攀登全球科技创新的“珠穆朗玛”--eworks2016美国工业互联网考察的感悟
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    此次去美国考察,在回来的飞机上,观看了一部电影《Everest(珠穆朗玛)》,这部描述攀登珠穆朗玛峰的故事中,再一次提到那句“为什么登山,因为山在那里”的名言,让我感慨万千。e-works为什么要组织中国制造业的企业家不远万里前往美国考察?因为全球科技创新的“珠穆朗玛”在那里。很多本质的大趋势,在中国道听途说是学不到的。相信参加此次考察的企业家,会与我有同样的感受。

    此次e-works举行第二届美国工业互联网创新之旅考察从5月28日至6月6日,为期十天,考察了八家具有代表性的美国公司,包括波音、Intel、Oracle、Autodesk、思科、ANSYS、Tableau、QAD,涵盖了航空、IT制造、通信、研发设计、企业管理和数据可视化等领域,考察内容涉及云计算、物联网、三维打印、精益生产、虚拟仿真和大数据分析等热门技术,考察团成员与考察企业进行了充分交流,最后考察团内部还进行了深入讨论。考察团成员一致认为此次考察是一次非常及时的收获之旅。下面这种从西雅图市区拍摄的全景图,可以清晰地看到雷尼尔山的全景,我想这也许就是我们此次“攀登之旅”的象征。


从西雅图市中心远眺雷尼尔山

    QAD公司的智能制造专家Glenn Graney先生在给我们进行制造业趋势的演讲时,提到了当前美国制造业的热点,其中包括“中国制造2025”。这些关键词,基本涵盖了我们此次考察所接触到的新兴技术。


美国制造业当前关注的热点


    此次考察,使我们了解到美国制造业IT技术发展与应用的七大主流趋势:

    1. 物联网应用是美国工业界和IT界聚焦的焦点,已形成完整的物联网生态系统。

    在此次考察中,不论是芯片制造巨头Intel、企业软件龙头Oracle、通信巨头Cisco、工程设计软件龙头Autodesk,还是仿真软件巨头ANSYS,都不约而同地向考察团传递他们对于物联网应用的理解,介绍相关的解决方案。事实上,物联网的确是一个远大于互联网的巨大市场,因此,美国各大厂商纷纷布局,融入物联网应用这个大趋势之中,顺势而为。此次,我们在旧金山已经看到了带有物联网功能的垃圾桶。装满了会自动提示,这样就免除了清洁工的重复劳动。


旧金山街头带有物联网功能的智能垃圾桶

   著名管理大师迈克尔.波特在《物联网时代的企业竞争战略》中指出,物联网应用的层次可以分为对智能互联产品的监测、控制、优化和自动化。监测是指知道产品的位置和运营状态,例如工程机械的位置;控制是指根据特定的情况对产品进行控制,例如压力过高时,自动关闭阀门;优化是指根据采集的产品运营数据改进产品,对产品进行预防性维修维护,及时更换备品备件,提高服务质量等;自动化则是指产品可以自动适应环境,进行机器学习,进行自适应控制等。

    物联网的生态系统包括数据的传感/采集、数据的网络传输、数据的存储/展现/分析/优化和行业应用等领域。其中,此次考察的Intel致力于为物联网应用提供操作系统、安全系统、计算/存储/通信、数据分析和开发平台;Oracle则重点提供物联网应用中的云平台,实现对各种物体的连接、分析,以及与应用软件的集成;Cisco提供物联网的网络连接设备,设备安全与数据安全、数据分析,以及与应用系统的集成;ANSYS则提供物联网硬件的仿真分析解决方案;而Tableau公司的专长则是数据的展现与分析。下图是Oracle公司提出的物联网应用和创造价值的路线图。


Oracle提出的物联网应用路线图

    2016年2月,物联网领域的标准化组织--开放互联标准化联盟(Open Connectivity Foundation)正式组建。组成联盟的企业包括微软、英特尔、三星、高通、思科、GE Digital等,目的是制定开源协议,让所有制造商都可以在产品中使用,不再受到芯片组和操作系统的限制。不管谁开发物联网产品,都可以通过协议连接到大公司开发的设备。中国信息通信研究院也成为该组织的成员。同时,由GE发起成立的工业互联网联盟(Industrial Internet Consortium)也很活跃。知名研究机构ARC则长期关注工业物联网(IIOT)的应用。思科公司在物联网的基础上,提出了万物互联(Internet of Everything)的理念,即包括人、物、流程和数据的联网。
   

