導讀:工業(yè)軟件是制造業(yè)的大腦與神經(jīng),沒有工業(yè)軟件,就不可能有現(xiàn)代化的制造業(yè)。
圖片來自“123RF”
日前,美國PTC公司宣布以4.7億美元并購Onshape公司,大踏步地向工業(yè)軟件云化進軍。西門子、達索、SAP等工業(yè)軟件巨頭也是頻頻大手筆兇猛而精準地并購優(yōu)秀工業(yè)軟件,構建自己強大的產品線和競爭力。與之形成強烈反差的是,國內工業(yè)軟件公司存在規(guī)模小、技術弱、合作散、營商環(huán)境差等原因,與國外巨頭公司無法形成有效競爭。
工業(yè)軟件是制造業(yè)的大腦與神經(jīng),沒有工業(yè)軟件,就不可能有現(xiàn)代化的制造業(yè)。令人擔憂的是,我國9成的工業(yè)軟件市場是被國外公司所壟斷,對我國制造業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展與安全構成了很大的隱患與風險,特別是中興、華為等事件之后,重視與發(fā)展本土工業(yè)軟件已經(jīng)迫在眉睫了。
本土工業(yè)軟件公司到底該如何制訂適合自己的發(fā)展戰(zhàn)略?仁者見仁,智者見智。老子在《道德經(jīng)》中寫道:“有無相生,難易相成,長短相較,高下相傾,恒也。”意思是說有和無互相轉化,難和易相輔相成,長和短互相比較而顯現(xiàn),高和下相互對立而存在,這是永恒的道理。筆者認為借鑒老子這四句話,把握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新機遇,就可以構建出本土工業(yè)軟件在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大背景下的四種發(fā)展策略。
“有無相生”,虛實融合順大勢
縱觀美國GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、德國工業(yè)4.0、日本互聯(lián)工業(yè),以及我國的智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等戰(zhàn)略,技術核心都可以概括為CPS賽博物理系統(tǒng)(Cyber-Physical Systems),都體現(xiàn)了基于新一代信息技術實現(xiàn)物理實體與數(shù)字虛體深度融合的發(fā)展趨勢。
GE公司在《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng):打破智慧與機器的邊界》一書中重點強調:“智能機器、智能系統(tǒng)和智能決策代表著由機器、設備組、設施和系統(tǒng)網(wǎng)絡所構成的物質世界更深入地由連接、大數(shù)據(jù)和分析所構成的數(shù)字世界融合的主要方式?!?/p>
德國工業(yè)4.0通過縱向、端對端、橫向等三項集成實現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的生產與服務模式,從一定程度上講,與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)異曲同工。其中,縱向集成是將企業(yè)內不同的IT系統(tǒng)、物理設備(以數(shù)控機床、機器人等數(shù)字化生產設備為主)進行全面的應用與集成,在企業(yè)內部建成人-人互聯(lián)、機-機互聯(lián)、人-機-物互聯(lián)的互聯(lián)企業(yè)。
在參考德國工業(yè)4.0、GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、中國制造2025等戰(zhàn)略基礎上,日本在2017年提出了“互聯(lián)工業(yè)”戰(zhàn)略,并定為日本國家級發(fā)展愿景?!盎ヂ?lián)工業(yè)”是希望“通過連接人、設備、技術等實現(xiàn)價值創(chuàng)造的互聯(lián)工業(yè)?!?/p>
在我國,無論是兩化融合、兩化深度融合還是智能制造以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),一直以工業(yè)化與信息化融合為主線,促進制造業(yè)向智能化轉型升級。
從以上美、德、日、中四國相關戰(zhàn)略來看,在這次以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為主要技術手段的智能化進程中,通過物理世界和數(shù)字世界的深度融合,打造虛實一體,以虛仿實、以虛控實的工業(yè)軟件系統(tǒng)是工業(yè)產業(yè)的發(fā)展趨勢。這也就是老子講的“有無相生”,有形的物理實體與無形的賽博虛體緊密相連、相互促進甚至是轉化。
從工業(yè)軟件發(fā)展角度可以概括為以下兩大發(fā)展趨勢。
1)軟硬緊密結合
通過產品、裝備等的數(shù)字化、網(wǎng)絡化,使其成為整個智能系統(tǒng)的一部分,提升使用效率、產品質量與用戶體驗。
