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“互聯網+制造”參考材料“I版+M版”齊頭并進推動中國制造由大變強經過多年發展,我國已形成較完善的工業體系,國內先進制造市場需求巨大,這些都是發展新一代制造業的優勢。但及德、美、日等國相比,我們在關鍵零組件、操作系統、應用軟件等方面還有明顯短板。我國勞動密集型企業、中小微企業數量大、占比高,信息化程度低,在大力發展先進制造的同時,如何保證這些企業成功觸“網”得分,也是政策制定過程中需要考慮的問題。目前,圍繞互聯網如何及傳統制造業結合的討論,呈現雙中心結構。一個中心在加號前端,即由互聯網企業推動的“互聯網+制造”(以下簡稱I版,即Internet版);另一個在加號后端,即由制造業主導的“互聯網+制造'(以下簡稱M版即Manufacturing版\M版方案如德國的“工業4.0”,在國內被熱議,但對I版的討論則相對冷清。實際上,1版相對于M版所需投資較小、適用場景更多,既可滿足中小微企業的觸“網”需求,也可為大型先進制造企業服務。進入移動互聯時代,中國及世界實現“零時差”,國內互聯網企業在規模、技術、應用等維度上及國際先進水平比肩而立,以I版為模板推進“互聯網+制造”成為現實可能。I版及M版大可齊頭并進,共同推動中國制造2025藍圖早日實現。―、M版方案我們選取德國“工業4.0”、博世“慧連制造”、西門子“數字工廠”、GE“炫工廠”四個方案,分析提煉M版共性因素。(一)德國“工業4.0”11報告正式名稱“SecuringthefutureofGermanmanufacturingindustry:RecommendationsforimplementingthestrategicinitiativeINDUSTRIE4.0”。“工業4.0”工作小組將物聯網2在制造業中的應用定義為第四次工業革命3。分布各地的人及物通過CPS4整合在一起,可自主交換信息、觸發操作、獨立控制的機器和倉儲系統構成“智慧工廠”(smartfactory),智慧產品(smartproduct)的唯一識別碼記錄歷史信息、實時狀態、可能的制造路徑,在智慧工廠中完成從原材料到成品的過程。“工業4.0”包括三個主要構想:——價值網絡的水平整合(Horizontalintegrationthroughvaluenetworks):產品設計、數字模型、工藝細節等跨企業云端分享;全價值鏈工程端到端數字整合(End-to-enddigitalintegrationofengineeringacrosstheentirevaluechain):從車間、生產線的規劃到最終產品消費,整條價值鏈端到端的數字化設計開發;——垂直整合的聯網制造系統(Verticalintegrationandnetworkedmanufacturingsystems):根據產品不同自動進行調整的有彈性、可編程的生產場景。如上描繪的智慧工廠、智慧產品等以物聯網為基礎的制造業場景,已經或多或少在近年來發展出的先進制造業解決方案中有所體現。博世“慧連制造”5博世是“工業4.0”工作小組的聯席主席之一。“慧連制造”核心為制造-物流軟件平臺,以此為基礎對生產流程進行云化和再造。方案包括如下三個部分:過程質量管理(ProcessQualityManager):生產全過程2報告中使用的原文是“Internetofthingsandservices”,直譯為物品和服務的互聯網。這里沿用中文習慣,簡稱為物聯網。3報告中定義的前三次工業革命分別為機器、電力、IT在制造業中的應用。CPS:cyber-physicalsystem,網絡實體融合系統,或信息物理融合系統IntelligentConnectedManfuacturingsolutions實時監控,操作界面可視化,異常波動提前預警。遠端服務管理(RemoteServiceManager):產品可遠程控制,廠家幫助客戶對設備進行遠程調試、參數設置、數據接入、錯誤排查、故障解除等工作,減輕產品交割、安裝、維修工作量。