OCF组织的发起成员

    我在此次考察结束之后,前往波士顿参加了PTC的ThingWorx16大会,也是一次物联网的盛会。作为PLM领域的领导厂商之一,PTC公司投资约 10亿美金,杀入物联网市场,现在已经形成完整的物联网平台,还融合了AR(增强现实)技术,在很多行业实现了有效应用,并与GE公司在物联网平台方面开展了深入合作。

    QAD专家Glenn解读了物联网普及的根本原因:泛在的网络连接、智能传感器可以承受的价格、数据存取越来越方便、计算能力的迅速提升。Glenn形象地把物联网比作三明治的中间层,一边连着企业的制造和供应链,另一边连着企业的智能互联产品。


    2. 云计算应用势不可挡。

    此次考察观察到的另一个共性的趋势是云计算的普及势不可挡。本质上,云计算对制造企业而言,意味着IT外包。不论是服务器、存储等基础设施的外包(IaaS),还是软件系统的开发平台、中间件的服务化(PaaS),应用软件服务化(SaaS),在美国已经跨越鸿沟。例如QAD的Cloud ERP已成为公司业绩最大的增长点,年度增长率达到35%;Oracle公司还提出了DaaS(数据云服务)理念,企业可以从外部购买数据分析服务,获得所需要的分析内容。

    对于企业应用而言,Oracle和QAD都提到一个概念,就是在企业内部部署信息系统(On Premise)和私有云、公有云的部署,可以方便地迁移。由于Oracle并购了Sun公司,拥有了自己的服务器、存储等硬件产品线,Oracle还推出了软硬一体的私有云服务模式。Oracle的云平台支持基于内存数据库的大数据分析、移动应用、社交网络,支持多租户数据库,可以运行Oracle自己的Apps、软件开发合作伙伴的Apps,以及客户自己开发的Apps。



Oralce的云平台

    目前,在美国,客户关系管理领域的Salesforce,人才招聘领域的Linkedin(微软刚刚宣布262亿美元的巨额并购)、财务和人力资源管理领域的Workday,都是比较热门的企业级公有云应用。此次考察的全球设计软件巨头Autodesk公司推出了完全基于公有云平台的三维设计软件Fusion 360,支持在云平台进行设计、协作,还支持“云渲染”。

    此外,Autodesk还在软件的应用方式方面做了重大变革,对于AutoCAD、Inventor等产品,从2016年开始已经不再销售软件的License(使用许可),而是变为软件订阅,将卖软件改为卖服务。

    为了解决物联网带来的海量数据导致云计算的数据传输、存储和计算量过大的问题,思科公司还提出了雾计算的理念,将分布式计算与云计算的集中式计算架构有机地结合起来。

   
    3. 设计、制造与产品应用模式的创新带动企业商业模式创新。

    考察团成员此次在Autodesk公司位于旧金山市中心的展厅和创意工坊大饱眼福,看到了很多很具有创意的产品,其中,增材制造(三维打印)技术的广泛应用无疑是一个最大的亮点。

    随着客户需求的日益个性化,产品越来越智能,制造企业亟待进行产品创新、流程创新、材料创新。在这种背景下,Autodesk提出了未来制造(The future of making things)理念,将产品的设计、制造和使用过程有机地集成到Autodesk的产品创新云平台,形成一个闭环。为了实现这一愿景,Autodesk公司于2015年并购了一家物联网平台公司SeeControl。Autodesk还研发了创成设计技术(Generative Design),用于在零件可以满足载荷要求的条件下,将零件生成空心的晶格结构,尽量减轻零件重量。然后,再通过增材制造技术将零件制造出来,从而实现个性化定制。Autodesk甚至还开发了三维打印机,建立了与三维打印领域有关的基金,以鼓励相关领域的创新。

