通用電氣這艘工業(yè)航空母艦終于為當下如火如荼展開的工業(yè)革命巨變調好了音,推出工業(yè)云平臺,宣示著全新的工業(yè)拐點已經(jīng)到來。在制造業(yè)的數(shù)據(jù)交響樂聲中,所有的實體機器都將轉化為數(shù)據(jù)經(jīng)濟,空前龐大的人機交互式工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字帝國遙遙在望。
GE調音
在2015年9月“智慧與機器”(Mind+Machine)大會上,GE總裁伊梅爾特稱,到2020年,GE軟件收入將達到100億美元。然而隨后又宣稱更改為150億美元。這個看似低級的失誤,讓外界無意中看到了GE內部對軟件部門認知所存在的搖擺。
GE早期引入數(shù)據(jù)分析平臺 “工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的時候,是跟大伙伴一起玩的,包括天下無敵的亞馬遜云服務AWS;GE還跟埃森哲合資成立Taleris公司,用于補齊GE云計算的短板。GE曾列舉跟埃森哲、IBM的不同,暗示自己不是咨詢公司,也不是軟件公司。然而GE最新莊嚴宣布,通用電氣打算成為全球第十大軟件公司,直面IBM、微軟這些軟件巨頭。
這個工業(yè)巨無霸一直在行業(yè)精耕細作,做事強悍,只求市場份額的第一或第二。此刻為何如此搖擺?
究其根源,還在于工業(yè)巨變的影響。在工業(yè)發(fā)生變革的過渡期,所有被熱望灼燒著的巨人們,每天都在反復擺弄著自己手上的牌,希望能打出漂亮的組合,迎合窗外那些迫不及待地需要聽到新希望、新方向的形形色色的聽眾。
GE終于為這次革命性巨變調好了音。在最近一次談話中,伊梅爾特發(fā)狠似地說道,所有企業(yè)和公司,如果不能把軟件作為其核心業(yè)務組成,都將被顛覆出局。
對于國內制造業(yè)而言,這可以說是一個充滿了冷冷寒意的規(guī)勸。
軟件帝國冉冉升起
2015年10月,GE正式宣布將內部的所有數(shù)字職能都整合到“通用電氣數(shù)字集團”(GE Digital),將軟件和分析技術與該公司的工業(yè)產品整合到一起。GE Digital估計2015年實現(xiàn)軟件營收60億美元,通過五年時間躋身全球10大軟件公司。
雖然GE Digital目前占比不過GE的4%,但絲毫不影響GE認定這就是未來。正如西門子成立的Digital Factory數(shù)字化技術集團一樣,GE Digital也在確立自己在未來的主導地位,并深刻地影響著其他交通、能源、建筑等傳統(tǒng)優(yōu)勢工業(yè)部門。
GE毫不含糊地設立了CDO(首席數(shù)字官)這樣一個全新的角色,這也是GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略中的重要一環(huán)——不過CIO(首席信息官)的角色依然保留。首次擔任CDO角色的是從思科空降到通用電氣的魯奇。
魯奇加入GE一年之后,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正式向外公開。作為CDO,他需要協(xié)助GE完成“數(shù)字主線”(Digital Thread),作為GE下一步的制造系統(tǒng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的全整合、從設計到制造的全流程數(shù)字化。
作為GE Digital總裁,魯奇還是做了一個非常小心謹慎的探索。GEDigital被分成兩個部分:一個是面向行業(yè)的軟件解決方案Software&Service。GE這個老牌自動化設備和軟件供應商擁有大量的行業(yè)經(jīng)驗,在面向包括航空、能源、醫(yī)療等十三個行業(yè)領域的軟件解決方案上面可以說得心應手;另外一個是Predix云平臺,這是一塊需要小心處理的探索之地。
工業(yè)云平臺唱大戲
作為連接機器、數(shù)據(jù)和人的重要平臺,Predix在2013年10月首次公開示眾。它可將各類數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的標準進行規(guī)范化梳理,為云計算和大數(shù)據(jù)技術提供隨時調取和分析的平臺,工程師們可以在Predix上按照自己企業(yè)的需求編寫程序和應用,各取所需。各種分布式計算、大數(shù)據(jù)分析、資產管理、M2M通訊、移動性都可以疊加在上面。
