21世纪经济报道发表傲林科技董事长刘震评论性署名文章

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工业互联网的关键在于工业用软件的创新


3月24日,习近平主席和李克强总理在相关活动中都再次强调了产业创新。十四五我们国家在往前走,必须要依靠创新,随大流老跟着人家是不行的。近日的国务院会部署了对制造业企业研发创新的激励安排,全面支持制造业企业的产业升级创新。


从时代的机遇到国家领导人的殷切期待,对于我们每个制造业从业者而言都是莫大激励。中国制造业规模庞大,种类和产能均为全球之冠。那么怎么做好产业创新和转型,以笔者的视野来看,“十四五”提出的加速工业互联网发展是制造业创新转型的关键。


进一步而言,2021年1月13日,工业和信息化部正式印发《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》通知,给出了实施工业互联网创新发展战略,顺应新一轮科技革命和产业变革大势,壮大技术产业创新生态,推动经济社会数字化转型和高质量发展。


工业是国民经济的主导产业,泛工业的数字化转型是实现我国由工业大国变工业强国的必经之路。以工业互联网为方向看,当前我国正在从工业经济迈向数字经济,进入以大数据、人工智能为特点的“数智化”时代。工业互联网首先是数智化要求,而数智化要求首先就是工业应用软件的要求,这对于全球的软件行业来说是一次全新的革命性要求。某种程度上推动国产工业用软件的成长和成熟,是我们应对工业互联网一系列革命性要求的关键应答。如果我们能在软件领域首先实现突破,那么以中国制造业的规模,在全球工业互联网取得成绩乃至实现制造业的先行一步,都是可以期待的。


一、数智化时代是经济发展的全新阶段


毋庸置疑,科技进步对于推动社会生产力具有重大推动作用。回看美国、英国、法国、德国、日本等发达国家近百年的劳动生产率,驱动生产力进步的关键要素呈现出从自动化、信息化、网络化迈入数智化的特点。


二十世纪中期开始,以信息技术为代表的第三次工业革命,萌芽并迅猛发展,1945年到1975年,自动化控制技术(如SCADA、SPC、DDC、PLC、DCS等)陆续涌现,带来劳动生产率的大幅提升,催生了西门子、施耐德、Honeywell等巨头企业。上世纪七十年代开始,信息化系统进入企业,ERP、CRM、MES、OA、WMS、FM、HM等,提高了管理效率;同时加剧改变世界经济总量的发展速度,参照世界银行数据,自动化时代GDP的增长速度是每年0.3万亿美元,信息化时代达到了每年增长1.1万亿美元,是自动化时代的3.5倍,代表性的行业巨头有IBM、甲骨文、SAP等。21世纪初,世界开始进入网络化时代,出现了电商、社交媒体、社交网络、云平台、云计算、移动计算,这些技术、产品、服务将全球经济发展速度又提到一个新的台阶,GDP从原来的每年平均1.1万亿增长到2.8万亿;全球市值排名前5的上市公司中,西方发达国家企业逐步替代资源、资金、规模等传统要素的企业,例如苹果、亚马逊,其中中国企业如腾讯、阿里等开始崭露头角。


当前,信息化已迎来第四次工业革命浪潮,数字化、智能化是未来的发展趋势,数智化转型是我国经济实现跨越式追赶的历史机遇。


一方面,我国工业企业亟需转型升级。工信部强调要提高制造业的数字化、网络化、“智能化水平”,并给出了“聚焦10个重点行业、形成20大典型工业应用场景”的具体目标,可以预见,智能化改造将成为我国工业各领域的重点工作。根据IDC数据,占中国国内生产总值(GDP) 52% 的泛工业领域仍处于数字化早期阶段,亟待信息化转向数智化,让数据发挥显性的业务价值。对比占比为2%的零售行业,已经孕育了阿里、京东等巨大规模的企业,泛工业领域数字化转型挖潜创造的产业动能将空前巨大。


另一方面,数智化转型服务商尚未形成巨头垄断格局。据悉,一些数字化转型服务商选择了供应链、生产、销售等自下而上的业务视角切入,可以不同程度为企业创造价值。而自上而下的经营视角仍是空白。这两套设计方案,均可为企业创造价值。我更倾向于自上而下路径,运用“数字孪生”技术,帮助企业对“产、供、销”经营铁三角做出智能化决策,将对工业企业数智化转型带来性价比更高、更显性的价值。


二、数字孪生是数智化转型的技术支撑


对比近年大热的大数据、人工智能等,“数字孪生”正在成为新晋“热词”。实际上,自2016年起,全球最具权威的 IT研究与顾问咨询公司Gartner连续四年都将“数字孪生”(Digital Twin)列为当年的十大战略科技发展趋势,持续看好数字孪生在未来发展的前景。


