智能制造专题:工业互联网技术的三大功能要素如何赋能数字化转型(转)

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  • 上传时间:2020-07-27 09:30:40
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新基建与实体经济的融合不断落地,数字化为传统行业赋能进入实践期。今年上半年,中国二十多个省份出台发展新基建规划,加快构筑数字经济“底座”,企业也正努力搭乘合适的数字快车。

中国信息通信研究院的数据显示,2018年,中国产业数字化占GDP比重为27.63%,落后于英国的54%、美国的52.8%、德国的54%。这意味着在中国数字技术对整体经济的渗透远远不够。2020年,中国官方发起企业“上云用数赋智”行动,要求平台企业帮助中小微企业渡过难关,提供多层次、多样化服务,减成本、降门槛、缩周期,提高转型成功率。以平台企业整合上下游,打造数字化应链,不仅能给中小企业提供系统服务,同时也能帮助企业找到市场,这也是新基建的价值所在。


  企业数字化转型:厚积薄发

  工业互联网一个非常重要的目标是提升工业经营和运营管理效率,实现跨业务领域和部门的全流程信息透明化,管理精细化,决策智能化。工业互联网可以看作企业数字化转型过程中的使能技术。

  企业的数字化转型可以分为三个阶段,信息化,数字化和数字化转型。

  在数字化转型过程中,信息化是基础,是数字化转型的第一阶段。信息化将模拟性的信息转换为数字化的信息,最典型的是把日常工作中的纸质表单,仪表手工抄集等数据输入计算机进行管理,处理和使用展示。信息化的特征是信息化应用软件的普及使用,实现数字化的信息管理流程。具体地说,就是按业务性质的分割,建立了一系列的业务应用系统,包括ERP、PLM、SCM、MES、CRM、APM等等,在不同的业务范畴内实现信息的数字化管理,作业流程的自动化,对人事组织、业务经营、产品设计、生产过程的数字化管控。在这个阶段,所追求的是工作流程效率的提升。

  作为数字化转型的第二阶段,数字化追求在中游打通企业内部的业务价值主线,并延伸到上下游的供应商和客户端,实现生态上下游的数据和价值联通。数字化在信息化的基础上,进一步实现数据驱动的决策和全流程的优化,从而推进以用户为中心,拉动全生态的研产供销服务一体化的数字化运营。在这个阶段中所追求的是优化资源的配置效率,动态响应的生产环境,供应链市场生态的变化。

  在数字化的日益成熟的基础上,有些企业会逐渐把注意力转移到基于此种能力对新产品、新服务、新业务的创新性发展,进而驱动新的商业模式,为企业的发展带来了更大的发展空间。比如说,在一些大型装备销售企业,如果通过数字化创新提升他们的数字化服务能力,更好地服务他们的客户,甚至可以从原来的设备销售商转型成为运营商。这可以说是数字化转型的最终目标。

  从生产和运营的角度来看,数据、模型和应用是工业互联网技术的三大功能要素。

  通过这三大要素构成闭环反馈,可以实现单体设备的优化,多体设备或系统的优化,以及业务经营的优化,最后的目的是为了追求业务价值的实现。

  工业互联网的应用覆盖的范围很广泛,不仅包括大家所熟悉的设备维护,还包括生产环境中几乎所有其它的业务范畴,从工艺、质量、能效,甚至排产等的过程优化。

  工业互联网在实施的过程中,或许起点于单台设备的优化,一条工序流程的优化,一个业务范畴如能效的优化,但其能力和所追求的目标,是跨设备、跨工序、跨业务范畴的全流程全局联通和优化,这一点与数字化的目标是一致的。

  从另外一个方面来看,三大功能要素中的模型分析和工业应用,是将工业技术、知识、经验,通过模型化和软件化进行沉淀和积累的有效载体。模型化更多的是对现实世界自然规律的认知的沉淀;而软件化则更多是生产规则和业务逻辑的表征。

  过去针对工业环境里建立的多种针对具体领域的工业软件,聚焦于如何解决该业务领域的问题。工业互联网特别关注的是实现将数据联通、算法模型和实现业务逻辑的工业应用构成多个层次的闭环优化,创造价值。一旦这样一个系统建立起来以后,不仅仅能为解决眼前的数字化发展问题是提供技术支撑,也为数字化持续改善提供一个厚实的基础。