通過工業(yè)軟件,實現(xiàn)與生產設備、生產設施、物料等物理世界的互聯(lián)互通,實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的生產與服務模式。
通過對高性能設備或產品的遠程數(shù)據(jù)采集,實現(xiàn)遠程運維和預測性維護等等。
工業(yè)軟件不再是一套純信息化系統(tǒng),與物理世界的融合是一個趨勢。
2)OT與IT深度融合
對制造企業(yè)而言,工業(yè)軟件既是提升生產效率與產品質量的倍增器,也是承載豐富工業(yè)知識的無形容器。通過工業(yè)軟件,實現(xiàn)人-人的互聯(lián)與協(xié)作,如OA將全部工作人員連接起來,PLM將研發(fā)、工藝等人員連接起來,ERP將企業(yè)運營管理人員連接起來,MES將車間各工種人員連接起來,SCM將供應鏈上相關企業(yè)連接起來……,通過工業(yè)軟件與業(yè)務流程的深度互聯(lián),實現(xiàn)信息共享、工作協(xié)同與知識重用,實現(xiàn)敏捷高效的研發(fā)、生產、運營、服務。
這種發(fā)展趨勢在MES制造執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)展中表現(xiàn)也非常明顯。自1990年MES概念被提出后,經(jīng)過MESA協(xié)會在1997年進一步定義與完善后得到快速發(fā)展,已成為制造型企業(yè)中的核心信息化系統(tǒng)?,F(xiàn)在很多公司與組織也逐漸提出MOM(Manufacturing Operations Management,中文翻譯為制造運營管理)概念,其實質就是強調OT與IT的深度融合。
比如在2000年,美國儀器、系統(tǒng)和自動化協(xié)會(簡稱ISA)發(fā)布ISA-SP95標準,首次確立了MOM將生產運營、維護運行、質量運行和庫存運行并列起來,并拓展了MES的傳統(tǒng)定義。美國國家標準與技術研究院(簡稱NIST)在智能制造生態(tài)系統(tǒng)模型中也將MES的位置升級為MOM,都體現(xiàn)了上述思想。
具體到工業(yè)軟件產業(yè)領域,SAP、達索、西門子等國際公司也進一步響應并大力宣傳MOM等理念。在國內,蘭光創(chuàng)新在2015年提出了“六維智能”MES系統(tǒng),突破了MES純信息化的傳統(tǒng)理念,分別從計劃排產、過程協(xié)同、設備互聯(lián)、物料管理、質量管控、決策支持等六個方面打造生產過程的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化管控,體現(xiàn)了信息化系統(tǒng)與物理世界以及業(yè)務深度融合的特點。
孫子講“善戰(zhàn)者,求之于勢”,體現(xiàn)虛實融合、軟硬結合,是當前工業(yè)軟件發(fā)展一大趨勢,工業(yè)軟件公司理應研究并順勢而為之。
“難易相成”,化整為零建平臺
正如楊學山教授及寧振波研究員強調的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)姓工不姓網(wǎng)”,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)軟件是服務于工業(yè),具有濃厚的工業(yè)屬性,承載著巨量的工業(yè)知識且需要長期沉淀,不可能像互聯(lián)網(wǎng)軟件那樣可以快速研發(fā)、快速上線,存在著研發(fā)難、部署難、使用難、維護難、推廣難等實際困難。
以GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為例,GE在2005年就為飛機發(fā)動機做預測性維護,2012年在全球范圍內提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念,并投入上千人的研發(fā),但經(jīng)過十多年的發(fā)展,GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)卻是一波三折,前景不容樂觀。
具體到工業(yè)軟件,比如全球的高端CAD/PLM市場,基本被德國西門子、法國達索、美國PTC三家公司壟斷。在這些領域,近些年來國內公司技術及市場份額的差距不是在縮小,而是在加大。
從中也可看到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及工業(yè)軟件研發(fā)之難,本土工業(yè)軟件公司責任之重。
由于涉及種類繁多的設備、業(yè)務、人員等等,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及工業(yè)軟件的部署及維護都遠遠難于互聯(lián)網(wǎng)軟件。在德國工業(yè)4.0八項行動計劃中,第二條就是“管理復雜系統(tǒng)”,如何在制造企業(yè)中部署這些復雜系統(tǒng),讓年齡不一、文化水平不高的車間工人掌握與使用好這些系統(tǒng),不只是德國人頭疼的問題,也是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)軟件能否成功應用的一大難點。
