萌生了一个想法:让世界各地的人都可以通过互联网使用这些先进设备。

这其实就是工业互联网的初步构想,1999年李军旗写的博士论文亦以此为题。经过多次努力,他真的把想法变成了现实,并引起了日本当地媒体的大量关注。但实验成功后不久,李军旗却放弃了智能制造这个方向,原因是在当时成本“太贵了,不现实”。

多年之后,执掌工业富联的李军旗建成了国内第一座“灯塔工厂”,并利用智能制造领域的经验帮助中小企业转型升级。对于大多数企业家来说,弄懂什么是智能制造、什么是工业互联网,并不是一件三言两语就能解决的事情。

在李军旗看来,智能制造就是要实现制造结果的可感知、可预测、可控制、可复制,实现生产制造过程的自动化、数字化、网络化、智能化,打造一个真正的智能化的无忧生产状态。

而工业互联网的核心要素分为“三硬三软”:“三硬”是云、网、端,分别指服务器、网络和智能终端;“三软”是工业大数据、工业人工智能和工业APP。

那么智能制造和工业互联网又是什么关系呢?李军旗解释道,如果没有数字化、网络化、智能化的制造过程,要把它连到互联网上是很难的。某种程度上来讲,只有在实现智能制造的基础上,工业互联网才有可能大面积实现。

为什么要做工业互联网?李军旗说,它实际上是让整个生产环节、生产全要素、全产业链实现互联互通,通过优化流通和制造的环节,实现制造资源的优化配置,实现按需和定制化生产,让企业最终达到提质增效、降本减存的目的。

事实上,中国政府自2017年正式在文件中提及工业互联网,这一领域就呈现典型的两极分化:一方面是大企业纷纷涌入,生怕错过机遇;另一方面是千万中小企业犹疑观望,对其内涵和价值不甚了了。

从国家战略层面来看,我国提出制造强国和网络强国两大强国战略。李军旗认为,这两大战略的交汇点就是工业互联网。