 数字化进程:数字化技术发展趋势

  显然,孵化并且成熟于互联网特别是消费互联网的ICT技术是推进数字化转型的核心技术基础。这些技术的发展是为了应对消费互联网高并发、大流量、变化多样的信息处理的需求,从而形成了具有弹性伸缩能力、支持多租户的虚拟化分布式的云计算架构,支持容器化微服务的敏捷研发和灵活运维一体化的云原生技术体系,能存储和分析海量异构多样的消费者、市场和业务数据的大数据系统,以及机器学习和基于深度学习算法的人工智能(图像识别、语音识别以及自然语言处理等)等技术。

  简单地说,这些新技术对数字化转型的支撑,多在于对针对具体场景的应用软件的开发和运维的支撑的经济性,特别是从技术门槛和成本的方面来看。要做一件事,以往是事倍功半,而这近二十年的技术发展,做同样一件事,已经可以是事半功倍。对于企业来讲,目前的一个关键问题是在这样一个时机节点上,如何充分利用这些技术行数字化之事,成转型之功。

  显而易见,这些技术是数字化转型的使能工具,而不是数字化转型本身。换句话说,把这些技术引入企业,建立一系列的技术性平台,并不就能够自动实现数字化转型。但是,如果不关注这些技术,不了解这些技术的使能作用,不能把这些技术有效地利用起来,数字化转型会举步维艰,或难以持久深入。

  数字化转型的技术基础是非常广阔的,也非常复杂,企业虽然可以通过自主研发把这些技术引入,但是不仅工作量非常大,同时需要的专业技能也相当的深厚。更可取的方法是通过引入平台化的技术,避免踏进“重造轮子”的泥坑。

  数字化的提升机会

  不同的企业信息化发展的程度是不一样的,不少企业还处于信息化水平低,在日常的生产过程中存在大量手工输入的工作,效率很低下,很难对于生产过程发生的事件实现及时响应。另一方面,这类企业还缺乏操作辅助系统对操作进行指导、防错和追溯。进一步来看,即使一些企业建立了不少垂直化信息系统,但并没有将这些系统打通,导致对生产过程缺乏全局的了解和管理。除此之外,还有另外一个问题就是远程监控的能力。在目前很多的生产环境中,当出现问题的时候,需要派人到现场去调查。所有这些现象在不同行业存在的程度不同,但是,总体来看,整体数字化提升空间是非常大的,而工业互联网可以为解决这些问题提供一个很好的技术手段。

  在多数的工业/制造业企业,现有信息化的应用系统大多按传统的IT系统垂直架构,以项目制而独立构建,开放性比较低,相对封闭,整合困难,生死难往来,形成多个烟囱式的应用系统,以及多个数据孤岛。同时这些系统一般沿用传统的应用开发模式,导致功能大而全,内部功能模块紧耦合,可复用性低,造成开发工作量繁重,更新困难。这种状况,要打通上述跨越业务边界、部门边界、甚至企业边界的数据主线、价值链主线,实现信息联通和流程联通,以及敏捷开发和迭代更新众多的业务应用软件,以应对日益多变的业务和创新需求,面临着很大的挑战。

  因此,对数字化转型的推进需要引入新一代的技术,对现有的信息化技术体系进行重整和升级,只有在新的技术体系之上才能有效地实现对业务系统数字化的重构和提升。上面所提到的互联网技术以及相关的技术则可以成为这一次技术体系重构的技术基础。同时,工业互联网可以作为支撑数字化转型的核心技术体系之一。

  由于工业场景复杂性、需求的多样性,特别是对于安全可控性、稳定可靠性以及对低时延的实时性的严格要求,支撑数字化转型的工业互联网平台必须具有高度的灵活性,特别在部署模式方面,不仅可以部署在不同的公有云上,也可以部署在企业内部的私有云上,具有多云适配的能力,并且能够部署在生产环境的边缘端,支持不同应用场景对部署模式的要求。

  工业互联网平台可对传统的IT架构进行重构提升,避免和取代烟囱式的应用系统和数据孤岛的形态,为数字化转型以及数字化的持续提升打下牢固的技术基础。