預測維護(Predictivemaintenance):產品實時傳回工作數據,可據此判斷何時檢修維護,減少用戶停產檢修的次數。三個部分都是基于物聯網的生產價值鏈延伸,已有“工業4.0”的影子。西門子“數字工廠”6西門子(SiemensAG)是“工業4.0”的重要推手,2006年以32億美元收購PLM7軟件商UGS,將UGS的在線設計平臺NX(其中內置CAD、CAMsX數字生產流程規劃軟件Tecnomatix、cPDM9解決方案Teamcenter收入囊中。以Teamcenter為基礎,西門子將這些系統嫁接在自家的自動化系統Simatic之上,“數字工廠”初步完成。Teamcenter平臺之上,生產者及用戶、供應商通過PLM、MESio、TIAii三位一體的軟件系統平臺實時溝通,達成產品從研發設計到生產規劃、執行、售后服務的全生命周期管理。“數字工廠”中,從產品設計“端”到售后服務“端”,都事先經軟件擬合,云中虛擬產品及現實產品一一對應,生產執行系統可重構。這及“工業4.0”的三重構想基本一致。6£炫工廠12GE炫工廠,是工業互聯網(IndustrialInternet)和先進制造DigitalFactoryPLM:ProductLifecycleManagement,產品全生命周期管理CAD:ComputerAidDesign,計算機輔助設計;CAM:ComputerAidManufacturing,計算機輔助制造cPDM:collaborativeProductDataManagement,協同產品數據管理MES:ManufacturingExecutionSystem,生產執行系統TIA:TotalIntegratedAutomation,全集成自動化brilliantfactory(advancedmanufacturing)結合的產物。用數據鏈打通設計、工藝、制造、供應鏈、分銷渠道、售后服務,形成連貫的智能系統。工業互聯網被GE描述為“大鐵塊+大數據”(bigiron+bigdata),前者即渦輪機、內燃機、風機等大機器,后者即云基分析(cloud-basedanalytics)。及“工業4.0”類似,工業互聯網強調數字世界和現實世界融合,鐵塊之間、鐵塊及人之間通過互聯網實時交流,鐵塊們因而變得可預測、會反應、社會化。先進制造包括3D打印、創新材料等模塊。配合新材料,3D打印讓零件設計所見即所得,及原型機之間幾乎零距離。GE今年初在印度浦那(Pune)建成全球第一家炫工廠,可在同一場地內加工發動機、風機、水處理設備等不同產品,并根據云端從各地實時反饋的數據,自行在各產品間分配人力、設備,減少資源閑置,同時提升市場反應速度。不僅如此,GESoftware推出的Predix?軟件平臺,目標是做成物聯網的安卓。從上述幾個方案看,M版圍繞著硬件智能化、軟件一體化、工業自動化展開“互聯網+制造”。工廠內的制造場景在方案中居于中心位置,企業內網在外圍,公共互聯網處于邊緣。這些方案都有雄厚的傳統工業制造背景,并呈現以下特點:門檻雙高:M版方案的核心技術,如工業自動化(機器人X工業級增材制造等,均掌握在少數大企業手中,技術門檻高;M版方案的各類智能工廠造價不菲,投資門檻高。封閉體系:M版方案中的互聯網,強調的是近場通信、傳感器等封閉環境內的連接對象;云,是少數企業內部溝通用的私有云;大數據,也往往是企業搜集的內部數據。中心驅動:M版方案核心企業強勢主導。除非門檻雙高、封閉體系被打破,否則“工業4.0”構想中的生產分散化、網絡化、去中心化只會留在紙面上,落不了地。這些特點造成M版方案的最大用戶往往正是提出者自己:西門子數字工廠2013年落地在自家的成都工廠、6£炫工廠2015年落地在自家的Pune工廠。從這個意義上說,M版方案只是“巨人的游戲”。創新的速度并未因為互聯網因素的加入而顯著加快,仍然按照工業企業原有的步伐漸進式前進。二、I版方案跟傳統制造業相比,互聯網行業還十分年輕;和制造業巨頭相比,互聯網企業相對稚嫩。