近些年來,隨著微服務、工業(yè)APP等新技術的出現(xiàn),展現(xiàn)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)軟件研發(fā)技術的最新發(fā)展方向。
一方面,系統(tǒng)功能越來越強,研發(fā)、部署、使用、維護都越來越困難,但另一方面,由于采用了微服務、工業(yè)APP等新理念、新技術,一套復雜的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)或者工業(yè)軟件可以被分解為眾多可以被獨立部署、相互方便組合的微服務,可以實現(xiàn)系統(tǒng)的快速定制、快速部署與方便使用。由于每個微服務聚焦于一個具體的業(yè)務,開發(fā)起來也很容易,幾個人的團隊就可以輕松地開發(fā)出一個微服務。那些承載著工業(yè)知識和經(jīng)驗的各種工業(yè)APP,也可以被用戶快速掌握,并高效地完成各種設計、分析、管理等任務。
通過“難易相生”的思想,利用微服務、工業(yè)APP這些先進技術,將一套龐大、復雜的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)或者工業(yè)軟件轉化為眾多簡單、靈活、可相互組合使用的“小精靈”般的微服務和工業(yè)APP,實現(xiàn)了化難為易、化整為零,就可以很好地解決傳統(tǒng)工業(yè)軟件以往的研發(fā)難、部署難、使用難、維護難等問題。
“長短相較”,細分領域樹壁壘
由于研發(fā)時間早以及財力雄厚等原因,國外工業(yè)軟件巨頭通過長時間的研發(fā)和并購,形成了龐大的產品鏈甚至生態(tài)圈,構建了以強打弱、以長打短的競爭戰(zhàn)略優(yōu)勢。
比如西門子、達索、PTC等公司,通過一系列大手筆收購,將業(yè)內領先的工業(yè)軟件公司進行并購,打通了設計、分析、加工、工藝規(guī)劃、生產執(zhí)行、運維管理、產品數(shù)據(jù)管理等全生命周期管理的產品鏈,并通過長期的經(jīng)營,形成了規(guī)模龐大、實力雄厚的合作伙伴、代理商、實施商,這些都是國內工業(yè)軟件公司很難突破的防線。
老子這句“長短相較”,原本是長和短互相比較而顯現(xiàn),在這里引申為本土工業(yè)軟件產業(yè)可以采取以短勝長的發(fā)展策略。
華為是中國最優(yōu)秀的企業(yè),其成功的重要一條原則,不是與競爭對手比產品鏈的長短,而是采用“壓強原則”,將企業(yè)有限資源集中于一點,在配置強度上大大超過競爭對手,重點突破,然后迅速擴大戰(zhàn)果,最終達到系統(tǒng)領先。
國際公司的優(yōu)勢往往是產品鏈長,但由于面向全球不同國家、不同行業(yè)營銷,功能具有通用性,很難照顧到一個細分領域,這就為我們本土工業(yè)軟件企業(yè)提供了發(fā)展機會。
我們可以根植于某一細分領域,深耕細作,充分發(fā)揮對行業(yè)理解深入、知識沉淀深厚的優(yōu)勢,與客戶深度合作,將行業(yè)知識及客戶需求融入軟件,使自己軟件在這一領域功能更強、使用更方便、性價比更高、服務更及時,從而形成自己特有的競爭優(yōu)勢。
現(xiàn)在,CAD、CAM、CAE、PLM、ERP等工業(yè)軟件領域幾乎被國外軟件所壟斷,但這種情況在MES領域卻得到了根本改變。盡管國外MES系統(tǒng)也大量涌入,但由于MES本身具有很強的行業(yè)屬性,國外MES系統(tǒng)就很難滿足國內不同行業(yè)、不同企業(yè)的需求。
相反,一些專注行業(yè)領域的專業(yè)MES公司卻經(jīng)營得有聲有色。比如,蘭光創(chuàng)新在軍工企業(yè)、機械制造領域,上海上揚軟件在半導體、太陽能光伏領域,深圳昱辰在服裝等時尚業(yè)。這些公司憑借專業(yè)的產品、優(yōu)質的服務,成為了事實上行業(yè)領頭羊。
工業(yè)具有復雜性,工業(yè)軟件是行業(yè)知識高度匯聚的產業(yè),而這恰恰是本土軟件公司生存與發(fā)展的機會。我們先不要寄托在短時間內跨行業(yè)有多少,規(guī)模有多大,產品鏈有多長,而是要有工匠精神,與客戶密切配合,潛心研發(fā),發(fā)揮靈活、快速、行業(yè)沉淀深厚等優(yōu)勢,在某些點形成競爭優(yōu)勢,將自己打造生存能力極強的“碉堡”,“碉堡”多了,自然就能構建起一道可以防御國外公司的“鋼鐵長城”,為中國制造業(yè)提供自主可控的優(yōu)質產品和服務。
“高下相傾”,上云落地拼實效