Predix有時候會跟iOS和安卓操作系統(tǒng)相提并論。GE希望在此為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建立工業(yè)生態(tài)系統(tǒng),在此之上,建立APP應用商店,建立面向工業(yè)應用的GE Store。
2014年,GE將各種設備管理方案,整合成四十余種名為Predictivity數(shù)據(jù)與分析解決方案,通過增加可靠性,提高資產性能,延長資產壽命,增強資產安全以幫助企業(yè)優(yōu)化資產。一年之后,GE決定升級,向所有企業(yè)開放Predix操作系統(tǒng),幫助各行各業(yè)的企業(yè)創(chuàng)建和開發(fā)自己的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用。
Predix云平臺的開放,意味著GE決定通過放棄眼前利益,爭取通過GE的產品和標準,在世界范圍內搭建一個廣泛的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。
如果說GE Digital的Software是人員、物流、信息流相連的各種局部交匯處,那么Predix則是解決人、機、數(shù)據(jù)相連的最終交匯之地。
這就是工業(yè)云所在地。工業(yè)云的應用會給制造業(yè)帶來靈活的編程和數(shù)據(jù)分析方式。這意味著會有大批程序員走進工廠,工業(yè)將變得軟件化。通過IT信息技術和OT運營技術,借助Predix云的連接,工廠的資產管理、機器數(shù)據(jù)更加可控。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)承載著GE的未來之夢,而Predix則是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的云平臺。伊梅爾特已經(jīng)堅定信念,APP才是工業(yè)的未來。
GE迫不及待地希望2016年會有2萬名開發(fā)者在Predix平臺開發(fā)應用軟件。到2020年,GE商店內的應用程序目標為50萬個。而所有這些APP的安身之地,就是GE寄予厚望的Predix平臺。
Predix其實主要源自GE原有的EAM資產管理軟件的云化和平臺化處理。由于不同組織業(yè)務的特殊性,Predix的實際廣泛應用其實仍然存在著不確定性。它到底是一個操作系統(tǒng),還是PaaS平臺,抑或是一個數(shù)據(jù)中心,似乎讓GE頗費躊躇。
GE數(shù)據(jù)海洋
GE的產品線非常龐大,覆蓋能源、醫(yī)療、家庭、交通運輸、金融等。光能源集團,旗下業(yè)務就覆蓋了發(fā)電、水處理、能源服務、石油和天然氣、可再生能源、檢測控制等。而所有的這些業(yè)務,GE找到了一個共性,那就是:數(shù)據(jù)無處不在,而且其價值被嚴重低估了。從這個角度出發(fā),到2014年年底,GE聲明自己已經(jīng)管理著價值1萬億美元的資產和由1000多萬個傳感器追蹤的5000多萬的獨特數(shù)據(jù)。
GE的車隊服務Fleet Service每天管理著超過26,000的車輛資產,由7.95億美元資產通過260萬個傳感器所產生;
GE采礦方案團隊監(jiān)控來自世界各地每10分鐘從50個網(wǎng)站超過200000的信號;
GE的700臺9 E燃氣輪機組在全球運作累計超2500萬小時;
GE運輸每年從13300臺機車分析產生了146TB的數(shù)據(jù)……
隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的暴發(fā)性發(fā)展,無與倫比的數(shù)據(jù)海洋展露出一望無際的浩瀚。那后面一定有財富,五百多年前大航海的故事似乎又要在虛擬空間上演。虛擬海洋的財富主權同樣并不確定誰是真正的主人,它在呼喚雄心勃勃而有準備的探險者。
制造業(yè)上演數(shù)據(jù)交響樂