    作为一家工程设计软件的龙头企业,Autodesk为何如此关注增材制造? 实际上,随着增材制造技术的发展,打印材料的不断增加,增材制造的应用领域将越来越广,例如大型模具的制造。加上与创成设计技术实现对零件结构的拓扑优化和减重,增材制造在制造业有了更多实际的应用价值。在4月的德国汉诺威工业展上,我们看到了Autodesk公司与Airbus公司合作,对空客A320飞机的一个支撑件进行增材制造的实际应用案例。有分析表明,2016年及未来几年,增材制造和复合材料技术的成熟将颠覆现有的航空发动机设计和制造概念,甚至将导致主要采用增材制造或复合材料生产的发动机出现。





Autodesk的未来制造理念


创成设计(Generative Design)

    通过将增材制造技术、物联网等技术结合,最终可以实现产品服务化(Product as a Service),企业不再卖产品,而是卖给客户提供的产品使用期间创造的价值,例如罗罗公司卖航空发动机有效的飞行小时。这种方式最大的好处是可以实现供应商和客户价值的一致,因为供需双方都希望产品的性能和质量更好,可以保持最佳的工作状态。此次参加考察的一家盾构设备刀具制造企业的总经理就准备未来尝试按照盾构机掘进深度来收费,从而实现商业模式的创新。

     4. 信息技术与自动化技术融合,支撑智能制造。

    此次多家考察的多家企业都提到了IT技术与OT(Operational Technology,运营技术,Gartner的定义是对企业的各类终端、流程和事件进行监控或控制的软硬件技术,主要包括数据采集和自动控制技术)的融合。在思科公司的客户体验中心,通过实现IT网络与工控网络集成,可以对工业机器人的状态进行反馈和控制,展示了实现业务可视化、柔性生产、确保生产线接近于零宕机和能源高效利用等智能制造的应用场景。


思科展示的IT与OT融合,支撑智能制造的应用场景

   实际上,美国公司也非常关注工业4.0。在此次考察中,Autodesk、QAD、Oracle和Intel都提到了工业4.0。由此可见,工业4.0已成为主要工业国家进行制造业复兴与转型的目标。

   QAD专家Glenn先生分享了微软公司在2015年提出的智能制造应用场景,包括智能产品、智能环境、智能流程、智能运营、智能供应链、智能产品应用和智能产品全生命周期管理。


微软公司2015年提出的智能制造应用场景

   智能制造是工业4.0的核心。根据媒体报道,2016年1月,波音获得了“机身全自动化制造工厂”专利,展示了基于自动导向车和移动机器人的自动化、可重构、可移动智能生产概念。


    5. 仿真技术在产品创新中的应用深度和广度不断提升。
 
   全球仿真软件巨头ANSYS公司在接待考察团时,重点介绍了仿真技术在支撑物联网的智能互联产品的研发与应用中的关键作用。例如,天线设计、信号强度、电磁辐射、嵌入式软件仿真等。实际上多物理场仿真技术在制造业的应用越来越广,考察团成员也对仿真技术和仿真服务表现出浓厚的兴趣。例如,此次参加考察的一家制造双联式等速万向节的汽车零部件企业的总经理就认为,为了进一步优化产品的性能,应该更加全面深入地应用仿真技术,真正实现仿真驱动设计。Autodesk提出的创成设计技术,实际上也包括了仿真与拓扑优化技术的应用。


ANSYS公司展示的电子系统仿真分析,包括能效、信号强度、合规性、电磁辐射等

    仿真技术不仅可以在产品研发过程中发挥重要作用,还可以进行加工工艺仿真和产品性能仿真,例如通过分析振动和噪声,来仿真乘客在乘坐汽车时的舒适度。根据媒体报道,2015年7月,波音展示了其“黑金刚石”项目,其目标之一是推进基于模型的系统工程仿真技术,验证将更多的自动化装配技术融入复杂的飞机结构制造中。

    6. 挖掘数据的“新金山”。

    此次考察过程中,几乎每家企业都会从不同角度提到对数据的挖掘、展现、分析,发挥数据的价值。不论是针对各类应用软件产生的数据,还是物联网采集的实时数据。实际上,不论是结构化数据还是非结构化数据,都需要通过对其进行挖掘和抽取,找出规律,最终进行可视化展现与分析。

    考察团此次参观的Tableau公司,无疑是数据可视化领域的一家明星企业。这家2003年才成立的年轻公司,已成为全球数据可视化领域的龙头企业。Tableau建立了一种可视化的数据描述语言,可以与各种数据库集成,可以基于云模式进行应用,通过内存计算技术来进行数据处理与可视化。