“高下相傾”原本是指高和下相互對立而存在,此處“高”可理解為“上云上平臺”部署之高,以及AI人工智能等技術之高;“下”可理解為務實落地的具體工業(yè)軟件產品,以及并不高大上但可以很好解決企業(yè)問題的應用技術?!案呦孪鄡A”可理解為這些不同的解決方案,由于應用對象不同、應用場景不同,可以相互補充,相輔相成,共同促進制造業(yè)智能化轉型升級,不要一味地追求高大上,一切應該以解決客戶實際問題為價值導向。
1)因企不同,部署有高低
現(xiàn)在各級政府對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)都非常重視,出臺了一系列支持政策和具體指標,鼓勵設備上云、企業(yè)上平臺。上云上平臺可以使很多中小企業(yè)在IT硬件、網(wǎng)絡建設、系統(tǒng)維護等方面節(jié)省資金及人力投入,實現(xiàn)人、機、物的全面互聯(lián),通過社會化的供需信息、資源信息、生產與服務能力等各方面的共享,促進制造業(yè)新模式、新業(yè)態(tài)的深刻變革,推動工業(yè)生態(tài)體系的重構迭代和全面升級。
對大型制造企業(yè),特別是軍工等企業(yè),存在著設備種類繁多、管理復雜等特點,對可靠性、實時性、安全性有較高要求,可能并不需要上云,而是需要進行大量的功能定制。這就需要工業(yè)軟件公司基于深厚的行業(yè)知識與經(jīng)驗,根據(jù)客戶需求,以工業(yè)軟件為載體,在研發(fā)、生產、管理等各環(huán)節(jié)實現(xiàn)機-機互聯(lián)、人-人互通、人-機協(xié)同,提升企業(yè)的管理水平與市場競爭力。
軟件是部署在云端還是本地,企業(yè)是上平臺還是獨立運行,這些都需要根據(jù)企業(yè)實際情況而定,而不能追求所謂的潮流,更不能拘泥于形式。
2)實效為王,技術無高下
在制造企業(yè)中,很多人希望通過機器人、人工智能、云計算等所謂高大上技術,實現(xiàn)生產過程的“自感知、自分析、自決策、自執(zhí)行、自學習”,打造一種少人化乃至無人化的智能生產模式。雖然這些技術在企業(yè)一些場景中可以得到很好應用,但過于理想化的生產方式存在投資大、風險大、應用場景少等特點,企業(yè)更迫切需要務實落地的技術和產品來解決當前存在的主要問題。
筆者在幾年前就呼吁“智能制造,未必追求高大上,可先從治聾治啞治傻開始?!?/p>
現(xiàn)在絕大部分企業(yè)并不Smart(智巧),還談不上智能(Intelligent),甚至“聾啞傻”等情況普遍存在。比如,機器與工作人員和外界沒有交流,都是單機獨立工作,這可稱之為“聾”;設備運行狀態(tài)、故障信息、生產信息等都不透明,出現(xiàn)問題“說不出來”,設備是啞的,崗位是啞的;設備狀態(tài)、生產進度、質量信息等不能自動、及時獲知,建立在這種人為數(shù)據(jù)基礎上的決策就必然是不及時、不科學,甚至是錯誤的,這個可用“傻”來概括。
這些“聾啞傻”的生產與管理模式必然導致生產效率低、成本居高不下、產品質量不能保證,嚴重地影響了企業(yè)的競爭和發(fā)展。
企業(yè)可通過設備物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)設備的互聯(lián)互通,將企業(yè)的數(shù)控機床、熱處理設備、機器人等數(shù)字化設備實現(xiàn)設備的網(wǎng)絡通訊、數(shù)據(jù)遠程采集、程序集中管理、大數(shù)據(jù)分析、可視化展現(xiàn)與智能化決策支持,設備由以前單機工作的模式轉變?yōu)閿?shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的管理,實現(xiàn)設備由“啞”到“智”的質變。
通過MES制造執(zhí)行系統(tǒng)中的計劃、排產、派工、物料、質量、決策等功能,實現(xiàn)車間層面精準計劃、精益庫存、精細管理,各崗位都融于整個信息化系統(tǒng),牽一發(fā)而動全身,企業(yè)做到“眼觀六路,耳聽八方”,領導者基于實時、網(wǎng)絡化、智能化的信息系統(tǒng),做到“看得見,說得清,做得對”,實現(xiàn)生產過程的智能化管控。
這些技術和系統(tǒng)雖然談不上高大上,但可以以較低成本幫助制造企業(yè)取得很好的經(jīng)濟與社會效益,為企業(yè)走向智能制造奠定堅實的基礎。
這就是“高下相傾”在工業(yè)軟件發(fā)展過程中的啟發(fā)。
老子說“天下難事,必作于易;天下大事,必作于細?!弊鳛楸就凉I(yè)軟件公司,既要抓住工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來的新機遇,采取精準靈活的競爭策略,化難為易,在激烈競爭中能快速發(fā)展,還要勇于肩負起歷史重任,通過長期的深耕細作,打造出能與國外公司抗衡的自主可控產品,為我國制造業(yè)的智能化轉型升級保駕護航。
“條條大道通羅馬”。由于行業(yè)不同、基礎不同、發(fā)展階段不同、競爭對手不同等差異,每家公司的競爭策略與發(fā)展路徑也注定不同。本文總結的四種發(fā)展策略,僅供業(yè)界參考。