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心是資產管理,尤其是設備資產的數(shù)據(jù)管理。這與工業(yè)4.0強調的生產與制造有很大不同。傳統(tǒng)工業(yè)設備每天產生大量數(shù)據(jù),如果利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)手段將這些數(shù)據(jù)整合出來提供給客戶,可能會實現(xiàn)工業(yè)設備能源效率的提升;而工業(yè)企業(yè)合理利用這些數(shù)據(jù),也能促進自身以更快的速度發(fā)展。因此GE慷慨大方地建議,就地挖寶吧!每一個工業(yè)企業(yè)投資者都應該理解自己的互聯(lián)網(wǎng)策略是什么。
在GE的眼里,一輛機車就是一個奔跑的數(shù)據(jù)中心。飛機引擎是飛行的數(shù)據(jù)中心,它們每天產生巨量的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)可以反饋給客戶,用于提升燃油效率,改善它們的環(huán)保表現(xiàn)。甚至一個企業(yè)的資產觀也將發(fā)生變化:GE的發(fā)動機,不必是波音空客的設備,而是GE自己的資產,可以隨時傾聽、維護和預警。換言之,工廠生產的智能產品,也許就像是一只只鴿子,不管放飛多遠,它們都會為數(shù)據(jù)中心帶來回信。
先進制造業(yè)對GE的影響力正變得更加明顯,這也改變了GE高層的思維模式。在過去,GE發(fā)動機大約40%的生產任務外包給全球的供應商;而基于對制造業(yè)全新未來的考量,GE不打算外包了,一反常態(tài)地計劃將更多的制造工作放在GE內部,以獲得更多的供應鏈增值。
這是一個清晰的信號,這對于中國制造而言,這也是一個至關重要的啟示:制造業(yè)才是未來經(jīng)濟競爭的基礎。
作為制造業(yè)主體之一,GE身體力行地推薦自己的卓越工廠(Brilliant Factory)實踐,這既是高級數(shù)據(jù)分析向全球進行示范的明證,也是自我發(fā)展的最好推動力。GE去年5月在印度普納正式運營的卓越工廠,可以實現(xiàn)混線生產,如發(fā)動機、渦輪以及這些產品零部件的制造。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的要素展現(xiàn)得淋漓盡致。
工業(yè)數(shù)據(jù)正在變得無與倫比地重要。在機器發(fā)展的歷史上,最早的機器本身并不產生數(shù)據(jù)。而隨著它和電子技術、信息技術、控制等相融合之后,數(shù)據(jù)開始出現(xiàn),并被廣泛收集,但工廠人員只是做簡單的監(jiān)控、反饋和分析。
終于,當所有的資產都配備傳感器、能夠定制數(shù)據(jù)流、記錄硬件的表現(xiàn),當所有這些數(shù)據(jù)都可以被分析并用來優(yōu)化性能的時候,再往前走一步的時刻來臨了:基于專業(yè)的分析,智能機器能夠將生產力提高到一個全新的水平。這就是GE所理解的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”,機器、人、數(shù)據(jù)可以相連,借助行業(yè)知識和專家經(jīng)驗,通過工業(yè)數(shù)據(jù)的分析,全新的價值出現(xiàn)了。冷冰冰的金屬可以跟大腦智慧相交融,這是個重新定義“機-智”(Machine+Mind)的時代,數(shù)字化開始成為主宰工業(yè)升級的新派力量。
工業(yè)數(shù)字財富之城
GE總裁的視線已經(jīng)被工業(yè)全新的財富所誘惑。伊梅爾特不屑于辯論工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術泡沫是否存在,他強調,目前數(shù)字化技術在消費領域APP經(jīng)濟已經(jīng)創(chuàng)造超過3000億美元的市場價值。而工業(yè)領域的發(fā)展,將遠遠超過這個數(shù)字。而GE的科學家認為,即將到來的2030年,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將增加15萬億美元的GDP。