I版因此主張加號兩邊的企業發揮各自的優勢:生產場景交給傳統制造業企業,非生產性的制造業價值鏈搬到云端,交給互聯網企業來提供企業級服務。(一)谷歌“Googleforwork”谷歌推出的Googleforwork(以下簡稱GFW)是以云為基礎的一系列企業級服務,包括工作場景中的email、電視電話會、文件處理、分享/存儲,也包括后臺服務如云存儲、計算、API13開發,還有打包的互聯網增值服務如搜索、地圖等。針對制造業,谷歌提出“做聯網的制造者”(Beaconnectedmanufacturer),幫助制造業者建立快速多層次溝通網絡。但該方案還是聚焦在線上部分,硬件產品少,且不是GFW的主打訴求。GFW對節約IT成本、提高運營效率有突出作用,實際上西門子、GE都是GFW的客戶。近兩年Google在硬件方面,特別是機器人相關產品上加緊布局。這些機器人雖然及制造業沒有直接關系,但在傳感器、軟件集成等方面有突出優勢及目前“工業4.0”中生產場景智能化的發展方向不謀而合,值得關注。(二)亞馬遜“AmazonWebServices"亞馬遜的AmazonWebServices(以下簡稱AWS)于2006年推出,面向企業提供云計算等IT基礎設施服務,包括亞馬遜彈性計算網云EC2、儲存服務S3、簡單數據庫SimpleDB、簡單13API:ApplicationProgrammingInterface,應用程序編程接口隊列服務SimpleQueueService,以及內容傳輸入伍CloudFront等。整套云服務計費靈活方便,受到企業用戶歡迎。國內的一些制造企業如手機生產商一加科技,就通過AWS架構網上商城,并根據對流量的需求做彈性調整。(三)微軟的企業服務早在1999年,微軟就推出了適用于機頂盒、POS機等非PC設備的嵌入式操作系統WindowsEmbeddedo使用這一系統的硬件可以及桌面應用程序無縫集成,大大縮短上市時間。隨著WindowsEmbedded不斷升級,適用的硬件范圍更廣,功能更強。微軟最近推出的Azure云平臺和Windows10物聯網版,讓使用不同的數據格式的硬件互聯互通,再結合office系列辦公軟件,創造出獨特的企業級應用生態。制造業企業可以將生產線的軟件控制系統建立在Azure和Windows10之上,實現以Windows為軟件控制基礎的智能化生產。KUKASystemsGroup在設計ChryslerJeepWrangler車體生產線的過程中,就是使用WindowsEmbedded、SQL服務器在云端建造了一個控制平臺,根據客戶反饋調整生產規模和流程。而且由于人機界面采用大家都很熟悉的Windows,縮減了新員工培訓周期。綜上所述,I版代表性企業及制造業的結合各有特點,結合的程度也有差別。亞馬遜做云服務供應商,提供一攬子的企業互聯網解決方案;谷歌在機器人等工業自動化基礎配套上積蓄力量,未來想象空間很大;微軟憑借自己在操作系統方面的優勢,及傳統的工業自動化企業結盟,直接進入到車間和流水線。但他們有兩個共同特點:開放合作。I版方案均強調及傳統制造企業合作,幫助后者更好地適應互聯網、使用互聯網。不論是亞馬遜、谷歌、還是微軟,都是圍繞制造業企業的實際需求在做服務。豐儉由人。I版的通用性較強,在云端可供選擇的組件很多,“用多少服務給多少錢”。這一模式降低了傳統企業接入互聯網的門檻,不論是亞馬遜、谷歌還是微軟,企業客戶中都有大量的中小微企業,一定程度上彌合了企業間規模差異帶來的不公平競爭地位。三、中國的戰略選擇軟件一體化、創新生產硬件、外在移動互聯網是考察中國企業“互聯網+制造”的三個基礎。及世界一流水平相比,移動互聯網發展最迅速,創新生產硬件、軟件一體化還處在追趕的階段。獨特的發展條件要求我們走一條具有中國特色的“互聯網+制造業”道路。(一)中國的優勢和劣勢中國發展“互聯網+制造業”具有自己的優勢:一是已經有比較完善的工業體系,尤其在ICT產業中已經局部領先。華為、中興已是全球領先的電信設備供應商,中移動是TD-LTE標準的重要推動者之一。在應用端,中國的移動互聯企業也已經取得全球領先地位。