国内的认识也跟上来了,“数字孪生”2020年已经频繁出现在国家发改委、工信部、中央网信办等多部委制定的政策文件中。


数字孪生开始在全产业链被应用。除研发和制造领域外, 也在市场营销、供应链物流和维保服务等领域发挥巨大作用。例如阿里巴巴构建了聚集消费者、供应链和制造商的网络电商平台, 成为一个年营收超过世界80%国家GDP的庞大经济体。同时,阿里巴巴也构建了一个共智的数字孪生经济体, 通过精准画像建立信用体系、支付系统和个性化金融等服务产品,取得更好的消费者粘性和营销效果。


2020年6月,国家重大研发计划“国家新区数字孪生系统与融合网络计算体系建设”项目在雄安新区启动,保障雄安新区建设成为世界领先的数字孪生城市。在数字孪生城市应用中, 可进行自然现象、物理力学规律、人群活动、自然灾害等仿真, 比如可预测台风灾害、优化应急预案; 可通过地形分析,进行风电选址,并分析其对城市的影响; 可进行城市风、水、污染物、热岛等现象进行仿真和演进态势预测。实现城市问题诊断、解决方案辅助设计、方案验证、未来预测等、从而为城市智慧治理提供数据、决策支持。笔者所在的傲林科技正协同广东省创新引入基于数字孪生技术的大数据治理平台,为“数字政府”建设再添新内涵。


具体到工业领域,则是建立“企业经营的数字孪生”,将人、机、料、法、环、财乃至业务逻辑和流程,组织架构、外部数据等进行数字化,提升企业整体的数字化、智能化经营水平,实现降本增效。


三、数字孪生技术实现国产自主可控需要“匠心”


不同于一般的消费电商领域,中国工业企业目前的数字智能系统存在这样或者那样的问题,走什么样的工业互联网技术路线讨论也非常多。但就笔者观察而言,目前很多问题的根源在于企业在信息化建设过程中所使用的ERP、CRM、MES、FMS等条块化的信息化系统数据上彼此独立,事实上形成了企业内部大量的“数据孤岛”,管理层很难及时了解企业经营的全貌。


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比如,某钢铁公司采购的铁矿石品种有几十种,每种矿石的化学成分、物理性能、价格都不一样,同时,矿石在运输过程中还存在各种不确定因素,如:运力、天气、进厂时间等等,怎么匹配矿石采购的比例既能满足生产要求、同时又企业成本达到预期之内?

这才是企业管理层最关心以及最想解决的问题之一,也是工业互联网最该要解决的核心问题,也是一个明显的采购和生产、财务数据之间的平衡的问题。我再举个例子来说明销售和产能、财务之间如何通过基于数字孪生技术的经营决策模拟软件来取得答案。

钢铁企业的产能固定,生产产品的品种(例如线材、板材、型材等)和规格(厚度、长度对应的型号)众多且繁杂,生产工况(例如流程、配料、设备运行状态)也不断发生变化。在有限的产能条件下,如何通过合理配置产品的品种结构提高销售收入,实现利润的价值,成为钢企管理和生产的重点。

产品结构优化旨在通过对不同产品各月份销量和各月份利润的历史数据采集,结合外部产品价格指数和市场销售订单数据,在充分考虑产品的边际贡献、毛利的效益、有限产能的基础上,通过大数据分析和系统建模,构建产品结构的优化模型和排程模型,综合订单交期、设备检修、工艺标准、机组产能、物流运能等因素,平衡资源分配、优化产品组合、实现炼钢、轧钢工序多产线优化排产,实现公司产品从销售订单、质量设计与控制、生产管理、计划管理、生产实绩管理、库存管理直至成品发货管理的产销全生命周期优化管理,实现企业产品成本小和收入利润的成果。

在运用数字孪生服务企业数智化转型的具体实践中,有很多可验证有效的经验成果。一是打通了工厂内部的数据孤岛,企业数据利用能力大幅增强。我在国内的行业经验发现,企业如果能顺利搭建了数据量化分析中台,建立统一多维的分析、预测和优化平台,做到一数一源,一源多用。那么数据完整性提升至92%,数据关联性提升至100%,大幅增强了企业研发创新、生产管控、供应链管理、财务管理、经营管控及用户服务能力,以及钢企同上下游产业链协同的效率;二是综合考量生产、采购、销售、财务等工业企业经营全局因素,综合实现“产供销”经营铁三角;三是构建智能经营决策与优化控制大脑,智能地对市场信息进行合理响应,这也是实现个性化定制、网络化协同、服务化延伸等模式的基础。

由于新冠疫情,进口铁矿石的运输船只在抵达港口前的检查中发现有船员确诊新冠肺炎感染,无法如期到港,给生产供应带来了危险挑战。铁矿石是钢铁生产的重要原材料,库存不足可能导致停产的严重问题。都可以通过数字孪生智慧决策系统,综合生产、销售、财务、外部环境等因素,找到解决方案建议,既能及早获悉风险预警,又成功避免了停产风险。

当前,我国正处于实现中华民族伟大复兴的关键时期,经济长期向好,市场空间广阔,发展韧性强大,正在形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。笔者以为在工业互联网发展的大趋势下,要重视国产自主可控的软件的重要性,真正能形成服务数智化转型大潮中的工业企业的中国制造的数智软件。