GE堅定地相信,全新的工業(yè)拐點已經(jīng)到來。OT技術(運維)將接過神力不再的IT技術的魔棒,數(shù)據(jù)將成為全新的主導性推動力??恐嫶蟮纳窠?jīng)末梢,所有的實體機器都會轉化為數(shù)據(jù)經(jīng)濟,從而建立一個龐大的數(shù)字帝國。所有工業(yè)領域的人類知識財富,都在此堆積。
閃耀之巔,那將是一座無與倫比的財富之城。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)源自設備資產管理需求
設備維護與能源管理一直是工業(yè)領域最重要的命題之一。2012年11月,GE推出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)——打開機器與智慧的邊界”白皮書,熱情洋溢地宣告工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開啟了工業(yè)經(jīng)濟的新時代,智能儀表的優(yōu)化,可以使得單臺設備以最好的狀態(tài)運行;而相互連接的機器,則可以形成智能網(wǎng)絡。
在過去,飛機引擎中的傳感器都是被動模式——直到出現(xiàn)故障才會在儀表盤上亮紅燈。這類傳感器有很多,例如測量溫度、壓力和電壓的,其傳感數(shù)據(jù)過去很少被保留和研究。在大多數(shù)飛行中,引擎只會保留三個平均值,分別是起飛、巡航和降落數(shù)據(jù)。而在GE的下一代GEnX引擎中(裝備波音787飛機)將會保留每次飛行的所有基礎數(shù)據(jù),甚至會從飛機實時傳輸回GE分析。這樣一臺引擎一年產生的數(shù)據(jù)量甚至會超過GE航空業(yè)務歷史上所有的數(shù)據(jù)。雖然機器間通過傳感器通訊已經(jīng)不是什么新概念,但是GE的業(yè)務規(guī)模能讓這種想法得到更快實現(xiàn)。顯然,作為擁有最大規(guī)模的工業(yè)數(shù)據(jù)集,同時掌握歷史數(shù)據(jù)并監(jiān)測未來數(shù)據(jù),GE能夠測試任何算法的可行性。這就是GE面向未來的數(shù)據(jù)戰(zhàn)略。
診斷和預測被認為是面向不同時間的世界觀。以往的設備維護往往都是“應激性”反應,有故障報警再去解決問題,這被稱為“診斷Diagnositics”;而隨著主動性預防和維護的普及,現(xiàn)在“預測性Progostics”診斷則是希望提前了解設備的運行節(jié)點,并做出主動性調整。這已經(jīng)成為設備資產管理行業(yè)發(fā)展的主流方向。
根據(jù)美國著名的自動化咨詢公司ARC的2015年調查報告,在美國目前只有18%的工廠利用設備數(shù)據(jù)進行主動性預防維護,而且往往只限于過程參數(shù)數(shù)據(jù),如材料的溫度、壓力等簡單數(shù)據(jù)。其他大量的設備數(shù)據(jù)都被忽視,直接丟棄。這些數(shù)據(jù)隨著機器鐵銹,悄無聲息地散發(fā)到大氣中了。
然而,隨著大數(shù)據(jù)時代的到來,工業(yè)從業(yè)者重新意識到這個充滿鐵銹味的數(shù)據(jù)的價值。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)數(shù)據(jù)覺醒時代的最好代名詞。一個龐大的物理世界——由機器、設備群和網(wǎng)絡組成,通過大數(shù)據(jù)與數(shù)字分析的能力,與人的決策相連。這種虛實結合的工業(yè)新場景,激發(fā)了工業(yè)的想象力——準確地說,人們試圖給機器開始增加想象力。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“機與智”
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心,就是解決人與機器的連接問題。這其中涉及到的先進分析(高級分析),就是工業(yè)大數(shù)據(jù)專業(yè)分析。與普通的數(shù)據(jù)分析不同,它涉及復雜的工業(yè)知識模型。