二是市場規模巨大,發展前景廣闊。2012年中國制造業增加值占全球的22.4%,排名第一。據Accenture估計14,未來15年工業物聯網將為中國的GDP累計貢獻4970億美元;如果對工業物聯網采取適當的傾斜措施,這一數字將大幅提高至18240億美元。表1全球制造業增加值排名前十的國家15排名2012年全球占比(%)|20^20021i9214MarkPurdy,LadanDavarzani.TheGrowthGame-Changer:HowtheIndustrialInternetofThingscandriveprogressandprosperity,AccentureStrategy.201515制造業增加值以美元計算,數據來源于UnitedNations和MAPI的統計。

表1全球制造業增加值排名前十的國家15排名2012年全球占比(%)201220021992122.4中國美國美國217.4美國日本日本39.7日本中國德國46.0德國德國意大利52.8韓國意大利法國62.4意大利英國英國72.3俄羅斯法國中國82.2巴西韓國俄羅斯92.1印度墨西哥西班牙102.0法國加拿大加拿大三是國家政策積極支持。從中央到地方,均已為制造業轉型升級制定多項支持計劃。2012年7月,國務院印發《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》,加快發展新一代信息技術、高端裝備制造、新能源、新材料等七大產業,并把物聯網、云計算列為重大工程。近期出臺的“中國制造2025”將互聯網和制造業結合作為未來制造業發展的重要方向。但中國發展“互聯網+制造業”的劣勢也很明顯。工業自動化從軟件到硬件發展系統性滯后的局面沒有顯著改變。軟件方面,工業軟件開發,特別是數控機床、機器人等系統軟件開發的能力較弱,及國際先進水平相比差距較大。硬件方面,關鍵零組件嚴重依賴進口、開發能力較弱、技術積累不足等成為制約中國高端制造業發展的瓶頸。(二)中國發展“互聯網+制造業”的戰略選擇一切從M端出發是否是最優選擇?對于德美日等在工業3.0中領先的國家來說,工業4.0是一個平滑過渡,是工業自動化向云端的自然延伸。而中國還在補齊3.0時代的短板,需要克服困難、跳躍式發展。在I端,不管是移動互聯網還是物聯網,都屬于新生事物,處于創新爆發階段,國內企業在這方面及國際領先水平差距不大,甚至還要超過國際同行。這樣的現實條件,促使我們思考,從加號兩端同時推進可能更適合我國國情。——兩手抓:I+M混合版李克強總理在今年政府工作報告中提到了兩個重要的概念,一個是“互聯網+”行動計劃,另一個是“中國制造2025”。前者強調利用互聯網的力量推動傳統產業轉型升級,后者被外界解讀為中國版工業4.0。我們認為,這實際上是一個中國特色的I+M混合版規劃。I端M端并舉,既非偶然也不孤立。制造業在國民經濟中的地位舉足輕重,“互聯網+”如果沒有辦法撬動這個大塊頭,對中國經濟轉型升級的貢獻終究有限。反過來說,移動互聯網為中國傳統制造業布局全球、升級服務提供重要的機會窗口,特別是對中小型企業、創新型企業尤其如此。坐失這一戰略機遇,后續及全球領先企業的競爭之路必多坎坷。——軟硬結合:硬規劃和軟扶持軟硬結合,意味著既要從軟件和硬件兩方面入手,補齊短板,硬件部分如核心組件、傳感器、新材料等,軟件部分如操作系統、企業級應用等;也要尊重M端和I端的技術開發特點,針對性地出臺軟扶持或者硬規劃。M端的技術開發特點是創新周期長、需要持續投資,創新的方向性、可規劃性較強。例如,硬件的性能提升、產能釋放、價格下降速度都是可預測的,這樣的特點比較適合由政府牽頭,產業配合做長期的戰略規劃。正如相關評論指出的,“工業4.0”是第一次被事先預測到,而不是被事后觀察到的工業革命16。中國大可以借鑒德國的經驗,對M端進行硬規劃。但是,I端的技術創新可規劃性較低。一方面,突發的、顛覆性的創新多發,增加

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