Tableau的宗旨就是让人们真正看到和理解数据


Tableau的跨越式发展轨迹


Tableau的数据可视化分析案例

  

    7. 人机交互方式不断创新。

    在Oracle的实验室,我们观看到通过体感控制和脑电波控制的现场演示。在思科,我们看到通过各种终端,包括手机、Pad、PC都可以进行方便地沟通与协作。基于思科的通信技术和虚拟化技术,通过扫描员工的工牌,即可将某个会议室完全设置成员工个人的电脑桌面和电话。思科的网真技术,可以实现沉浸式的互动交流,让分别在两个会议室的考察团成员就像在会议桌的两边对话。思科公司与iROBOT公司联合研发的网真机器人,可以实现在仓库,在车间,随时随地的视频沟通。


考察团成员在思科的实验室参观多种终端之间的协作

    增强现实(AR)和可穿戴技术将使飞机装配工人的技能得到革命性提升。根据媒体报道,2015年5月,波音在其加油机装配线演示了一个增强现实平板工具,机械师可以看到现实世界中他正在装配的扭矩盒单元,也可以看到数字化的指导书、零件和箭头,以增强现实世界中的视野。





在Tableau考察时,考察团成员认真学习、思考


考察团成员在住宿的酒店进行“围炉夜话”,交流考察成果


    对于此次2016美国工业互联网创新之旅考察,考察团成员给予了高度评价,而考察团成员认真学习的态度也让e-works深深感动。考察团一路与考察企业进行了深入交流,得到了这些美国公司的高度评价,让他们感受到了中国制造业奋发图强的远大志向和中国企业家的精神风貌,可以说是为国争光。

    十天的“攀登之旅”让考察团成员深深感受到,美国仍然是全球制造业的创新中心。中国制造企业要真正崛起,从大变强,必须保持“空杯朝上”的学习心态,真正通过这种深入考察寻找到自身的创新密码。本月海尔正式并购GE家电的新闻可以折射出,未来的十年将是中国制造业国际化、全球化的十年。因此,e-works还将举行更多这样的深度国际考察,与中国具有远见卓识的制造业企业家同行!


美国考察系列文章:
1. 第二次走进波音工厂的思考与体会
2. 思科:万物互联的体验之旅
3. ANSYS:仿真技术如何支撑物联网应用
4. 2016美国工业互联网创新之旅-Amazing Autodesk
5. Intel的物联网之道
6. 可视化分析专家Tableau
7. Oracle:腾云驾物,傲立群雄
8. QAD:如何打造高效企业?




发表于: 2016-06-13 12:15 阅读(14209) 评论(3) 收藏 好文推荐
# re: 攀登全球科技创新的“珠穆朗玛”--eworks2016美国工业互联网考察的感悟
2016-06-15 09:07 | kangta868 | 1楼
这次美国考察探寻到了非常多的前沿技术应用趋势,很多技术中国企业甚至还没理清概念,而美国企业已经开始深入的探索实践了,我们也需要加倍努力,眼光长远,勇攀珠峰。
# re: 攀登全球科技创新的“珠穆朗玛”--eworks2016美国工业互联网考察的感悟
2016-06-15 10:21 | snowshadow | 2楼
美国企业善于创新,勇于创新,而且非常务实、开放。这次考察的企业几乎都提到了物联网生态系统,他们也都是这个生态系统的一员。他们是一起把蛋糕做大、做熟。
# re: 攀登全球科技创新的“珠穆朗玛”--eworks2016美国工业互联网考察的感悟
2016-06-15 14:04 | sysleader | 3楼
著名管理大师迈克尔.波特在《物联网时代的企业竞争战略》中指出,物联网应用的层次可以分为对智能互联产品的监测、控制、优化和自动化。监测是指知道产品的位置和运营状态,例如工程机械的位置;控制是指根据特定的情况对产品进行控制,例如压力过高时,自动关闭阀门;优化是指根据采集的产品运营数据改进产品,对产品进行预防性维修维护,及时更换备品备件,提高服务质量等;自动化则是指产品可以自动适应环境,进行机器学习,进行自适应控制等。

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