在圖4所示的三個要素中,智能機器將現(xiàn)實世界中的機器、設備、機群和網(wǎng)絡通過先進的傳感器、控制器和軟件應用程序連接起來;高級分析則是使用基于分析與預測算法,結合各種關鍵學科的深厚專業(yè)知識來理解機器與大型系統(tǒng)的運作方式;而人員的連接,也是關鍵的一步。通過實時連接,連接各種工作場所的人員,將人的決策性因素與設計、操作、維護以及服務相關聯(lián)。
這是冷冰冰的金屬與智慧的連接與融合,Big Iron +Big Data=Big Outcome(大鐵砣+大數(shù)據(jù)=大產出)。數(shù)據(jù)和知識連接了一切設備。
剛剛被GE收購的生命科學儀器制造商賽默飛(Thermo Fisher)的化學分析儀在原有的智能功能基礎上添加網(wǎng)絡連接功能,一旦進入危險環(huán)境,化學分析結果就會馬上傳輸給用戶,立即啟動化學緩解過程,無需等待就實現(xiàn)儀器和人員凈化。賽默飛通過GE的 Predix云平臺,用于安全地獲取、分析和儲存產品數(shù)據(jù),并傳輸?shù)焦緝炔亢涂蛻羰稚稀?/FONT>
而德國醫(yī)療設備制造商百多力(Biotronik),生產各種不同的起搏器、胰島素泵和其他設備。現(xiàn)在百多力決定為所有的設備加上互聯(lián)的屬性。突然間,就像是掃地雷的游戲一樣,當一個恰當?shù)睦c被掃除后,大片的孤島瞬間連成了一個大陸:家庭健康監(jiān)測系統(tǒng)。病人不同器官的數(shù)據(jù),會被整合到一個數(shù)據(jù)處理中心,這樣醫(yī)生就可以全面地監(jiān)測病人身體健康狀況,而且遠程就可以實現(xiàn)。
工業(yè)升級的斗法路徑
“工業(yè)4.0”讓德國工業(yè)出盡了風頭,然而這只是面向未來的工業(yè)升級的一個技術版本之一。西門子對智能工廠充滿了期待,它很清楚,智能工廠繞不開自動化設備——這是它的強項;智能產品繞不開產品設計,這也是它的強項。
從GE的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定義中看,它并沒有直接回答產品設計問題——似乎忽略了這在工業(yè)領域的一個宏大的重要主題。這個一閃而過露出來的空當,很快被同是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)成員的美國PTC公司所解決——這是西門子PLM(產品周期管理)軟件領域事業(yè)部多年來最大的兩個競爭對手之一。PTC做了一個精準的選擇,將前端的設計研發(fā)與后期設備的維護與聯(lián)網(wǎng)進行打通。數(shù)據(jù)流動,仍然是決定性的焦點,這一點與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略高度一致。
連接產品設計與生產制造,打造CPS(信息物理系統(tǒng))的連通,是德國人選擇的一條路——盡管德國工業(yè)4.0所提到的橫向價值鏈體系中,也同樣提到了售后服務,但生產仍然是壓倒性的因素。
而連接設計與設備資產,尤其設備與決策模型互連,是美國選擇的另外一條路徑。設備相連似乎是一個更容易實現(xiàn)的生態(tài)系統(tǒng)。它內在的邏輯,不是更快地生產,更是更高的效率:資源配置和優(yōu)化是同樣重要的大事。這對于備受產能過剩困擾、急需降低成本和盡快提升固有資產價值的中國制造業(yè)而言,是一個不錯的選項。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與實施路徑
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅拓展了制造業(yè)邊界,而且也進一步呼應了另外一個正在如火如荼燃起的新經(jīng)濟現(xiàn)象:共享經(jīng)濟。那就是替代原有的產品所有制,減少把產品據(jù)為己有的需求,通過共享閑置機器形成全新的服務鏈條?!胺占串a品”的商業(yè)模式允許用戶獲得產品完整的服務,但只需要支付他們消耗掉的那部分產品。顯然,這種變體正是“共享使用”的核心。企業(yè)設備的租賃、多余機器的閑置生產能力,很快將成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)利用數(shù)據(jù)調度物理實體的一個蓬勃發(fā)展的方向。
與此同時,無論什么樣的革命,都不能忽略能源機制。而分散式能源將成為當下工業(yè)升級的一個不可忽略的現(xiàn)象——美國著名科技學者里夫金已經(jīng)在狂熱地擁抱這種他認為即將到來的能源革命。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的體系下,能源管理本來就是其中天生的組成部分。而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的開發(fā)性與去中心化的特征,也與分散式能源的發(fā)展相得益彰。
這些問題都將隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)展而愈發(fā)清晰。對于當下,更為迫切的需求是,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)如何迅速落地。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟中,各個成員通過TestBed實驗床,已經(jīng)迫不及待地推出了很多有特點的局部實踐和示范點。
如果我們更為現(xiàn)實一點,就整體而言,必須解決四個問題。
設備問題:全新的設備需要具備入網(wǎng)功能;而既有設備的翻新則需要通過各種傳感器進行可靠、安全的數(shù)據(jù)收集。機器需要開口說話,首先需要不再聾啞——傳感器、接線器、連網(wǎng)都是必須要邁出去的一步。
數(shù)據(jù)分析:建立高級數(shù)據(jù)分析的架構。這看似是個信息化問題,但實際上卻是一個工業(yè)技術體系的問題。如何能在在各種資產之上,建立業(yè)務模型,使得不同的設備數(shù)據(jù)可以匯聚和分析,首先是一個學科工程師、現(xiàn)場技術人員需要回答的問題,其次才是一個IT工程師的問題。采集什么數(shù)據(jù),分析什么數(shù)據(jù),依賴何種數(shù)學模型,都在考驗著一個企業(yè)工業(yè)技術的Know-How。
系統(tǒng)平臺:建立全新的平臺,在一個共享的體系框架下,支撐不同的應用,從而使得不同領域不同工作組的人,都可以共享信息和知識。GE迫不及待地推廣Predix,這顯然是最佳路徑。不過對于企業(yè)而言,建立一個內部可以共享通用的平臺,應該也是一件必選項。事實上,當產業(yè)邊界不知不覺地被拓展,在大規(guī)模定制的時代,這個系統(tǒng)平臺將成為企業(yè)最有價值的數(shù)據(jù)資產。
最后一個問題自然是管理問題,也就是商業(yè)流程體系將會發(fā)生改變。大部分商業(yè)決策——如果不是全部,都需要從機器分析中所獲得數(shù)據(jù)來進行驅動。然而企業(yè)管理者必須首先要相信設備入網(wǎng)、高級分析、系統(tǒng)平臺搭建完全可信,相信工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在引起巨變,這一切才會發(fā)生。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不是互聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)化,而是設備管理效能的深度升級;不是簡單的數(shù)據(jù)能力挖掘,而是一個生態(tài)體系的建設。在這一生態(tài)體系下,萬物互聯(lián),人機的融合到達了一個巔峰的高度。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的眼界中,以前的機器忽然變成了一個偷懶的家伙:愛耍脾氣愛生病愛罷工。這次,它的健康情況被無數(shù)個神經(jīng)網(wǎng)絡無時無刻地監(jiān)控起來。數(shù)字化武裝的賽博系統(tǒng)變成它的新管家。所有的機器和設備被逼到極致,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)使得設備故障的幾率和時間大幅度降低,而且讓設備能夠在能耗最低、性能最佳的狀態(tài)中工作。
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